УЗО что это такое в электрике: принцип работы, схема подключения

Что такое УЗО в электрике

Несмотря на то, что на сегодняшний день электропроводка максимально защищена от контакта с людьми и печальных последствий, от протечек никуда не деться. Здесь УЗО станет незаменимым помощником. Устройство со скоростью света отреагирует на увеличение значения тока в точке пропадания и отключит питание.

УЗО — один из главных «винтиков» в защитной автоматике действующих электрических сетей. Устройство переключает электрические цепи и защищает их от токов, протекающих по нежелательным токопроводящим путям при стандартных условиях. Это увеличит шансы, что ваш дом или бизнес будет защищен от огня и никто не пострадает от поражения электрическим током.

Обратите внимание, что это устройство имеет функцию включения или отключения электрических цепей. Другими словами, он может их изменить. Следовательно, устройство является переключающим устройством.

Для чего устанавливают УЗО

Многие потребители слышали о существовании такого чудо-устройства, как УЗО, но не все знают, для чего он нужен. Разобраться в общих принципах работы агрегата можно даже без глубоких знаний в области электричества. До недавнего времени УЗО не применялись в жилых домах. Но в наши дни все изменилось, и сейчас устройств все больше и больше в квартирах, так что стоит узнать больше.

Как уже было сказано, УЗО устанавливают с целью предотвращения потерь тока, которые приводят к возгоранию кабелей и возгоранию. Кроме того, УЗО защитит вас от поражения электрическим током, что может привести к серьезным проблемам со здоровьем или, не дай Бог, смерти, если вы коснетесь оголенных проводов и токопроводящих участков электрооборудования.

ПРИМЕЧАНИЕ! УЗО отличаются от автоматов, защищающих проводку от перегрузок и коротких замыканий, их назначение — значительно повысить защиту людей.

Предназначение аппарата защиты

Устройство цепи заземления УЗО представляет собой PE-проводник нейтральных токопроводящих корпусов или частей электрических механизмов с сопротивлением не более 4 Ом.

В случае утечки тока эти устройства могут находиться под напряжением, которое представляет опасность для жизни людей и животных, контактирующих с ними, а также для вещей в целом.

Спасение от электротравм — это зов датчиков. Когда обнаруживается ток утечки, они отключают напряжение.

Наибольшая опасность заключается в том, что такие нарушения в цепи незаметны и в редких случаях заметны, когда при прикосновении к устройству ощущается легкое поражение электрическим током.

Основная причина этого явления — нарушение изоляционного слоя проводки. Неконтролируемые процессы могут нанести серьезный ущерб, поэтому в домашних условиях все большую популярность приобретают средства защиты.

Воздействие токопроводящих сетей на человеческий организм может иметь катастрофические последствия. Эта проблема была решена с использованием защитных сегментированных приборов УЗО. Основные требования к установке и использованию описаны в IEC 60364

Наиболее популярно использование УЗО в однофазных сетях с заземлением переменного тока и нейтрали, а также с показателями напряжения до 1 кВт в виде бытовой электросети.

Когда необходима установка УЗО?

Устройство подходит для инсталляций, где есть необходимость в защите групповых линий, питающих электрические розетки переносных электроприборов. Обязательно устанавливать УЗО, если автоматический выключатель или предохранитель не обеспечивает время автоматического отключения 0,4 секунды с учетом номинального напряжения 220 В из-за малых токов короткого замыкания.

ПРИМЕЧАНИЕ! Рекомендуется использование УЗО, которое представляет собой одиночное устройство УЗО с автоматическим выключателем, надежно защищающим от сверхтоков и потерь.

Также рекомендуется устанавливать УЗО, если в вашем доме есть люди, которые «любят» неаккуратное обращение с электропроводкой. Самый простой случай: человек протыкает стену, ставя босую ногу на аккумулятор, и касается фазного провода. Он летит по цепочке «тело сверла по металлу — рука — грудь — нога — батарея» и приводит к плачевным последствиям: параличу сердца или остановке дыхания (иногда все вместе). Если у вас установлено УЗО, оно мгновенно «узнает», что часть мощности не вернулась, и немедленно отключит электричество. Да, произойдет поражение электрическим током, но разряд будет минимальным.

Когда УЗО не поможет?

Однако не стоит рассматривать УЗО как панацею от любых проблем с электричеством. Устройство не настолько умен, чтобы понимать, что именно входит в электрическую цепь: лампочка или человек. Отключение происходит только в случае потери.

УЗО не спасает от перенапряжения, в том числе от импульсного, а также от низкого напряжения, которое «убивает» электродвигатели — в холодильнике, стиральной машине и так далее.

Также агрегат не защищает от коротких замыканий. Эту задачу выполняет автоматический выключатель или устройство защитного отключения.

Сколько УЗО нужно устанавливать?

Чтобы определить точное количество УЗО, необходимое для конкретного помещения, вам понадобится специалист, который сможет произвести соответствующие расчеты. Например, в 1-комнатной квартире, скорее всего, хватит одного из этих устройств, рассчитанного на ток утечки 30 мА. Но в четырехкомнатной квартире, если будет 15 групп розеток, то потребуется минимум пять УЗО, а также одно устройство на всю группу освещения, электроплиту и водонагреватель.

Обычно предполагается, что группа электроприборов представляет собой устройство защитного отключения на 30 мА плюс пожарное УЗО на 100 или 300 мА.

ПРИМЕЧАНИЕ! Для проверки всей проводки рекомендуется дополнительно к расчетному установить у входа в частный дом общий УЗО с номинальным током отключения 300 мА.

Когда установка УЗО нецелесообразна?

Иногда нет смысла устанавливать устройство. Одна из таких ситуаций — наличие старой и ветхой проводки. Способность УЗО обнаруживать утечку может стать головной болью, если устройство начинает работать непредсказуемо (что происходит при плохой проводке). В этом случае лучшим решением будет вставлять УЗО не в схему электроснабжения квартиры в целом, а в местах с большей опасностью использования розеток.

Также нет смысла покупать некачественное УЗО. На современном рынке можно найти не только оригинальные устройства, но и огромный ассортимент подделок неизвестного происхождения. Многие из этих устройств сделаны по колено за углом. Использование таких устройств совершенно недопустимо и нецелесообразно. Перед покупкой внимательно изучите техническую документацию и паспорта качества приобретаемого агрегата.

Нет смысла устанавливать устройство в линиях, подводящих напряжение к стационарному оборудованию и светильникам, а также в общих электрических сетях.

Принцип действия УЗО

Работа устройства основана на фиксации тока утечки на «землю» и отключении электрической сети в случае возникновения такой аварийной ситуации. Устройство определяет наличие утечки только по разнице между токами: теми, которые вышли из устройства, и теми, которые вернулись.

Если с электрической сетью все в порядке, токи одинаковы по величине, но различаются по направлению. Как только появляется утечка — например, вы касаетесь 100% неизолированного провода — часть тока уходит «на землю» по другой цепи (в данном случае через тело человека). В результате ток, возвращаемый в УЗО через нейтраль, будет меньше, чем отпущенный.

То же самое происходит, если в одном из электрических устройств повреждена изоляция. Тогда дело или другая сторона возбуждаются. Прикасаясь к ним, человек создает еще один «заземленный» контур. В этом случае по нему будет двигаться часть тока, то есть баланс разрушится.

Конечно, при повреждении изоляции ответвление цепи может появиться без участия человеческого тела. В этой ситуации устройство тоже среагирует на 100% и убережет сетевой участок от печальных последствий вроде перегрева и пожара.

Принцип работы электромеханического УЗО

В том случае, если из-за нарушения изоляции бытового прибора по фазовому проводу протекает ток, больший, чем по фазовому проводу, в магнитопроводе трансформатора возникает магнитное поле. Если разница в токе превышает I∆n, в дополнительной обмотке индуцируется ЭДС достаточной амплитуды, чтобы УЗО отключилось и отключило питание проводки.

В электромеханическом УЗО к дополнительной обмотке трансформатора подключен электромагнит, соленоид которого механически связан с пусковым механизмом. Когда в обмотке возникает определенная ЭДС, соленоид втягивается и затем, воздействуя на механизм расцепления, размыкает контакты. Сбой питания проводки.

Принцип работы электронного УЗО

По внешнему виду стандартное электронное УЗО не отличается от электромеханического и отличить его можно только по маркировке или рисунку, нанесенному на корпус. Принцип работы обоих типов УЗО одинаков, а разница заключается в измерительном приборе. В электронике вместо электромагнита установлена ​​электронная схема в виде порогового компаратора с усилителем и реле.

Если разница в токе I∆n, протекающем по фазному и нулевому проводам, превышена, напряжение подается с усилителя на реле. Он срабатывает и УЗО перестает подавать напряжение на проводку.

Устройство

Устройство УЗО предполагает наличие:

• датчик утечки;
• поляризованное магнитное реле.

Работа устройства основана на законах, основанных на вводе и выводе электричества в замкнутых цепях с чрезвычайно высокими нагрузками. Это означает, что ток должен иметь только одно значение, независимо от фазы переключения.

Внутри устройства есть три магнитные катушки. Для первого фаза проходит, для второго — ноль. Ток создает магнитные поля на входе и выходе катушек устройства.

Если все работает как надо, поля друг друга уничтожают друг друга. Если на одной из катушек возникает дисбаланс, то есть происходит утечка тока, это приведет к срабатыванию третьей катушки, которая имеет реле для отключения питания.

Электромеханические

Эти устройства состоят из нескольких частей:

• униполярный трансформатор электрического тока. Контролирует потери и передает энергию на вторичную обмотку трансформатора;
• магнитоэлектрический элемент, который действует как порог;
• реле срабатывает при срабатывании магнитоэлектрической «защелки».

Все механические детали должны быть очень точными, поэтому их стоимость высока. Но это компенсируется надежностью и возможностью работать без дополнительного питания, обнаруживая потери при любом значении напряжения. Фактор независимости чрезвычайно важен: механическое УЗО обнаружит утечку и активирует реле в 100% случаев. Для электроники этот процент ниже, поскольку при уровне общего напряжения ниже определенного порога схема не будет работать. Таким образом, именно электромеханические модели признаны во всем мире в качестве стандартных и должны использоваться, особенно на критических объектах.

Электронные УЗО

Стоимость их иногда на порядок ниже классических. Но есть и вышеупомянутый недостаток: нет стопроцентной гарантии работы. Устройство этих систем защиты аналогично электромеханическим. Но вместо чувствительного элемента установлен логический блок сравнения — стабилитрон, компаратор. Работоспособность устройства обеспечивается фильтром и выпрямителем.

также необходим усилитель сигнала, так как прилагаемый трансформатор является понижающим трансформатором. К сожалению, усилитель модулирует не только полезную нагрузку, но и помехи, что также снижает надежность. Но для защиты обычных домов во многих случаях достаточно электронного УЗО. Выбор должен основываться на деталях реализуемого проекта электромонтажа.

Конструкция УЗО

Устройства защитного отключения по принципу действия делятся на две группы.

Электромеханические УЗО не требуют внешнего питания и включают в себя следующие элементы: трансформатор тока с двумя обмотками, чувствительный магнитоэлектрический элемент и высокоточное поляризованное реле. Трансформатор — это сердце устройства. У однофазного узо первичная обмотка состоит из двух проводов — фазный и нулевой, у трехфазного — из четырех: три из них фазные, а один нулевой. Вторичная обмотка — это провод, который подключен к реле.

Электронные УЗО требуют отдельного источника питания. У них примерно такая же конструкция, как и у электромеханических. Но вместо магнитоэлектрического элемента используется сразу несколько устройств: компаратор сравнения токов, выпрямитель и усилитель сигнала, а поляризованное реле заменяется обычным.

Особенности устройства

Почему УЗО является эффективным средством защиты от токов утечки? Если сравнивать с переключателями, узо более чувствителен к дифференциальному току, а переключатели обращают внимание на перегрузки в сети и короткие замыкания.

Человек чувствует боль при воздействии тока 3-5 мА. Ток величиной до 30 мА называется неотключающим током, когда человек не может самостоятельно оторвать руку от токоведущей части. Электрический ток от 30 до 100 мА считается смертельным, потому что он вызывает фибрилляцию (быстрые сокращения) сердца. УЗО позволяет прервать электрическую цепь еще до того, как ток достигнет опасного для человека значения.

Основные технические характеристики

Каждое УЗО имеет определенный набор технических параметров, которые следует изучить перед покупкой:

• режиссер;
• наименование модели;
• рабочий ток — предельное значение тока, которое может переключать устройство;
• параметры электрической сети (напряжение и частота);
• ток утечки — максимальное значение тока утечки, на которое реагирует устройство;
• тип УЗО;
• диапазон рабочих температур;
• номинальный условный ток короткого замыкания;
• схема устройства УЗО.

Расшифровка маркировки

Маркировка нанесена на корпус УЗО, что позволяет удобнее и проще выбрать нужную модель. Сначала указывается производитель, но есть и другая важная информация:

• «УЗО» или «ВД» — означает, что это дифференциальный прибор;
• 16А — максимальный ток, на который рассчитаны контакты изделия и другие внутренние элементы;
• В 30 мА — ток утечки, при котором сработает УЗО;
• 230В и 50Гц — напряжение и частота, на которых работает агрегат;
• S — селективное УЗО;
• знак «~» означает, что устройство реагирует на утечки переменного тока.

Кроме того, возле каждого контакта есть надписи для правильного подключения УЗО:

• N (вверху) — к этому контакту подключается входящий нулевой провод;
• 1 (вверху) — сюда подключается входящий фазный провод;
• 2 (внизу) — к этому месту подключается фазный провод, подключенный к нагрузке;
• N (внизу) или отсутствие буквы — нулевой провод подключается к нагрузке.

Чтобы выбрать идеальное УЗО для своей электросети, нужно детально разбираться в маркировке, даже если эта задача очень кропотливая и утомительная.

Классификация УЗО

Рассмотрим, какие защитные устройства соответствуют ГОСТам.

По способу действия они делятся на:

• УЗО с дополнительным источником питания;
• без дополнительных источников;
• с автоматическим розжигом после восстановления подачи питания от источника;
• без автоматической активации;
• с отключением после обнаружения аварийной ситуации опасного источника;
• без такого автоматического отключения.

По типу установки:

• фиксированные УЗО, монтируемые на штатную постоянную проводку;
• переносной — устанавливается на гибкие кабели и удлинители.

По количеству полюсов:

• однополярное двухпроводное УЗО;
• двухполюсные устройства;
• двухполюсные трехпроводные модели;
• трехполюсные системы защиты;
• трехполюсные четырехпроводные модели;
• четырехполюсный УЗО.

Классифицируются по типу защиты от возникновения сверхтоков на полюсах и перегрузок:

• без и с максимальной токовой защитой;
• без встроенной системы защиты от перегрузки;
• с защитой от короткого замыкания (короткого замыкания).

Согласно возможностям настройки значения отключения DT:

• регулируемый — с незаметной регулировкой;
• нерегулируемые УЗО.

По устойчивости к импульсным напряжениям:

• с выключением прибора после появления импульсного тока;
• устойчив к импульсному напряжению.

Еще одна важная особенность — это контроль постоянной составляющей дифференциального тока (DC). Есть несколько типов УЗО:

• ДО Н.Э. Они выключаются, когда возникает синусоидальная ДТ или постепенно увеличивается;
• A. Эти модели отключены от синусоидальных дифференциальных токов и пульсирующих постоянных токов. Есть разновидности с кнопочным отключением с уровнем до 0,006 А и регулировкой фазового угла;
• B. Подобно A, они размыкают цепь с синусоидальными переменными и постоянным дизельным топливом, включая модуляцию потока до 0,006 A. Кроме того, тип B может быть отключен от постоянного дизельного топлива с помощью выпрямителя.

Рассмотренные типы и классификационные признаки определяют выбор УЗО в конкретной ситуации, способ и место установки и другие важные детали конструкции электрической сети. Помимо вышеперечисленного, в таблице приведены некоторые общие характеристики:

Название характеристики УЗО Возможные значения по паспорту

Напряжение сети, В	100-440
Номинальный рабочий ток, А	6-200
Номинальное срабатывание ДТ, А	0,006-20
Номинальное ДТ без отключения устройства, А	0,5
Неотключаемое ограничение дизеля с нарушенной симметрией фаз, А	6

УЗО должно сработать быстро. Время устанавливается ГОСТами (в частности, ГОСТ Р 50807-95) и рассчитывается для различных моделей, работающих с некоторыми номинальными токами отключения. Например, для устройства с дизельным отсоединением 0,03 А время отклика должно составлять 0,5 секунды. Если пороговое значение превышено дважды, тайм-аут отключения составляет 0,2 секунды, а если он превышен восемь раз, RCD-D размыкает цепь за 0,04 секунды.

Классификация #1 — по методу включения

Способов переключения всего два: электромеханический и электронный. В первом случае автомат отключит питание на поврежденной линии независимо от напряжения в сети. Основной рабочий орган — тороидальный сердечник с обмотками.

Когда происходит утечка, во вторичной цепи генерируется напряжение, активирующее срабатывание реле смещения, что приводит к срабатыванию механизма отключения.
Для электромеханических устройств не требуется внешнего напряжения. Источником их работы является дифференциальный ток на линии повреждения

Работа устройства с электронной начинкой полностью зависит от дополнительного напряжения, т.е требуется внешнее питание. Здесь рабочий орган — электронная плата с усилителем.

Внутри такого механизма нет дополнительных источников, накапливающих энергию, поэтому схема использует электричество из внешней сети, и при отсутствии напряжения устройство не разорвет цепь.
Определение типа устройства: Припаяйте два провода к клеммам батарейки АА. Включите УЗО и подключите его ко входу блока защиты и следующему к выходу. Линии подключаются к одному полюсу. Если устройство отключается, значит присутствует электромеханический тип, если нет — электроника

Пример работы электронного УЗО, установленного на линии с розеткой, от которой запитана микроволновая печь: произошло отключение нулевой фазы, кроме этого в этот же период произошла неисправность разводки микроволн и фаза замыкается на случайность, то есть на ней есть опасный потенциал.

Прикосновение к плите не активирует тип электронной защиты, потому что нет сетевого питания. Именно из-за ненадежности по сравнению с электромеханическим аналогом данное устройство стало менее распространенным.

Классификация #2 — по роду тока утечки

Все выпускаемые модели автоматических предохранительных устройств дополнительно делятся по току нагрузки, протекающему через устройство. Они обрабатывают напряжение заданного формата колебаний.

На корпусе всех устройств и в паспорте прописано номинальное значение рабочего напряжения. Этот параметр должен соответствовать номинальному диапазону тока электротехники.

Тип переменного тока будет активирован, когда переменное напряжение утечки сразу же появится в управляемой цепи или когда оно нарастает волнообразно. Эти устройства отмечены символом «AC» или «~».
Наиболее подходящий форм-фактор для домашнего использования — УЗО-АС. Модель является самой дешевой из аппаратов подобного действия. В паспорте на электротехнику производители часто указывают конкретную модель автоматического выключателя, подходящую к данному изделию

Тип A активируется, когда в управляемой цепи мгновенно генерируется переменный или пульсирующий ток пробоя или когда они медленно нарастают.

Этот механизм можно использовать в любой из представленных ситуаций. На корпусе машины наносится аббревиатура «А» или символ, как на графическом изображении в прямоугольнике .

Чаще всего тип А подключают к схеме, в которой регулирование нагрузки воспроизводится срезанием верхней части синусоиды, например, регулировкой показателей оборотов двигателя тиристорным преобразователем.
Стоимость модели А в несколько раз дороже АС, потому что здесь дополнительно отслеживается постоянное напряжение, которое генерируется в технологии преобразователя мощности

УЗО подвида B эффективны для воспроизведения отклика в подчиненной электрической цепи постоянного, переменного или преобразованного (выпрямленного.

Это дорогостоящее оборудование, предназначенное для промышленных предприятий. Они не используются в домашних условиях.

Представленные устройства защиты от отключения типов A, B и AC рассчитаны на время срабатывания 0,02-0,03 с.

Классификация #3 — по типу задержки по времени

Эта классификация предполагает различие между двумя типами: S и G. Автоматическая защита типа S может характеризоваться реакцией выборочного форматирования. Время задержки срабатывания соответствует интервалу 0,15-0,5 с. Рекомендуется выбирать его при групповом подключении УЗО.
Схема квартирной подъездной панели с двумя группами нагрузки, где подключены два разных типа защитных устройств: AC или A, и S

Согласно схеме, в панели приборов две группы нагрузки в виде розеток No. 1 и п. 2, к которому подключено УЗО типа A, а второй автомат S подключен к входу в помещение.

При возникновении неисправности в балке устройство ввода активируется только тогда, когда коллективное устройство не выполняет свою функцию и не отключает неисправную секцию.

Селективность активации разомкнутой цепи может быть достигнута другим методом, путем настройки тока утечки. Этот метод самый популярный.
Схема квартирной подъездной панели с двумя группами нагрузок, к которым подключены два разных типа устройств защиты: одно переменного тока с аварийной уставкой, а второе А, но с большим значением

Возьмем схему, аналогичную предыдущей, и модифицируем ее так: выбираем групповой автомат типа AC только с настройкой дифференциального тока 0,03 А, и будет устройство, аналогичное входу только на 0,1 А.

Бывают ситуации, когда остаточный ток в цепи повреждения превышает номинальные уставки двух устройств защиты. Для первой схемы селективность не будет нарушена, а во второй — ток отключения может подаваться любым из подключенных устройств.

Устройство форм-фактора G также представлено по принципу выборочной съемки и имеет выдержку 0,06-0,08 с. Все описанные селективные типы рассчитаны на воздействие экстремальных токов — до 15 кА.
Некоторые модели УЗО имеют систему регулировки уставки дифференциала, другие не имеют такой возможности. Однако для бытовых целей подойдет второй вариант

Ограничивающий ток является важным параметром выбора, поскольку именно он обеспечивает безопасность.

Например, в помещениях с повышенной влажностью электроприборы получают питание путем подключения отключающих устройств к цепи с уставкой 0,01 А. Для стандартных бытовых условий — 0,03 А.

Для организации пожарной безопасности зданий — 0,1-0,3 А.

Классификация #4 — по числу полюсов

Благодаря тому, что автомат работает по принципу сравнения значений тока, протекающего через него, количество полюсов в машине будет идентично количеству проводящих линий.

Биполярное УЗО обозначается как 2P. Он включен в однофазную цепь для защиты человека и предотвращения возможных причин возгорания.

Маркировка УЗО четырехполюсных — 4П. Они предназначены для работы в трехфазной сети. Также возможно совмещение установки, например, четырехполюсный прибор вводится в двухпроводную сеть.

Однако при этом не будет реализован весь потенциал устройства, что является экономически невыгодным.
При установке автоматического выключателя стоит учесть возможность того, что ток нагрузки может превысить максимальные рабочие значения устройства. Поэтому устанавливается дополнительный автоматический выключатель с номинальным напряжением, не превышающим рабочий ток системы безопасности

Классификация #5 — по способу установки прибора

Поскольку устройства дифференциальной защиты выполнены в разных корпусах, они могут использоваться как стационарные, так и переносные.

Во втором случае к устройству идет удлинитель. Устройства, закрепленные на DIN-рейке, монтируются в электрощит, который находится в коридоре или квартире.

Также существуют варианты типа розетки УЗО и вилки УЗО. И в первом, и во втором случае любой электрический прибор, подключенный таким механизмом, не представляет опасности для человека в случае поломки.

По другим параметрам

Есть много других параметров, по которым классифицируются УЗО:

• Для установки (стационарной и переносной).
• Монтаж (с использованием фиксированной проводки или гибких кабелей с удлинителями).
• Оборудован защитой. Есть устройства без защиты, а есть устройства со встроенными устройствами — от перегрузки и тока короткого замыкания.

• Если возможно, регулирование дифференциального тока (нерегулируемое, постепенно или дискретно регулируемое).

Мы предоставили вам информацию о том, что такое УЗО в электротехнике. Надеемся, что из статьи понятно, что современная система автоматики и защиты не может обойтись без этого элемента. Если вам дорого имущество, а тем более жизнь человека, не пренебрегайте установкой устройств защитного отключения.

Виды УЗО

Остаточный ток короткого замыкания может принимать различные формы волны в зависимости от характеристик нагрузки. Следующие типы УЗО определены в МЭК 60755 для адекватной защиты различных форм остаточного тока:

Тип AC

УЗО переменного тока вызывают остаточные синусоидальные переменные токи. УЗО переменного тока подходят для общего использования и подходят для большинства практических применений.

Тип А

В дополнение к чувствительным характеристикам УЗО переменного тока, УЗО типа A обнаруживают пульсирующий остаточный ток постоянного тока. Такие колебания могут быть вызваны схемой диода или тиристорного выпрямителя в электронных нагрузках. УЗО типа A специально разработаны для использования в однофазных электронных нагрузках класса 1.

Тип F

УЗО типа F — это новый тип УЗО, недавно представленный в МЭК 62423 и МЭК 60755. В дополнение к чувствительным характеристикам УЗО типа A, УЗО типа F специально разработаны для защиты цепей, где могут использоваться драйверы. Однофазные с регулируемой скоростью . В этих схемах форма волны остаточного тока может быть составной из нескольких частот, включая частоту двигателя, частоту переключения инвертора и частоту сети. Для повышения энергоэффективности расширяется использование преобразователей частоты при определенных нагрузках (стиральная машина, кондиционер и т.д.), И УЗО F-типа покроют эти новые области применения.

Тип F также имеет улучшенные характеристики помехоустойчивости (работа без импульсного тока). Они могут вмешиваться, даже если чистый постоянный ток 10 мА накладывается на синусоидальный или импульсный постоянный остаточный ток.

Тип B

УЗО типа B могут обнаруживать синусоидальный переменный ток, пульсирующий постоянный ток, составной многочастотный и обычный остаточный постоянный ток. Кроме того, условия отключения определены с разными частотами, от 50 Гц до 1 кГц. В электрической распределительной сети переменного тока чистый остаточный постоянный ток может генерироваться в основном схемами трехфазного выпрямителя, а также некоторыми конкретными однофазными выпрямителями.

УЗО типа B предназначены для использования с нагрузками трехфазных выпрямителей, такими как приводы с регулируемой скоростью, фотоэлектрические системы, станции зарядки электромобилей и медицинское оборудование.

На схеме показано определение различных типов УЗО с их основным применением и формами сигналов. Следует отметить, что разные типы УЗО (AC, A, F и B) вложены друг в друга, как матрешки: например, тип B также соответствует требованиям типа F, типа A и типа B.C.

Что лежит в основе срабатывания УЗО?

Принцип действия УЗО основан на методе измерения. На входе и выходе регистрируются показания протекающих через трансформатор токов.

Если показание входного тока выше, чем выходное, то где-то в цепи есть утечка тока, и устройство защиты отключено. Если эти показания совпадают, УЗО не сработает.

Мы объясним этот принцип немного подробнее для двух- и четырехпроводной системы. УЗО в однофазной сети не работает, когда через фазный и нейтральный проводники протекают токи одинаковой величины. Для трехфазной сети требуются одинаковые показания тока в нулевом проводе и сумма токов, проходящих по фазным проводам. В обеих версиях сети, когда есть разница в значениях тока, это указывает на нарушение изоляции. Это означает, что через эту точку пройдет утечка тока и устройство защитного отключения будет работать.

После этого УЗО нельзя будет включить, пока не будет найдено место повреждения.

Переведем весь этот теоретический принцип работы УЗО на практический пример. В распределительном щите дома установлен двухполюсный дифференциал. Биполярный входной кабель (фаза и ноль) подключается к его верхним клеммам. К нижним клеммам подключается ноль с фазой, идущий на какую-то нагрузку, например на розетку, которая питает бойлер для нагрева воды.

Защитное заземление корпуса котла выполняется проводом в обход УЗО.

Если электросеть в штатном режиме, движение электронов осуществляется по фазному проводу от вводного кабеля к ТЭНу котла через УЗО. Они снова возвращаются на массу через УЗО, но уже по нулевому проводу.

Токи, проходящие через устройство, имеют одинаковую амплитуду, но их направление противоположное (противоположное).

Предположим, что на нагревательном элементе повреждена изоляция. Теперь ток через воду будет частично попадать на корпус котла, затем он уйдет в землю через провод защитного заземления. Остальной ток будет течь обратно через нейтральный провод через УЗО, только он уже будет меньше входного тока точно от показания тока утечки. Эта разница определяется УЗО, и если значение выше уставки срабатывания, устройство немедленно реагирует на разрыв цепи.

Такой же принцип действия и работы УЗО, если человек касается оголенного проводника или корпуса бытового прибора, на котором появился потенциал. Ток утечки в такой ситуации происходит через тело человека, прибор мгновенно его обнаруживает и отключает подачу электричества.

Никаких серьезных травм не последует, потому что УЗО срабатывает практически мгновенно.

Общие правила выбора

Выбор подходящего оборудования — всегда сложный и неоднозначный процесс с несколькими вариантами. Ключевые моменты для рассмотрения:

1. УЗО всегда включается вместе с выключателем. Номинальный ток должен быть на одну ступень выше номинального тока автоматического выключателя. Например, если в цепи присутствует выключатель на 16А, то УЗО должно быть на 25А.
2. В соответствии со схемой электроснабжения дома (квартиры) для каждого УЗО указывается необходимый ток и тип настройки (А, АС с необходимыми показателями). В большинстве случаев УЗО пожарных подбирают на ток 100 мА, а защитные — на 30 мА.
3. Какое устройство предпочесть — электронное или электромеханическое — дело вкуса.

Обязательно ли устанавливать УЗО

Как показывает практика эксплуатации современных электроприборов, при соблюдении элементарных правил безопасности получить поражение электрическим током при их эксплуатации практически невозможно.

Обычно самое опасное место в переносных электроприборах — шнур питания. Из-за изгиба, особенно на выходе из прибора и вилки, со временем он потрескается, и изоляция может сломаться. Поэтому перед подключением прибора необходимо проверить целостность изоляции кабеля.

Современная электропроводка имеет дополнительный заземляющий провод, к которому через электрическую вилку подключаются металлические корпуса электроприборов. Следовательно, при разрыве изоляции сработает автоматический выключатель.

В квартирах старого дома в проводке нет заземляющего провода, но изоляция уже изношена и из-за токов утечки УЗО может давать ложные срабатывания и устанавливать УЗО нельзя.

Кроме того, в разрыв фазного и нулевого проводов включается УЗО, в результате появляются четыре дополнительных подключения, которые снижают надежность проводки в целом, так как именно в точках подключения чаще всего оказывается контакт сломанный.

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

Единственный оправданный случай, с моей точки зрения, — это установка одиночного УЗО на электроприборы, устанавливаемые в помещениях с электропроводящими полами с повышенной влажностью. К таким помещениям относится, например, санузел.

Но я уверен, что в ближайшее время правила ПУЭ обяжут установку УЗО в бытовой электропроводке в новых квартирах и домах, и это, наверное, правильно. Если есть возможность спасти жизнь хотя бы одного человека от поражения электрическим током, необходимо ее использовать.

У электриков есть правило, называемое правилом одной руки. Суть этого правила заключается в том, что прикасаясь или держа в одной руке электроприбор, недопустимо другой касаться элементов, связанных с землей — водопровода или батареи центрального отопления.

Внимание! Перед любым вмешательством в электропроводку, во избежание поражения электрическим током, ее необходимо отключить от источника питания. Для этого выключите соответствующий автоматический выключатель в распределительном щите и проверьте надежность отключения по индикатору фаз.

Электрическая схема подключения УЗО в щитке

Устройство защитного отключения в четвертной разводке подключается сразу после счетчика к разрыву между нулевым и фазным проводами, идущими к выключателям.

Провода от счетчика подключаются над УЗО. Фазный провод L находится у левого контакта, а ноль N — у правого контакта. Провода, идущие к машинам, подключаются к нижним клеммам в той же последовательности. Желто-зеленый заземлитель прокладывается в обход УЗО.

Как правильно подключить провода к УЗО

Бесперебойная работа всех электрических кабелей определяется не только правильным выбором сечения кабеля и электроприборов, но и надежностью их взаимного соединения. Несмотря на простоту этой операции, часто допускаются ошибки, которые впоследствии приводят к подгоранию контактов и выходу из строя УЗО.

Если снять изоляцию на недостаточную длину, она может попасть под клеммную колодку и в дальнейшем привести к плохому контакту и обугливанию соединения.

При снятии изоляции ножом необходимо разместить лезвие параллельно проводу, тогда на медной жиле появятся зазубрины, приводящие к обрыву в этом месте провода при изгибе.

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

На изображении показан вид УЗО со стороны винтовых клемм. Для подключения проводов просто открутите винт, доведите конец провода, освобожденный от изоляции, на длину примерно 10-15 мм до упора в клемме и затяните винт с достаточным усилием.

После блокировки троса нужно потянуть его со значительным усилием, чтобы убедиться, что он надежно закреплен. При вставке в отверстие клеммы провод может пройти, винт будет затягиваться, не зажимая его между контактами.

Оптимальная защита

Используя комбинацию УЗО и обычного автоматического выключателя, можно обеспечить защиту от остаточных токов и перегрузок сети. Существует комбинация УЗО, автомата (УЗО + автомат) и АВДТ, что означает автоматический выключатель дифференциального тока (дифавтомат), что позволяет получить максимальную степень защиты электрической сети. Чтобы выбрать любую комбинацию устройств, нужно учитывать основные отличия. Также следует изучить основные проблемы домашней сети, которая не является безопасной.

АВДТ или дифавтомат включает в свое устройство УЗО и автоматический выключатель (АВ). Скорость срабатывания выше, чем у УЗО, и составляет примерно 0,04 с. Некоторые модели имеют оперативную память (RAM) и поэтому могут быть активированы, если цепь исправна. Их нужно включать не сразу, а через некоторое время.

Домашняя сеть без защиты

Выбор комбинации устройств защиты должен основываться на общих недостатках незащищенной сети. Также необходимо учитывать момент, когда в доме никого нет, и любая перегрузка сети может привести к короткому замыканию и возгоранию проводки. Этот фактор может привести к пожару. Основные проблемные места незащищенной электросети:

1. Перегрузка.
2. Короткое замыкание.
3. Дифтоки.

Если в электрической сети есть перегрузка, то в этом случае электропроводка не рассчитана на питание потребителей, подключенных к этому участку цепи. Чаще всего разводка старой конструкции, и при подключении мощного потребителя электроэнергии он нагревается, оплавляет розетки и замыкает накоротко. Основной метод решения этой проблемы — подключение допустимой мощности, но угадать это сложно из-за старого возраста проводки и поэтому проводку меняют.

Короткое замыкание (КЗ) происходит при максимальном токе и с очень низким сопротивлением. У этого физического явления может быть много причин: прикосновение к проводам под напряжением, попадание пыли, металлических частиц и т.д. Возникновение короткого замыкания приводит к перегреву и оплавлению электрических проводов, возгоранию и поломке бытовой техники.

Когда возникает ток утечки, возникает явление паразитного тока, при котором человек может получить травму, короткое замыкание и перегрев электропроводки.

Критерии выбора

Выбирая устройство для электрозащиты, нужно руководствоваться некоторыми правилами. К основным критериям выбора устройств комплексной защиты относятся: конструкция, простота установки, габариты и вес, стоимость, сложность возникновения и диагностики неисправностей, простота подключения.

Для монтажа используются специальные панели, состоящие из модулей. При использовании пары УЗО на одну фазу и переключателей (по 1 на фазу) в панели занимаемое место занимают 3 модуля (1 УЗО и 2 автоматики). Для дифавтомата требуется всего 2 модуля, но есть модели, которые занимают 1 место. Поэтому при необходимости защиты нескольких линий следует делать выбор в пользу дифавтомата.

установить автомат УЗО + 2 и дифавтомат несложно, благодаря удобным фиксаторам и конструктивным особенностям, но при установке есть свои нюансы. На рисунке 3 представлена ​​схема подключения дифавтомата.

Диагностика неисправностей играет важную роль при выборе УЗО или дифавтомата. Общий принцип работы УЗО основан на разомкнутой цепи защищаемой цепи. Если защита сработала, нужно выяснить причину срабатывания. При установке пары УЗО + автоматический выключатель (AB) причину можно найти быстро. При срабатывании УЗО в цепи появляется ток утечки, а при срабатывании автоматического выключателя — перегрузка цепи или короткое замыкание.

С установленным дифавтоматом выяснить почему становится сложнее, но дорогие модели идут с индикацией утечки или короткого замыкания и перегрузки цепи. При выходе из строя дифавтомата, при частых отключениях элемент термозащиты приходит в негодность. Отремонтировать дифавтомат невозможно и придется покупать новый. Пара УЗО + АВ может выйти из строя АВ, что относительно дешево по сравнению с дифавтоматом.

Еще один критерий выбора — стоимость. Стоимость RCD + 2AV ниже, чем у RCBO. Также следует учитывать фактор отказа — купить АВ или УЗО дешевле, чем дифавтомат. Рекомендуется покупать качественные устройства, так как при покупке дорогого устройства проблем не возникает. Во всех случаях компании-производители дают гарантию качества на дорогие товары.

Например, рассмотрим следующую ситуацию: необходимо защитить 10 линий, состоящих из 5 групп УЗО и АВ. Общая стоимость рассчитывается следующим образом: 5 * (стоимость 1 единицы УЗО) + 10 * (стоимость 1 АБ). Для защиты этой линии вам понадобится 10 * (стоимость 1 RCBO), так как на 1 линию требуется 1 RCBO. Подставляя затраты в формулы расчета, делается вывод: дифавтоматы использовать не следует, так как они финансово невыгодны. При подключении RCD + 2AV можно сделать больше ошибок, чем при подключении RCBO. Однако если все делать аккуратно, разница видна только в скорости соединения.

Достоинства и недостатки

Достоинства и недостатки — параметры довольно неоднозначные, поскольку необходимо учитывать условия работы устройств дифференциальной защиты, а также подключаемые устройства и типы линий. Недостатки дифавтомата следующие:

1. Диагностика.
2. Цена.

Более дорогие модели вообще не имеют сложной диагностики срабатывания защиты, это бывает только у недорогих устройств. Самый большой недостаток — это стоимость. Кроме того, к недостаткам УЗО можно отнести следующее: большое время срабатывания, занимает больше места при установке и необходимость использования его с АВ для достижения оптимального уровня защиты. Преимущества дифавтомата следующие:

1. При установке занимает меньше места.
2. Быстрая скорость отклика.
3. Удобная установка.

К достоинствам RCD + 2AV можно отнести: невысокую стоимость, простоту диагностики и ремонтопригодность.

Поэтому важно обеспечить электробезопасность помещения. Серьезный подход к решению проблемы поможет сохранить технику, а также здоровье и жизнь, ведь при несоблюдении правил безопасности при эксплуатации бытовой техники увеличивается вероятность поражения электрическим током для человека. Современные средства защиты помогают минимизировать финансовые затраты и угрозу для здоровья и жизни.

Блиц-советы

• Контрольную проверку всех установленных УЗО следует проводить не реже одного раза в месяц.
• Если человек одновременно коснется фазного и нулевого проводов, УЗО не защитит его и не отключит сеть. Все электромонтажные работы (ремонт розеток, выключателей, замена лампочек) можно безопасно проводить только при отключенном напряжении.
• УЗО — старое название, теперь правильнее называть УЗО».
• Промышленность выпускает дифавтоматы, которые по своим функциям полностью заменяют УЗО и выключатель. Некоторые предпочитают устанавливать его из-за дешевизны и простоты установки. Однако у такой замены есть недостаток. При срабатывании комбинированного устройства причина отключения от сети неясна: произошло короткое замыкание или появились токи утечки. При раздельном использовании УЗО и выключателя сразу видна причина. При срабатывании выключателя произошло короткое замыкание, при появлении УЗО — ток утечки.
• Хотя гнезда для микросхем — дорогое удовольствие, все же стоит отдать им детскую.
• Жизнь зависит от качества средств защиты. Покупать сертифицированную продукцию следует только у проверенных продавцов.