Схема подключения УЗО

В настоящее время активными потребителями электроэнергии являются производственные предприятия и жилые дома. Со временем изоляция электрических проводов может потерять свои свойства, после этого могут возникать токи утечки и опасное для человека напряжение на корпусе электрического прибора.

УЗО

УЗО  может устанавливаться во вводно-распределительных. Автоматические выключатели обеспечивают защиту кабельных линий, устройство защитного отключения (УЗО) обеспечивает безопасность человека.

УЗО является быстродействующим защитным выключателем, который реагирует на дифференциальный ток  утечки в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.

Когда нарушается изоляция токоведущего провода электроприбора, его корпус может оказаться под напряжением. При прикосновении человека к корпусу электроприбора через тело человека начинает проходить ток, УЗО обнаружит утечку тока и разомкнет цепь питания аварийного участка цепи. Также при пробое или нагреве изоляции до критической температуры, УЗО отключит напряжение до начала возгорания электропроводки. С момента возникновения тока утечки отключение напряжения аварийного участка цепи производится за время, обычно, не превышающее  0,03-0,5 сек.

Принцип работы УЗО





При нормальной работе электрооборудования ток, текущий по фазному проводу, равен току, текущему по нулевому проводу. При этом допускается совсем небольшая разница, которая не представляет опасности для человека. В УЗО происходит сравнение тока, уходящего в нагрузку с током, который вернулся из нагрузки, т.е. тока, проходящего по фазному проводу с током, протекающим по нулевому проводу. Если изоляция электропроводки не повреждена и электроприбор полностью исправен, то эти токи должны быть равны. При возникновении в цепи тока утечки значение фазного и нулевого тока становиться разным. УЗО обнаружит это изменение и сравнит его со значением номинального тока утечки. Если ток утечки в цепи больше номинального — УЗО отключает питание защищаемой цепи, отключая и фазу и ноль.

В общем виде однофазное УЗО можно изобразить в виде прямоугольника с двумя входами и выходами. И подключим к нему, например, стиральную машину.

В схеме на рисунке выше токи, протекающие через контакты УЗО I1=I2 и ∆I1-I2=0. Токов утечки не возникает и УЗО не срабатывает. Ток I1 в данном случае входящий, а ток I2 исходящий. Ток ∆I называется током утечки.

В следующей схеме на возник ток утечки на землю I3. I2=I1+I3 или ∆I=I3. Если ток утечки ∆I приближается к указанному на УЗО параметру, УЗО срабатывает. Например, если  указан ток утечки 30мА, УЗО срабатывает при токе утечки 27мА. В роли сопротивления R может быть поврежденная изоляция провода стиральной машины и т.д. Трехфазное УЗО можно представить, как три однофазных, у которых на входе нулевой проводник.

Конструкция УЗО

В основе конструкции любого УЗО находится узел определения тока утечки на основе дифференциального трансформатора тока тороидальной формы.

В нормальном режиме работы по проводникам, проходящим через окно магнитопровода трансформатора (1), протекают рабочие токи нагрузки. Это ток текущий по фазному проводу и ток текущий по нулевому проводу. Эти токи наводят в магнитном сердечнике трансформатора равные, но направленные навстречу друг другу магнитные потоки. Суммарный магнитный поток равен нулю, поэтому ток во вторичной обмотке трансформатора также равен нулю. Система находится в состоянии покоя.

При возникновении тока утечки значения фазного и нулевого тока становятся разными, магнитные потоки также становятся разными и во вторичной обмотке трансформатора возникает ток утечки I2. Если этот ток превышает значение тока утечки УЗО электромагнитная защелка (2) (или реле разностного тока) срабатывает и с помощью рычага размыкает механизм расцепления (3) и защищаемая цепь отключается от питающей сети.

Также по конструкции УЗО бывают электромеханические (независимые от напряжения питания) и электронные (зависимые от напряжения питания). Для электронного УЗО необходимо дополнительное напряжение для электронного усилителя. Если на линии до УЗО пропал рабочий ноль, а фаза нет, и человек взялся рукой за незаземлённый корпус нагрузки или за фазу, то электронное УЗО не отключится. Электромеханическое УЗО в таком случае сработает. Электронные УЗО стоят значительно дешевле, но для обеспечения электробезопасности электромеханические предпочтительнее.

Установка УЗО

Устройства с током утечки 10 мА и 30 мА защищают человека, а УЗО с током утечки 100 и 300 мА ставятся в качестве вводного устройства (например, на вводе в коттедж) и предназначены для защиты от пожара.

Для квартиры ставится одно УЗО с током утечки 30 мА в квартирном щитке на лестничной площадке. Но в случае возникновения тока утечки устройство обесточит квартиру полностью. Поэтому лучше установить УЗО на групповую электрическую цепь — группу освещения, группу розеток, стиральную машину, помещение с повышенной опасностью поражения электрическим током. Если возник ток утечки в групповой цепи, например, в группе розеток, то будет отключена только эта группа, а другие электроприборы будут работать. На розеточную группу и осветительную сеть ставится УЗО на 30 мА.

Для защиты розеток в ванной комнате, а также розеток для электропитания оборудования, работающего на земле, ставится УЗО с током утечки 10 мА, если для них выделены отдельные линии. Если одна линия, например, для ванной, коридора кухни, то надо ставить УЗО с током утечки 30 мА. Кухня и ванная являются наиболее вероятными местами поражения электрическим током в квартирах и домах. Здесь много электробытовых приборов, есть естественные заземлители (водопроводные, газовые трубы), теснота, повышенная влажность. Номинальный ток нагрузки УЗО должен быть на ступень выше номинального тока автомата защиты.

Как подключить УЗО

Подключение УЗО

В данной схеме питающее напряжение 220В поступает на двухполюсный автомат (1) с номинальным током 40А, далее на однофазный электросчетчик (2), затем на общее УЗО (3) с номинальным током 50А и током утечки 30мА. После этого напряжение поступает на групповые автоматические выключатели, (4) — автомат на 10А для защиты цепей освещения, (5) — автомат на 16А для защиты розеток, (6) — автомат на 25А для защиты электрической плиты. Также в эту группу можно добавить автоматы на 16А для защиты стиральной машины и сплит-системы. (7) — общая шина для нулевого рабочего проводника (N). (8) — общая шина для нулевого защитного проводника (PE).

P.S. Номиналы автоматов и УЗО носят рекомендательный характер.

Основные параметры УЗО

Номинальное напряжение (Un) — значение напряжения, установленное изготовителем УЗО, при котором устройство работоспособно. Обычно 220 или 380В. Равенство напряжения в сети и номинального напряжения УЗО очень важно для электронных УЗО. От этого сильно зависит его работоспособность.

Номинальный ток (In) — максимальный ток, при котором УЗО сохраняет свою работоспособность продолжительное время. Номинальный ток УЗО выбирается из ряда: 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А. Для дифференциального автомата это еще и номинальный ток автоматического выключателя в составе УЗО. Номинальный ток дифференциальных автоматов выбирается из ряда: 6,8,10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А.

Номинальный отключающий дифференциальный ток (Idn) — ток утечки. Основная характеристика УЗО. Данное значение показывает величину дифференциального тока, указанное при котором УЗО должно срабатывать при заданных условиях. Номинальный отключающий дифференциальный
ток УЗО выбирается из следующего ряда: 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА.

Номинальный условный ток короткого замыкания (Inc) — характеристика, определяющая надежность и прочность устройства, качество исполнения его механизма и электрических соединений при протекании сверхтока (тока короткого замыкания в сети), значение этого параметра проверяется при сертификационных испытаниях.  Еще этот параметр называют «стойкость к  току короткого замыкания». Автомат, который защищает цепь, сработает на отключение, но это произойдет через 10 мс. За это время УЗО будет находиться под воздействием сверхтока, если оно сохраняет работоспособность, то его качество считается высоким. Значения номинального тока короткого замыкания стандартизованы и равны: 3000, 4500, 6000 и 10000 А. Минимально допустимое значение — 3000 А. Для УЗО с задержкой срабатывания предъявляются повышенные требования к току короткого замыкания. Их устанавливают на вводе и они находятся под воздействием сверхтока более продолжительное время.

Номинальная коммутационная способность (Im) —  согласно требованиям, должна быть не менее чем в 10 раз больше номинального тока или равна 500 А. Качественные устройства имеют, как правило, гораздо более высокую коммутационную способность — 1000, 1500 А. Такие устройства надежнее, и в аварийной ситуации, например, при коротком замыкании на землю, УЗО, опережая автомат защиты, гарантированно произведут отключение электроустановки.

Основные параметры УЗО

1. Номинальное напряжение.
2. Номинальный ток.
3. Ток утечки.
4. Номинальный условный ток короткого замыкания.

5. Тип УЗО — АС, реагирует только на переменный ток утечки.
6. Кнопка «Тест».
7. Условия эксплуатации.

Типы УЗО

1. Без встроенной защиты от сверхтоков, которое просто реагирует на ток утечки.

2. С встроенной защитой от сверхтоков. Совмещает в себе функции УЗО и автомат для защиты от сверхтоков, называется дифференциальный автомат.

3. Тип AC — реагирует только на переменный ток утечки.

4. Тип А — реагирует на переменный и постоянный ток. Там, где имеются выпрямители и тиристоры, при пробое изоляции возможна утечка постоянного
тока. Эти устройства имеют более сложную конструкцию, стоят дороже.

5. Тип S — селективное (с выдержкой по времени отключения), это может быть необходимо там, где используется АВР.

6. Тип G — то же что и S, но с меньшей выдержкой времени.

Отличие УЗО от дифференциального автомата

Дифференциальный автомат (автоматический выключатель дифференциального тока) совмещает в себе функции УЗО (выключатель дифференциального тока) и автомата (автоматический выключатель). Устройство сработает при перегрузке по току, при коротком замыкании и при возникновении дифференциального тока (тока утечки).

Преимущества: 1. Меньший размер, что позволяет экономить место в электрическом щитке. 2. Проще сделать монтаж в щитке, так как надо делать меньше дополнительных коммутаций.

Недостатки: 1. После отключения нельзя сразу определить причину. Некоторые известные производители делают для этого специальные индикаторы. 2. Относительно высокая цена некоторых производителей.

Проверка УЗО

Для проверки исправности УЗО предусмотрена цепь тестирования (кнопка «Тест»), работающая за счет искусственного создания  тока утечки. Работоспособное УЗО должно моментально отключить питание. Такую проверку рекомендуется проводить один раз в месяц. Подавляющее большинство случаев поражения электротоком, так или иначе, связано с утечкой тока — ситуацией, которую распознает УЗО.

Ошибки при монтаже УЗО

При ошибочном монтаже УЗО не будет выполнять свою функцию или будут иметь место ложные срабатывания. Самой распространенной ошибкой при монтаже УЗО является подключение к УЗО нагрузки, в цепи которой имеется соединение нулевого рабочего проводника (N) с открытыми проводящими частями электроустановки или соединение с нулевым защитным проводником (PE). Также ошибками является подключение нагрузок к нулевому рабочему проводнику до УЗО, подключение нагрузок к нулевому рабочему проводнику другого УЗО, перемычка между нулевыми рабочими проводниками различных УЗО. Ложное срабатывание может возникнуть из-за самого УЗО, поэтому лучше устанавливать качественные устройства.

В каких случаях установка УЗО нецелесообразна.

УЗО нецелесообразно устанавливать при наличии старой ветхой проводки в помещении, свойство УЗО обнаруживать утечку тока может принести больше проблем, если оно начнет непредсказуемо срабатывать. А при старой электропроводке это может начаться в любой момент (даже при первом включении УЗО). Если изоляция проводов старая и плохая, может возникнуть небольшой ток, который может превысить значение тока утечки УЗО. Поэтому в данном случае рекомендуется установка в местах с повышенной опасностью розеток со встроенным УЗО.

Когда УЗО не поможет

УЗО не может различить, что именно включено в электрическую цепь — человек или электроприбор. Если человек возьмется одновременно за фазу и рабочий ноль, то тока утечки не будет. Если тока утечки нет, то для УЗО все в порядке.

Производители УЗО

Есть признанные производители УЗО — Legrand, Moeller, ABB, Siemens, Schneider Electric, на российском рынке также представлены отечественные производители Астро-УЗО, ИЭК, ДЭК. Качественная работа УЗО в первую очередь зависит от высокого качества элементов, входящих в его состав. Наиболее известные производители используют более качественные детали.

Добавить комментарий