Виды УЗО
Параметры, по которым можно подразделить защитные устройства:
- Способ управления – зависящие и независящие от напряжения;
- Назначение – со встроенной защитой от сверхтоков и без нее;
- Способ установки – стационарные и независимые;
- Число полюсов – двухполюсные (для однофазной сети) и четырёхполюсные (для трехфазной сети).
Электромеханическое УЗО
Электромеханическое УЗО – «ветеран» защиты от утечек тока. Устройство было запатентовано еще в 1928 году. В большинстве европейских стран именно электромеханическое устройство безопасности обязательно к применению в качестве защиты от дифференциального тока.
Наличие напряжения для работоспособности электромеханического УЗО не имеет значения. Источником энергии для выполнения функций защиты является ток утечки, на который реагирует выключатель.
В основе устройства – точность и надежность механики. Магнитный сердечник трансформатора имеет высокую чувствительность, а также температурную и временную стабильность. Его производят из нанокристаллических или аморфных сплавов, которые отличаются высокой магнитной проницаемостью.
Преимущества:
- Надежность – исправное устройство гарантирует 100% срабатывание при утечке тока, независимо от наличия напряжения в сети;
- Сохраняет функциональность даже при обрыве нейтрального проводника;
- Имеет более простую конструкцию, которая увеличивает надежность выключателя;
- Не нуждается во вспомогательных источниках питания.
Недостатки:
Высокая цена (в зависимости от марки цена может трехкратно и даже пятикратно превышать цену электронного устройства).
Электронное УЗО
Внутри устройства расположен усилитель на микросхеме или транзисторе, благодаря чему выключатель срабатывает даже при возникновении незначительного тока во вторичной обмотке. Усилитель увеличивает его до размера импульса, необходимого для активизации реле. Но для работоспособности элементов электронного УЗО необходимо наличие напряжение в сети.
Возникает вопрос о необходимости УЗО при отсутствии напряжения в сети. От чего защищаться? Если напряжение пропало из-за обрыва нейтрального проводника в цепи до УЗО, то на электроустановку по фазному проводнику продолжает поступать опасный для человека потенциал.
Достоинства:
- Низкая цена;
- Компактность.
Недостатки:
- Функционирует только при наличии напряжения;
- Неработоспособен при обрыве нейтрали;
- Более сложная конструкция повышает вероятность выхода выключателя из строя.
УЗО переносное и в виде розетки
Простое решение, способное предохранить от тока утечки – УЗО переносные и в виде розетки. Они удобны при использовании в ванной комнате и других помещениях с повышенной влажностью, могут подключаться в любой из комнат квартиры, где необходимо.
Большинство предлагаемых моделей выполнены в виде сетевого адаптера с розеточным отверстием для вилки. Таким устройством может пользоваться даже ребенок – его подсоединяют непосредственно к розетке, а затем включают электроприбор.
Просты в использовании и удлинители с функцией УЗО, рассчитанные на несколько потребителей.
Существуют модели менее универсальные, они могут использоваться после установки на шнур электроприбора вместо вилки или же устанавливаются вместо обычной электрической розетки.
Преимущества:
- Установка не требует вмешательства в электропроводку;
- Для установки не требуется помощь электрика;
- Срабатывание автоматики позволяет определить, в каком потребителе повреждена изоляция.
Недостатки:
- Использование адаптера в видимых местах вносит дисгармонию в дизайн комнаты;
- В помещении, которое загромождено мебелью и электробытовыми приборами, а пространство перед розеткой ограничено, может не оказаться свободного места для установки адаптера;
- Высокая стоимость – качественный адаптер будет стоить дороже, чем УЗО и розетка, приобретенные отдельно.
УЗО с защитой от сверхтоков (дифавтомат)
Устройство совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя, который предназначен для защиты от сверхтоков (предотвращает проводку от перегрузки и повреждений при коротком замыкании).
Преимущества:
- Экономичность – покупка одного устройства обойдется дешевле, чем двух;
- Занимает меньше места в щитке;
- Экономия времени в процессе монтажа.
Недостатки:
- При выходе выключателя из строя линия будет без защиты и от токов утечки и от сверхтоков;
- В случае срабатывания устройства нет возможности определить, что стало причиной – сверхтоки или ток утечки;
- Ложные срабатывания, вызываемые оргтехникой. Не рекомендуется ставить дифавтоматы на линии, к которой подключены компьютеры и оргтехника.
Это интересно: Мигают дополнительные лампы после подключения
Где установить УЗО
Систему защитного отключения электричества нужно устанавливать таким образом, чтобы мощность подключаемых устройств к электрической сети не была выше максимально допустимой для данной модели УЗО, для чего прежде чем осуществлять монтажные работы следует изучить инструкцию к защитному устройству.
Для более качественной и надёжной защиты домашней электропроводки, нужно установить одно устройство большей мощности в щитке, а дополнительными приборами с меньшим током утечки оснастить ванную комнату и другие наиболее опасные, в электротехническом смысле, помещения.
Если нужно установить защитное устройство для отдельно стоящего мощного электроприбора с металлическим корпусом, то монтажные работы можно осуществить в непосредственной близости от защищаемого объекта.
В этом случае наиболее подходящей моделью будет защитное изделие, которое имеет встроенный автоматический выключатель. Монтаж такого УЗО позволяет не только обеспечить минимальную вероятность поражения электричеством, но и защитить электрическую цепь от короткого замыкания.
Зачем же нужно УЗО устанавливать в электрическую цепь, и для чего это делать в соответсвии с правилами техники безопасности и руководством по эксплуатации данного устройства?
Многие домашние мастера не понимают для чего это нужно и расплачиваются серьёзными последствиями, ведь поражение электрическим током, является довольно распространённой причиной гибели не только людей, чья профессия связана с электричеством, но и обычных пользователей домашними приборами.
Обычно многих домашних мастеров уже не волнует вопрос: «Для чего нужно устанавливать защитное устройство», после того, как они ощутят на себе воздействие электрического тока напряжением 220 В. Для чего это нужно делать по правилам, подбирая защитный прибор по мощности, также часто выясняется в процессе проб и ошибок.
Назначение УЗО и его использование заключается в том, чтобы спасти человеческую жизнь, поэтому в некоторых странах европейского союза такая защита является обязательной для установки в частном домовладении. Желательно, чтобы данное правило было введено и в нашей стране, тогда количество несчастных случаев значительно сократится.
Технические требования и особенности подбора УЗО
Для избавления от возможных сложностей, желательно выбирать защитное устройств, которое размыкает цепь не только фазных проводников, но и нулевого. Делается это чтобы не приходилось думать о защите от сверхтока на «нуле».
Рабочий «ноль», находящийся в цепи, защищенной УЗО, не должен контактировать с защитным «нулем», или заземленными элементами – это всегда приводит к отключению сети.
Вне зависимости от сферы применения, защитное устройство должно быть рассчитано на возможные перегрузки в зоне действия. По умолчанию, это обеспечивается 30% запасом при подборе номинальных величин. Так, при суммарной утечке в 20 А, безопаснее будет установить УЗО на 32 А, а не на 25 А.
Защитный прибор должен продолжать работу при кратковременных падениях напряжения до 50% (не более 5 секунд) от номинала. Это необходимо для работы дифавтоматов с задержкой реагирования.
Ввиду повышенной электрической опасности в ванных и банных комнатах, кухнях, душевых и других помещениях с высокой влажностью требуется ставить УЗО с током срабатывания 10 мА, если они подключены к отдельной линии на распределительном щитке
Если кухня, коридор и ванная находятся на одной ветви электросети, номинальный ток УЗО должен быть стандартным – 30 мА.
Чтобы правильно установить УЗО с сохранением работоспособности, обращайте внимание на технические особенности требования. Многие импортные модели, например, исключают возможность подключения алюминиевых проводов.
В домах старой постройки, где проложена ветхая, зачастую алюминиевая проводка, с ненадежной изоляцией установка защиты в силовом щитке имеет мало смысла
Из-за слабой проводки с множеством повреждений утечки будут возникать довольно часто и приводить к регулярным отключениям сети. В данном случае для обеспечения безопасности оборудования и людей надо пользоваться переносными УЗО, похожие на адаптер для розетки.
Когда использовать устройство защитного отключения?
От чего защищает УЗО – уже понятно. Но в каких случаях оно действительно пригодится на практике?
При повреждении изоляции проводов электроприборов
Например, если поврежденный провод касается стиральной машины, УЗО сразу отключит электричество.
При неосторожном обращении с проводкой. Если случайно повредить провод во время строительных или ремонтных работ, УЗО мгновенно реагирует на скачок и отключает напряжение
Человек, попавший под удар, не успевает серьезно пострадать.
Важно! Нужно понимать, что правильное подключение УЗО – не панацея от всех бед. Это простое устройство с простым принципом работы, поэтому его чувствительность и анализ так же просты
В некоторых случаях система просто не распознает, куда уходит ток: в электроприбор или в тело человека. Но, тем не менее, в быту такой защиты достаточно, чтобы в разы сократить риски.
Установка УЗО
Внимание! Установка УЗО нецелесообразна в случае со старой и ветхой проводкой. От устройства будет больше проблем, чем пользы, если оно начнет неожиданно срабатывать
В этой ситуации лучше обойтись вовсе без защитного устройства или устанавливать устройство локально, только в местах повышенной опасности.
УЗО в схеме с двумя проводами
Выполняя свое основное назначение узо имеет и другие важные преимущества. Устройство защищает от повреждения оборудование, которое изготовлено в соответствии с TN-S. Именно этот фактор обуславливает рост популярности подобных устройств. Все чаще они устанавливаются в схемах с двумя проводами, в которых проводников типа PE может и не быть.
Что происходит в этом случае:
- Корпус техники имеет изоляцию, он никак не контактирует с землей
- В условиях деформации, фаза и ее потенциал регистрируются на корпусе, однако с него не уходит
- При контакте с техникой, человек подвергается смертельной опасности — удару током.
Стандарты
В настоящий момент в России разработан и принят пакет стандартов, регулирующих применение, характеристики и методы проверки УЗО-Д. Их действие распространяется на устройства переменного тока с номинальным напряжением не выше 440 В и номинальным током не более 200 А, применяемых для защиты от поражения электрическим током людей и их имущества от последствий развития тока утечек. ГОСТ Р 50807-95 (2001) содержит определения, классификацию, характеристики и перечень стандартных методик проверки. Также в нем есть полные списки документов, на которые ссылается этот стандарт. Что касается правил применения, то все необходимое изложено в ГОСТ Р-30331.3 (Защита от поражения электрическим током). Эти стандарты согласованы с международными и содержат исчерпывающий объем информации по устройствам защиты, управляемым дифференциальными токами. Добавим, что стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) относит к УЗО-Д не все виды защитных устройств, работающих по принципу контроля дифференциальных токов. Согласно определению УЗО-Д считаются только механические коммутационные аппараты или комплексы, размыкающие контакты при достижении дифференциальным током установленного значения. Устройство может быть реализовано в виде набора отдельных специализированных узлов, фиксирующих, измеряющих дифф. ток и узлов, разъединяющих контакты. Примером таких пространственно разделенных УЗО-Д могут служить системы защиты воздушных линий электропередачи. В то же время многочисленные электронные изделия с полупроводниковыми выключателями к стандартным УЗО-Д не относятся.
Принцип работы
Для защиты сети от КЗ используют автоматические выключатели, которые всегда должны ставиться вместе с УЗО
Сетевое напряжение подводится к электроприборам по двум проводам, один из которых является нейтральным, а второй фазовым. Нейтральный провод соединен с землей, а на фазовом находится переменное напряжение 220 В. При нормальной работе оборудования в каждом проводе течет ток одной и той же величины, но разный по направлению.
Если к оголенному фазовому проводу прикоснется человек, то через его тело начнет течь ток, который замыкается на землю. Этот ток называют током утечки. В фазовом проводе общий ток сразу же повышается на величину тока утечки, а в нулевом остается на том же уровне.
УЗО с помощью дифференциального трансформатора фиксирует возникшую разницу и мгновенно разрывает контакты сети. Отключение происходит очень быстро, за доли секунды, и критического поражения не происходит.
Такие УЗО называются «защитного типа» и выпускаются на разные токи утечки: 6, 10, 30 мА. Для обычных помещений устройства на 30 мА обеспечивают надежную защиту человека. В помещениях с повышенной опасностью (ванные комнаты, сырые подвалы) больше подойдут устройства с меньшим током утечки.
Токи утечки возникают со временем и в проводке за счет ухудшения изоляции. Они могут достигать значительных величин, особенно в больших домах с распределенной электрической сетью, и вызывать возгорание. Для предупреждения пожаров ставят УЗО 100-300 мА, которые так и называют «пожарные».
Необходимо учесть, что все эти устройства реагируют только на возникновение тока утечки. Они не защищают сеть от короткого замыкания, потому что при КЗ не возникает дисбаланса токов в нейтральном и фазовом проводниках, хотя он и увеличивается в недопустимые тысячи раз. Для защиты сети от КЗ используют автоматические выключатели, которые всегда должны ставиться вместе с УЗО.
Классификация УЗО
Рассмотрим, какие бывают защитные устройства в соответствии с ГОСТами.
По способу действия они делятся на:
- УЗО со вспомогательным источником электропитания;
- без дополнительного источника;
- с автоматическим включением после восстановления поступления питания от источника;
- без автоматического включения;
- с выключением после обнаружения опасной ситуации отказа источника;
- без такого автоматического выключения.
По типу установки:
- стационарные УЗО, монтирующиеся на стандартную постоянную электропроводку;
- переносные — монтируются на гибкие кабели и удлинители.
По количеству полюсов:
- однополюсные двухпроводные УЗО;
- устройства с двумя полюсами;
- трехпроводные двухполюсные модели;
- трехполюсные защитные системы;
- четырехпроводные трехполюсные модели;
- четырехполюсные УЗО.
Выделяют классификацию по типу защиты от появления сверхтоков на полюсах и перегрузок:
- без предохранения от сверхтока и с таковой;
- без встроенной системы защиты от перегрузки;
- с защитой от коротких замыканий цепи (КЗ).
По возможностям настройки значения ДТ отключения:
- регулируемые — с дискретной подстройкой;
- нерегулируемые УЗО.
По устойчивости к импульсным напряжениям:
- с выключением прибора после появления импульсного тока;
- стойкие к возникновению импульсного напряжения.
Еще одна важная характеристика — контроль постоянной компоненты дифференциального тока (ДТ). Существуют несколько разновидностей УЗО:
- АС. Они отключаются при возникновении или постепенном увеличении синусоидальных ДТ;
- А. Эти модели отключаются от синусоидальных дифференциальных токов и пульсирующих постоянных. Бывают разновидности с выключением от пульсирующих с уровнем до 0.006А и контролированием угла смещения фаз;
- B. Аналогично А они размыкают цепь при синусоидальных переменных и постоянных ДТ — включая модуляции потока до 0.006 А. Кроме того, тип B умеет выключаться от постоянных ДТ с выпрямителем.
Рассмотренные типы и признаки классификации определяют выбор УЗО в конкретной ситуации, способ и место установки, и прочие важные детали проектирования электросети. Помимо приведенных выше, имеются и некоторые общие характеристики, приведенные в таблице:
| Название характеристики УЗО | Возможные значения по паспорту |
|---|---|
| Напряжение в сети, В | 100–440 |
| Номинальный ток работы, А | 6–200 |
| Номинальный ДТ отключения, А | 0.006–20 |
| Номинальный неотключающий ДТ прибора, А | 0.5 |
| Предельный неотключающий ДТ с искаженной симметрией фаз, А | 6 |
УЗО должно срабатывать быстро. Время устанавливается ГОСТами (в частности, ГОСТ Р 50807-95) и вычисляется для различных моделей, работающих с некоторыми номинальными отключающими токами. Например, для прибора с ДТ отключения 0.03 А время срабатывания должно составить 0.5 секунды. Если пороговое значение превышено вдвое, таймаут выключения — 0.2 секунды, а при превышении в восемь раз УЗО-Д разомкнет цепь за 0.04 с.
Принцип работы УЗО (УЗО-Д)
В основе работы УЗО-Д заложена фиксация тока утечки на «землю» и отключения сети при ее появлении. Факт утечки обнаруживается по разнице между токами: выходящим из УЗО и возвращающимся в него через нейтраль.
Если сеть в порядке, то они равны по величине, но противоположны по направлению. При появлении утечки, например, человек коснулся провода, часть тока уйдет через его тело «на землю» по другому контуру, и в итоге ток возвращающийся в УЗО через нейтраль будет меньше выходящего.
Такая же ситуация возникнет, если в каком-то электроприборе нагрузки нарушилась изоляция и под напряжением оказался корпус или другая деталь. Человек, задев за них создаст дополнительный контур «на землю», часть тока пойдет по нему и баланс нарушится (эта ситуация показана на рисунке).
Разницу между выходящим и входящим токами засекает трансформатор с сердечником в виде кольца. Фазный провод и нейтраль N проходят внутри него и служат первичной обмоткой. Вторичная обмотка подключается к исполнительному механизму, размыкающему контакты.
Разумеется, при повреждении изоляции контур ответвления может образоваться и без «участия» человека, но и в этом случае УЗО также сработает и защитит участок сети от опасных последствий (например, нагрева и пожара). Символом «Т» на рисунке обозначена кнопка, включающая схему тестирования устройства – УЗО -Д должно сработать при ее нажатии.
Этот же принцип используется и для трехфазных устройств защиты, однако в них дифференциальный ток во вторичной обмотке появляется не только при утечках, но и при «перекосе фаз» (неравномерно распределенной между фазами нагрузке), поэтому разработаны дополнительные схемы, исключающие срабатывание из-за нарушения симметрии.
Что такое УЗО
Технически устройство отключения — механический узел, назначение которого — автоматически прервать электрическую цепь при появлении в ней заданного тока дисбаланса. Такие приборы применяются профессионалами уже давно и выпускаются во множестве моделей: электрики хорошо знакомы и с их типами, и с устройством, и с принципами работы. Но при монтаже домашних цепей хозяева жилья и нанятые ими мастера нередко не до конца понимают, для чего нужно УЗО, и пренебрегают его установкой в схему, лишая сеть мощной защиты.
Механизм защищает от:
- возгорания из-за проблем с электропитанием;
- поражения человека электричеством из поврежденной цепи.
Одна из ключевых инженерных задач электрики — защитить людей от ударов током. Ее решение потребовало значительного времени и технических изысканий. Ведь даже если обычные автоматические выключатели отлично контролируют ток нагрузки, коснувшегося проводящей детали или кабеля под высоким напряжением человека от опасности они не сберегут. Также эти приборы не способны своевременно реагировать на связанные с нарушением целостности изоляции кабельных систем токи утечки и эффективно защитить от возникающих по данной причине пожаров.
Ситуация улучшилась после разработки УЗО. Они следят за дифференциальным током и разъединяют цепь после достижения им некоторого установленного значения. Эти аппараты получили имя УЗО-Д (дифференциальные). Во времена Советского Союза УЗО-Д выпускался собственной промышленностью страны, на Гомельском заводе электроаппаратов. В наше время на рынке присутствуют как импортные образцы, так и российского производства.
Устройство защитного отключения (УЗО) – описание
Многие люди слышали о том, что существует устройство защитного отключения – УЗО, но, что такое УЗО, для чего оно нужно в электрике, какие функции должно выполнять и можно ли вообще его не использовать в сети, знает не так много человек.
Для того, чтобы получить полное представление о том, что такое узо в электрике, о его функциях, устройстве, принципе работы нужно работать в области электрики, иметь диплом, но общие принципы действия и описание этого устройства сможет понять любой человек.
В большинстве квартир и домов не применяется и не применялось раньше УЗО, поэтому многие и не знают для чего его устанавливать, как оно работает.
Если говорить языком, принятым среди электриков, то УЗО, или устройство защитного отключения, представляет собой механический коммутационный прибор, служащий для автоматического прерывания цепи при превышении тока небаланса заданного значения, возникающего при определенных условиях.
Разные модели УЗО уже довольно давно продаются на рынке, многие профессионалы отлично знакомы с принципом их устройства, работы и активно применяют их при построении электрической проводки. Но многие электрики, хозяева домов и квартир, которые сами занимаются монтажом электрической системы не зная о преимуществах применения УЗО пренебрегают этим мощным средством предназначенным для защиты.
УЗО отлично защищает людей от поражения электричеством в случаях когда произошло нарушение изоляции, при случайных прикосновениях к токопроводящим неизолированным частям различного вида электрического оборудования и защищает имущество от теплового воздействия тока.
Самым вероятным местом поражения током в доме или квартире является кухня и ванная, где установлено очень большое количество электрических приборов, есть естественные заземлители – газовые, водопроводные трубы, мало свободного места и повышенная влажность воздуха.
Что понимается под выражением «утечка тока»? Под этим выражением понимается любой ток проходящий мимо электропроводки или мимо подключенных в сеть приборов. Вот как раз на эту утечку тока и реагирует УЗО, если ток пошел мимо электропроводки или электроприбора УЗО срабатывает и отключает сеть.
Токи утечки обычно имеют малые значения, поэтому защита от короткого замыкания и от перегрузки, которую обеспечивают обычные автоматические выключатели, на токи утечки не реагируют. Как видим, УЗО защищает от пожара, возникающего при замыкании при воспламенении тлеющей изоляции, и от поражения током людей.
Практически каждый человек за свою жизнь подвергался удару током в домашней сети напряжением 220 вольт. Этот ток составляет примерно 4-5 миллиампера, а если бы сила тока была большей, то опасность для здоровья и жизни значительно увеличилась.
Чтобы человека ударило током не обязательно нужно ковыряться в розетке или лезть в распределительный щит, достаточно просто дотронуться до стиральной машинки или холодильника, плойки и других приборов. Но почему так происходит?
Ответ простой – в том случае если в любом электрическом приборе нарушается изоляция токоведущих проводов, они начнут пропускать ток на корпус. То есть корпус прибора окажется под напряжением, а это все равно, что прикоснутся к оголенному проводу.
При прикосновении к такому прибору возникает ток замыкания с землей и если прибор не имеет заземления, то током ударит человека.
В большей части домов и квартир нет возможности заземлить корпуса электрических приборов, это не предусмотрено конструкцией, схемой проводки. От такого удара не сможет защитить никакой супер автоматический выключатель, установленный в щитке.
Гарантию от поражения током в таких случаях дает только применение более надежного и совершенного прибора, каким и является УЗО.
УЗО – это прибор, защищающий от токов утечки путем отключения сети в случае их появления. В случае, когда произойдет выше описанная ситуация с повреждением изоляции какого-либо прибора, то по телу человека, который замыкает цепь фаза-земля ударит током.
Но поскольку сила тока утечки не очень большая, в сравнении с номинальным током, то обычные автоматы этого не чувствуют и не отключатся. А человек в тоже время может и погибнуть при определенных условиях. УЗО, в отличии от автоматов, сразу среагирует на возникновение тока утечки и моментально разорвет цепь.
Что такое узо в электрике
Варианты подключения УЗО к однофазной сети с заземлением и без
При монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций:
- в схеме подключения не применяется заземляющий проводник;
- питающие проводники следует присоединять только к верхним клеммам;
- нейтральные проводники должны присоединяться только к клеммам, имеющим маркировку N;
- ток нагрузки электросети должен соответствовать рабочему току;
- после монтажа следует измерить сопротивление изоляции всей электросети и протестировать работу аппарата с помощью кнопки «Тест».
Схема подключения с использованием заземленияВариант подключения однофазного устройства без заземления
Watch this video on YouTube
