Подробно разбираем характеристики УЗО

Вопросы и ответы

Что такое УЗО (ВДТ), для чего оно нужно и как работает? Мне предоставилась возможность препарировать несколько устройств защитного отключения TEXENERGO, на примере которых я всесторонне рассмотрю эту тему. 

Как обычно, пойдем по проверенной схеме – от теории к практике, от простого к сложному. Что такое УЗО? Для начала отвечу на этот элементарный вопрос. Думал, что все знают, но мне задали этот вопрос в комментариях к статье про Схему электронного УЗО.

“УЗО” это аббревиатура, которая расшифровывается как “Устройство Защитного Отключения“. УЗО ещё называют так: Из названия видно, что основные свойства этого устройства – различать (дифференцировать), выключать, защищать. Что нужно защищать? Если речь идет о ВД (УЗО), то нужно понять, что защищаем мы в первую оч

Что такое УЗО?

Во-первых, я хочу ответить на этот элементарный вопрос.

Я думал, что все знают, но мне задали этот вопрос в комментариях к статье про Электронную схему УЗО .

«RCD» — это аббревиатура, обозначающая «Residual Disconnect Device». УЗО также известно как:

  • Дифференциальный выключатель (от этих слов происходит сокращение «ВД» в названии и на корпусе УЗО),
  • Автомат защитного отключения (RCC) является официальным названием,
  • Устройство защитного отключения (включая АВДТ),
  • Переключатель дифференциальной защиты,
  • Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током.

Из названия понятно, что основные свойства этого устройства — отделять (дифференцировать), отключать, защищать.

Что нужно защищать?

Если говорить о ВД (УЗО), то надо понимать, что мы в первую очередь защищаем человека. Мы защищаем от прямого контакта с частями оборудования и кабелями, имеющими опасный потенциал.

Потенциал там может быть номинальным для обеспечения нормальной работы (как на фазном выводе розетки), а может появиться в результате аварии (например, 220 В может появиться на корпусе стиральной машины из-за плохой изоляции нагревательного элемента).

ПУЭ рекомендует устанавливать автоматы защиты от замыканий на землю на всех отводах (ПУЭ 7.1.71), но обычно в сухих помещениях их не устанавливают. И я думаю, что лучше не сохранять, а ставить их на каждую группу (строку).

УЗО является дополнительной защитой от прямого прикосновения. Основной защитой от прямого прикосновения является, прежде всего, изоляция и автоматический выключатель. С изоляцией все готово, но автомат должен работать при попадании фазы на землю.

«Должен» — но сработает у него не всегда, так как тока КЗ недостаточно для тренировки по электромагнитной защите, а по тепловой защите может сработать и за секунду, и за час, и никогда. Я писал об этом много раз. В этом случае необходимо установить УЗО (ПУЭ 7.1.72).

Защита работает по принципу сравнения разности (дифференциала) токов в фазе и нейтрали. Ток может «утекать» по разным причинам — плохая изоляция, короткое замыкание, прикосновение — но во всех случаях, если ток утечки достаточен, УЗО отключит линию.

Здесь можно вспомнить первый закон Кирхгофа для замкнутой цепи, который можно выразить так – ток, «вытекающий» из источника тока, равен «приходящему» току. Если эти токи не равны, то где-то есть утечка и УЗО должно сработать.

Кстати, утечка не может быть только из фазы на землю. Можно и от нулевого провода, и к другой фазе. В любом случае, если ток найдет «лазейку», и начнет вытекать из замкнутой цепи, и при достижении определенной величины тока утечки УЗО отключится.

Основные характеристики УЗО и Дифавтоматов

Характеристики, обозначенные на корпусе УЗО

В качестве примера, на котором я покажу разные характеристики, возьмем УЗО TEXENERGO VD67 2П 16А/10мА.

Посмотрим, какие надписи и знаки размещены на его теле. А если хотите узнать официальную информацию об УЗО, смотрите ГОСТ Р 51326.1-99.

УЗО (дифференциальные выключатели) ТЕХЭНЕРГО ВД67 и ВД1-63. Характеристики передней панели УЗО (дифференциальные выключатели) ТЕХЭНЕРГО ВД67 и ВД1-63. Функции передней панели

  • ТЕХЭНЕРГО является торговой маркой. Здесь можно писать все, суть остается прежней.
  • Кнопка оранжевая, с буквой «Т» — кнопка «Тест». При нажатии искусственно создается ток утечки через встроенный резистор. УЗО должно отключиться. Такую проверку потребитель должен проводить сам, что крайне нецелесообразно. Но сделать это придется – ведь УЗО может выйти из строя, и в нужный момент не спасет от удара током.
  • ВД67, ВД1-63 — модель УЗО (серия).
  • Номинальный ток In (на фото — 16 А, 32 А). Стандартный диапазон значений: 16, 25, 32, 40, 50, 63 А. Это ток, который УЗО может выдерживать длительное время. При этом автоматический выключатель замыкания на землю должен быть обязательно защищен от перегрузки по току автоматическим выключателем с таким же номинальным током или меньшим на одну ступень.

Например, для УЗО, показанного на картинке, следует установить автоматы на 13 А и 25 А.

  • Номинальное рабочее напряжение Ue и номинальная частота (~230В 50Гц). Для четырехполюсных машин это напряжение равно 400 В.
  • Номинальный ток утечки IΔn (30 мА) (маркированный дифференциальный ток). Это самый важный параметр для устройств дифференциальной защиты. Стандартный диапазон — 10, 30, 100, 300 мА. Кроме того, существует остаточный ток без срабатывания 0,5 I∆n, при котором не должно происходить срабатывания защиты от утечки. Другими словами, отключение произойдет в диапазоне от 0,5 I∆n до I∆n.
  • Номинальный условный ток короткого замыкания Inc (6000 А). В автоматических выключателях аналогичный параметр называется «Номинальная отключающая способность» и обозначается Icn. Почему «условно»? Дело в том, что УЗО не предназначено для отключения цепи при КЗ — это должен делать автоматический выключатель в той же цепи.

Чем выше параметр Inc УЗО, тем лучше контактная система. Стандартный диапазон значений 3000, 4500, 6000, 10000 А. Не знаю с чем это связано, но на корпусе этого УЗО, и в паспорте ИП указано значение 6000. ≥10 000 А.

  • Тип автоматического выключателя замыкания на землю в зависимости от типа дифференциального тока. Существует два основных типа автоматических выключателей дифференциального тока. Первый — АС. Это самый распространенный и дешевый тип для чистого переменного тока, обозначенный синусоидой (∼), как на картинке.

Второй — А, он реагирует не только на переменный ток, но и на постоянный (однополярный) пульсирующий ток. Это необходимо, когда нагрузка имеет полупроводниковые входные силовые цепи. Более общий тип. Есть устройства, реагирующие на другие виды дифференциального тока, но в быту они практически не используются.

  • Температурный диапазон (-25 °C) – минимальная рабочая температура.

Характеристики, обозначенные на корпусе диф.автомата АД

Как уже упоминалось, АД и АВДТ имеют те же функции и характеристики, что и ВД (УЗО), но имеют в качестве плюса тепловую и электромагнитную защиту от перегрузки по току, как и обычные автоматические выключатели. Причем на обоих полюсах.

В нашем примере дифавтомат TEXENERGO AD67-2 на крышке имеет такие же свойства, связанные с дифзащитой:

Дифавтомат АД67-2 ТЕХЭНЕРГОAD67-2 дифавтомат ТЕХЭНЕРГО

Отличия (кроме конструкции, о которой будет рассказано далее в другой статье) связаны с защитой от перегрузки по току. Основное отличие — надпись «С25”.

Характеристики, обозначенные на корпусе диф.автомата АВДТ

АВДТ на номинальный ток 16АВДТ на номинальный ток 16А

Принцип тот же — номинальный ток 16А, характеристика срабатывания типа «С”.

Обратите внимание — защита от перегрузки по току есть только на фазном столбе!

Далее нужно учитывать параметры УЗО, которые не указаны на корпусе.

Число полюсов УЗО

Тут только два варианта –

  • биполярный (2p или 2p), для однофазного напряжения питания,
  • четырехполюсные (4п или 4п), для трехфазных сетей.

В отличие от обычных автоматических выключателей, здесь в качестве УЗО добавлен еще один нейтральный полюс. Так как ноль необходим для нормальной работы УЗО.

Принцип срабатывания УЗО

УЗО можно разделить на электромеханические и электронные по принципу измерения дифференциального тока.

Электромеханические УЗО более надежны, так как не зависят от параметров и перенапряжения питающего напряжения, а срабатывание происходит только за счет дифференциального тока. Так же, как и в автоматических выключателях — их работа зависит только от протекания и действия перегрузки по току.

Электронные УЗО имеют внутри электронную схему, которая имеет решающее значение для тока. Они немного дешевле механических, так как имеют внутри сравнительно небольшой дифференциальный трансформатор, играющий роль датчика, а электроника стоит копейки. Да и надежность их пока не высока.

Как отличить электромеханическое УЗО от электронного? В первую очередь по схеме, которая в электронном УЗО содержит треугольник, обозначающий операционный усилитель:

ХП, БП и АВДТ. Дифференциальный усилитель тока обозначен треугольником VD, AD и RCBO. Дифференциальный усилитель тока обозначен треугольником

Дифференциальный усилитель тока также может быть обозначен прямоугольником, но к нему должны идти силовые линии от фазных и нулевых линий.

Вот схема, указанная на крышке УЗО вверху:

Верхняя часть УЗО — схема электромеханического УЗО Верхняя часть УЗО — схема электромеханического УЗО

Номинальная наибольшая включающая и отключающая способность Im

В данном случае эта характеристика равна 630 А и означает, что УЗО может включаться, проводить и отключаться без негативных последствий для себя.

Номинальная наибольшая дифференциальная включающая и отключающая способность IΔm

Это тот же параметр, что и Im, но связанный с остаточным током. Обычно IΔm = Im.

Селективность УЗО

Этот параметр подразумевает селективность УЗО по времени, хотя селективность по дифференциальному току все же может быть. Обе селективности используются для того, чтобы УЗО, установленные ближе к вводу, срабатывали позже, а ближе к нагрузке — раньше.

Селективность УЗО – общая и с задержкой. Таблица из ГОСТ Р 51326.1-99 Избирательность УЗО — общая и с задержкой. Таблица из ГОСТ Р 51326.1-99

Рассматриваемые в статье дифференциальные защиты ТЕХЭНЕРГО не имеют выдержки времени (общий тип селективности). УЗО и дифференциальные автоматы с выдержкой времени обозначаются буквой «С» (селективные).

Задержка отключения (селективность) УЗО

По времени задержки срабатывания УЗО делятся на 3 типа:

УЗО без выдержки времени используются для защиты человека от поражения электрическим током и возгорания из-за неисправности электропроводки. УЗО без выдержки времени устанавливается на линии с электроприемниками. Они являются первой линией обороны.

УЗО типа S (селективное), называемое также противопожарным. Это УЗО типа S срабатывает с задержкой (0,2-0,5 сек), поэтому оно не защищает человека, а защищает только от возгорания. УЗО пожарной защиты устанавливается в начале линии после вводного автомата и защищает вводной кабель и подключение автоматики в экране, а также является второй ступенью дифференциальной защиты всего дома от пожара.

О том, что это УЗО селективное, можно сказать по букве «С» на панели, что означает УЗО селективное с задержкой срабатывания.

Примеры однофазного селективного противопожарного УЗО АББ на 100 мА и трехфазного УЗО на 300 мА от Schneider Electric.

 

УЗО типа S выбирают с номинальным током утечки 100-300 мА. УЗО пожарной защиты с уставкой 100-300 мА является второй ступенью защиты, и по правилам, если на одной линии в цепи установлено несколько УЗО, каждая последующая ступень должна быть с большей выдержкой времени на срабатывание и текущая настройка.

СП31-110-2003 пА4.2 При последовательной установке автоматических выключателей защиты от замыканий на землю должны выполняться требования селективности.

При двух- и многоступенчатых схемах автоматический выключатель защиты от замыканий на землю, расположенный ближе к источнику питания, должен иметь уставки по току срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза больше, чем автоматический выключатель защиты от замыканий на землю, расположенный ближе к потребителю.

Если бы задержки не было, а у нас на линии два УЗО, одно на 30мА, другое на 100мА, то при утечке тока и УЗО, и УЗО на 100мА выводили бы из строя весь дом. Поэтому, чтобы не выбегать на улицу в шортах на морозе и включить пожарное УЗО в уличном щитке, пожарное УЗО выбирают с настройкой, достаточной для предотвращения возгорания.

УЗО типа Г, то же, что и типа С, только с меньшей выдержкой времени 0,06-0,08 сек. УЗО встречаются редко и мне приходилось ждать их «прихода» по 2-3 месяца, что очень неудобно для меня, т.к электрощитки зависают долго.

Читайте также: Геотермальная электростанция: как работает, плюсы и минусы

Маркировка УЗО

На лицевой стороне УЗО всегда маркируются наиболее важные технические характеристики. Расшифровка буквенно-цифрового обозначения показана на чертеже.

Маркировка УЗО

При выборе УЗО самое главное, на что следует обратить внимание, это напряжение, рабочий ток и ток утечки. Остальные параметры имеют второстепенное значение.

Электрическая схема подключения УЗО в щитке

УЗО в щитке квартального электропровода подключают сразу после счетчика к разрыву нулевого и фазного проводов, идущих к автоматическим выключателям.

Схема подключения автомата к электрическим проводам в экране

Провода, идущие от счетчика, подключаются поверх УЗО. К левому контакту фазный провод L, а к правому — нулевой N. Провода, идущие к автоматам, подключаются к нижним клеммам в той же последовательности. Заземляющая жила желто-зеленого цвета прокладывается в обход УЗО.

Устройство и принцип работы УЗО

Когда УЗО находится во включенном состоянии (рычаг поднят), через него подается ток на автоматические выключатели в проводке. Если потребитель электроэнергии включен, то по нулевому и фазному проводам течет ток.

В УЗО провода проходят через дифференциальный кольцевой трансформатор, и при протекании по ним тока в его магнитопроводе возбуждается магнитное поле. Если утечки нет, то токи в фазном и нулевом проводах равны и текут в противоположных направлениях.

Следовательно, создаваемые ими магнитные поля имеют противоположную полярность и компенсируют друг друга. В этом случае, согласно закону Кирхгофа, в добавочной обмотке трансформатора не возникает ЭДС независимо от тока, протекающего через нее в нагрузку.

Принцип работы электромеханического УЗО

В том случае, если из-за пробоя изоляции бытового электроприбора по фазной линии потечет ток больше нуля, в магнитопроводе трансформатора возникнет магнитное поле. Если разность токов превышает IΔn, в дополнительной обмотке индуцируется ЭДС достаточной величины, чтобы УЗО сработало и отключило подачу питания на провода.

Схема механического УЗО

В электромеханическом УЗО к дополнительной обмотке трансформатора подключен электромагнит, соленоид которого механически связан с механизмом расцепления. Когда в обмотке возникает заданная величина ЭДС, соленоид втягивается и тем самым, воздействуя на расцепляющий механизм, контакты размыкаются. Подача электроэнергии на линию прекращена.

Принцип работы электронного УЗО

По внешнему виду стандартные электронные УЗО не отличаются от электромеханических, и отличить их можно только по маркировке или схеме, нанесенной на корпус. Принцип работы обоих типов выключателей защиты от замыканий на землю одинаков, а разница заключается в измерительном блоке. В электронных вместо электромагнита установлена ​​электронная схема в виде порогового компаратора с усилителем и реле.

Схема с электронным УЗО

При превышении разности токов IΔn, протекающих по фазному и нулевому проводам, срабатывает реле от усилителя. Срабатывает и УЗО прекращает подачу напряжения на провода.

Крепление УЗО в щитке на DIN-рейке

В настенном щите или коробках выключатели замыкания на землю, как и другие установочные электроприборы, монтируются на DIN-рейку, ее также часто называют монтажной рейкой. Он представляет собой металлический лист шириной 35 мм, изогнутый таким образом, что его продольные края приподняты.

Согласно ГОСТ Р МЭК 60715-2003 «Оборудование низковольтное распределительное и управляющее. Установка и крепление на рельсах электроприборов в низковольтных распределительных и управляющих устройствах» обозначается Т35.

Такой способ монтажа не требует дополнительных креплений и позволяет быстро устанавливать УЗО и снимать его для профилактики, проверки или замены. На фото показана старая DIN-рейка, когда они были профилем из алюминиевого сплава.

DIN-рейки монтируются горизонтально в экране. На тыльной стороне УЗО два замка — стационарный (слева на фото) и подпружиненный подвижный (справа). Поэтому для установки УЗО на рейку нужно верхнюю неподвижную защелку вывести за край дин-рейки, а затем прижать к ней нижнюю часть. Подвижная защелка будет утапливаться в корпус УЗО и выходить из него при прижатии УЗО всей плоскостью к DIN-рейке.

Чтобы снять УЗО с DIN-рейки, достаточно вставить конец лезвия плоской отвертки, которая находится под отходящим проводником, в ушко подвижного замка и сдвинуть его вниз. Защелка освободится, и нижняя часть УЗО свободно отойдет от DIN-рейки.

Подключенный автоматический выключатель защиты от замыканий на землю находится под фазным напряжением и должен быть отключен перед разборкой.

Как правильно подключить провода к УЗО

Бесперебойная работа всей электропроводки определяется не только правильным выбором сечения проводов и электроприборов, но и надежностью их соединения друг с другом. Несмотря на простоту этой операции, часто допускают ошибки, что впоследствии приводит к подгоранию контактов и выходу из строя УЗО.

Если изоляция недостаточно зачищена, она может попасть под клеммную колодку клеммы, что приведет к ухудшению контакта и обгоранию соединения.

При снятии изоляции ножом лезвие должно располагаться параллельно проводу, тогда на медной жиле не появится насечка, которая приведет к обрыву в этом месте провода при изгибе.

Для увеличения площади контакта клеммы с проводом рекомендую, если позволяет окно клеммы, загнуть конец, как показано на картинке.

На картинке вид на УЗО со стороны винтовых клемм. Для соединения проводов достаточно открутить винт, вывести конец освобожденного провода из изоляции на длину примерно 10-15 мм до упора в клемму и с достаточным усилием вкрутить винт обратно.

Зажав шнур, потяните его со значительным усилием, чтобы убедиться, что он надежно закреплен. При вставке в отверстие клеммы провод может проходить, винт будет затягиваться, не продавливая его между контактами.

Обязательно ли устанавливать УЗО

Как показывает практика эксплуатации современных электроприборов, получить удар током во время работы практически невозможно, при соблюдении элементарных правил техники безопасности.

Как правило, самым опасным местом в портативных электроприборах является шнур питания. В результате изгиба, особенно в месте пуска от прибора и вилки, он со временем изнашивается и изоляция может разрушиться. Поэтому перед подключением электроприбора важно проверить целостность изоляции проводов.

В современной электропроводке имеется дополнительный заземляющий провод, к которому через электрическую вилку подключаются металлические коробки электроприборов. Таким образом, в случае пробоя изоляции автоматический выключатель сработает.

В квартирах в старом доме в электропроводке отсутствует заземляющий провод, но изоляция уже изношена, и в результате тока утечки УЗО может давать ложные срабатывания и УЗО должен не устанавливаться.

Кроме того, УЗО включается в разрыв фазного и нулевого проводов, в результате появляются четыре дополнительных соединения, что снижает надежность электропроводки в целом, так как именно в местах соединения чаще всего происходит разрыв контакта.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что существующие меры защиты без УЗО надежно защищают человека от поражения электрическим током.

Единственным оправданным случаем, с моей точки зрения, является установка индивидуального УЗО на электроприборы, устанавливаемые в помещениях с электропроводящими полами с повышенной влажностью. К таким помещениям относится, например, ванная комната.

Но я уверен, что в ближайшее время правила ПУЭ обяжут в обязательном порядке устанавливать УЗО в бытовой электропроводке в новых квартирах и домах, и, наверное, это правильно. Если есть шанс спасти жизнь хотя бы одного человека от поражения электрическим током, надо его использовать.

У электриков есть одно правило, называемое правилом одной руки. Суть этого правила в том, что при прикосновении или удерживании в одной руке электроприбора недопустимо касаться другой рукой заземленных элементов — водопровода или батареи центрального отопления.

Обратите внимание на следующее! Перед любыми работами с электропроводкой, во избежание поражения электрическим током, необходимо ее отключить. Для этого отключите соответствующий автоматический выключатель в распределительном щите и проверьте надежность отключения с помощью указателя фаз.

 

Схемы подключения ВДТ

Ток (электричество) может подаваться как на нижние, так и на верхние контакты УЗО — это утверждение относится ко всем ведущим производителям электромеханических УЗО.

Пример из руководства по УЗО ABB F200

Схемы подключения УЗО я делю на 2 вида:

    1. Это стандартная схема подключения, одно УЗО на один автомат. Вы помните, что УЗО подбирается с номинальным током на ступень выше автомата? Если у нас автомат на кабельной линии 25А, то УЗО следует выбирать на 40А. Ниже приведен пример схемы подключения УЗО для электроплиты (сверху).
  1. Но если у нас квартира или частный дом, где 20-30 кабельных линий, экранирование по первой схеме подключения будет огромным, а стоимость выйдет как на бюджетную иномарку)). Поэтому производителям разрешено устанавливать одно УЗО на группу машин. Они являются автоматическим выключателем замыкания на землю для нескольких машин.

Но здесь важно соблюдать следующее правило, сумма номинальных токов автоматов не должна превышать номинальный ток УЗО. Если у нас есть УЗО на три автомата, например автомат на 6 А (освещение) + 16 А (розетки в помещении) + 16 А (кондиционер) = 38 А.

В этом случае мы можем выбрать УЗО на 40 А Но вы не должно «висеть» на УЗО более 5 автоматов, т.к любая линия имеет естественные утечки тока (кабельные соединения, контактные сопротивления автоматов, розетки и т д.), в результате вы получите сумму утечек, превышающую величину срабатывания ток УЗО, и оно у вас будет срабатывать с перебоями без видимых причин.

Или если поставить перед УЗО автомат с меньшим номинальным током, то можно «цеплять» автоматы к УЗО не задумываясь о номинальных токах, но конечно помнить, что больше 5 автоматов к УЗО подключать нельзя, т.к сумма естественных токов утечки в кабелях и устройствах будет высокой и близкой к уставке УЗО. Что приведет к ложным срабатываниям.

Из этой схемы видно, что сумма номинальных токов отходящего автомата 16+16+16=48 А, а УЗО 40А, но перед УЗО у нас автомат на 25А и в данном случае УЗО защищено от перегрузки по току. Это расположение позаимствовано из статьи, где я менял автоматы и заземлители в квартирном щитке.

Часто в комментариях спрашивают о подключении трехфазного двигателя (насоса) через УЗО, вопрос возникает из-за отсутствия нейтрали в трехфазных электродвигателях.

На самом деле в этом нет ничего сложного, для корректной работы трехфазного УЗО нулевой проводник подключаем к нулевому выводу УЗО со стороны питания, а со стороны двигателя он остается пустым.

УЗО следует проверять не реже одного раза в месяц. Делается это довольно легко, достаточно нажать кнопку «ТЕСТ», которая находится на УЗО.

УЗО нужно отключать, это нужно делать при снятой нагрузке, когда выключены телевизоры, компьютеры, стиральная машина и так далее, чтобы лишний раз не «дергать» чувствительную технику”.

Мне нравятся УЗО ABB, которые, как и автоматические выключатели серии ABB S200, имеют индикацию включенного (красный) или выключенного (зеленый) положения.

Как и у автоматических выключателей ABB S200, на каждом полюсе также имеется по два контакта вверху и внизу.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector