Что такое УЗО и как оно работает?

Устройство УЗО и принцип действия

Рад приветствовать вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В этой статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип работы устройства защитного отключения УЗО, рассмотрим на примерах как работает УЗО.

УЗО относятся к электрическим аппаратам защиты, как и автоматические выключатели. Для чего же были придуманы эти интересные устройства, неужели установки автоматических выключателей недостаточно?

Со временем изоляция проводов стареет, так же она может быть повреждена, могут ослабнуть контактные соединения токоведущих частей приборов. В результате этих факторов появляются утечки тока, которые могут вызвать искрение и привести к возгоранию.

Также человек может случайно коснуться рукой за оголенный фазный провод, который находится под напряжением. Дети, оставшись без присмотра родителей, могут «изучать» электричество, вставляя в розетку металлический предмет. В этом случае человека ударит током, произойдет утечка тока через тело на землю, а это очень опасно, ведь величина тока в этом случае может достигать нескольких сотен миллиампер.

Обычные автоматические выключатели на такую «незначительную» для них утечку тока не отреагируют. Они срабатывают только на токи перегрузки и при коротком замыкании.

Например, у автомата номиналом 10А с время-токовой характеристикой срабатывания В, тепловой расцепитель начнет срабатывать при токе, превышающем номинальный на 13%, т.е. 11,3А, причем время срабатывания будет больше одного часа. А при токе, превышающем номинальный на 45%, т.е. 14,5А в течение одного часа. Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя будет срабатывать при значениях тока от 30А.

Поэтому, чтобы защитить людей от поражения электрическим током и для предотвращения опасной утечки тока, которая может привести к пожару в результате повреждения изоляции электропроводки или бытовых приборов применяются устройства защитного отключения.

У автоматических выключателей основной параметр – номинальный ток.

Основной же параметр УЗО – это его чувствительность (номинальный отключающий дифференциальный ток, так называемая «уставка» по току утечки).

Для защиты человека в бытовых электросетях от поражения электрическим током используют УЗО чувствительностью 10 и 30 мА.

Для защиты от возможного возникновения пожара служат УЗО чувствительностью 100 или 300 мА.

Если проводка неразветвленная, с малым количеством групп, то может использоваться одно общее УЗО на 30 мА, как противопожарное, так и для защиты человека от поражения электрическим током.

Давайте рассмотрим устройство и принцип действия УЗО

Конструктивно УЗО собрано в корпусе из диэлектрического материала. Внутри содержит трансформатор тока, выполненный на тороидальном ферромагнитном сердечнике с тремя обмотками – две первичные и одна обмотка управления.

Две первичные токовые обмотки включены встречно. Первая обмотка образована фазным проводом, в ней протекает ток к нагрузке (к потребителю). Вторая обмотка образована нулевым проводом, в ней протекает обратный ток от нагрузки (от потребителя).

Как работает УЗО?

В обычном режиме, когда в цепи нет утечки, токи, протекающие в обоих обмотках равны по значению, но противоположно направленны. При протекании в обмотках, эти токи наводят в сердечнике трансформатора тока магнитные потоки. Наведенные магнитные потоки направлены встречно и компенсируют друг друга, поэтому суммарный магнитный ФΣ поток равен нулю.

Предположим, что произошел пробой изоляции на корпус электроприбора.

В этом случае токи в фазном и нулевом проводах будут различны. По фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки IL будет протекать еще дополнительный ток — ток утечки ID, который для трансформатора тока будет дифференциальным (т.е. разностным). Разные по значению токи в первичных обмотках (IL + ID в фазном проводнике и IN, равный по значению IL, в нулевом рабочем проводнике) будут наводить в сердечнике разные по значению магнитные потоки. Результирующий магнитный поток будет отличен от нуля. По закону электромагнитной индукции он будет наводить электрический ток в обмотке управления. Если этот ток достигнет значения, достаточного для срабатывания электромагнитного реле Р, то оно сработает, приводя в движение расцепитель, силовые контакты УЗО разомкнутся. В результате электроустановка, находящаяся под защитой УЗО обесточится.

Аналогично, если человек прикоснется к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприбора, на который произошел пробой изоляции, возникнет ток утечки, который потечет через тело человека на землю. В обмотке управления УЗО будет наводиться ток, который приведет к срабатыванию электромагнитного реле Р и цепь обесточится.

Для периодического контроля исправности УЗО предусмотрена кнопка «Тест». При нажатии на нее искусственно создается ток утечки. Если УЗО исправно, оно должно срабатывать при нажатии на эту кнопку.

По конструктивному исполнению УЗО бывают электромеханические (они не зависят от напряжения питания) и электронные (нуждаются в дополнительном источнике питания, который получают от контролируемой цепи, либо от дополнительного источника). В свою очередь, бывают электронные УЗО, которые отключают защищаемую цепь при исчезновении напряжения в питающей сети, и бывают не отключающие защищаемую цепь.

Как не подключая к электрической сети, определить тип УЗО смотрите в статье Как определить тип УЗО — электромеханическое или электронное?

Так же эти два типа УЗО различно ведут себя при аварийном режиме работы электросети, например, при достаточно часто встречающемся в наших домах обрыве нулевого провода.

Теперь вы знаете, как работает УЗО.

Подробно Устройство и принцип действия УЗО смотрите в видео


Полезные статьи по теме:

Устройство защитного отключения (УЗО) – что это такое, для чего нужно и как подключить

Давайте разберемся, что такое УЗО (устройство или выключатель дифференциального тока) и зачем оно применяется?

Что такое УЗО?

УЗО (устройство защитного отключения) — это коммутационный аппарат для защиты электрической цепи от токов утечки. В отличии от автоматического выключателя, защищающего проводку от короткого замыкания и значительных перегрузок, это устройство срабатывает только при возникновении токов утечки.

УЗО, устройство защитного отключения это

Утечки в бытовой электросети могут быть связаны с касанием человека токопроводящих элементов (например, в электроприборе, розетке) и металлических корпусов приборов, попавших под действие напряжения из-за повреждения. Также они могут быть вызваны нарушением изоляции электропроводки, в том числе из-за нагрева вследствие неправильно рассчитанной нагрузки и некачественно выполненного монтажа. Относительно небольшие токи утечки могут привести к серьезным последствиям. В первом случае это может вызвать удар человека электрическим током, во втором — возгорание проводки.
Устройство защитного отключения при возникновении утечки выше установленного для него предела, позволяет за доли секунды отключить опасный участок и предотвратить этим поражение человека электричеством или избежать пожара.
Для защиты от поражения электрическим током применяются устройства, срабатывающие при дифференциальных токах (токах утечки) выше значений 6, 10, 30 мА:

  1. Для частного дома или квартиры выбирают УЗО со значением 30 мА (для групп розеток или освещения).
  2. ВДТ с дифференциальными токами 6 и 10 мА применяются для защиты отдельных потребителей (например, стиральная, посудомоечная машина и т.д.) и помещений с повышенной опасностью.

Устройство и принцип работы УЗО

Принцип работы УЗО

Кроме дифференциального трансформатора, УЗО содержит контрольное магнитоэлектрическое реле, соленоид управления основными контактами и элементы диагностики.

Маркировка, основные характеристики УЗО

Чтобы не спутать УЗО с другими близкими устройствами (автоматическими выключателями и дифавтоматами), остановимся на их маркировке. К тому же, знание маркировки поможет правильно выбрать и подключить УЗО.
Маркировка УЗО содержит схему подключения и основные параметры выбора: номинальный ток (А), дифференциальный ток (мА), рабочее напряжение (В), условный предельный ток короткого замыкания (А).

Маркировка УЗО

Наименование

Расшифровка

Номинальное напряжение (электронные УЗО очень чувствительны к скачкам напряжения)

Номинальный ток нагрузки (max ток, который УЗО может пропускать продолжительное время, без вреда для устройства)

Номинальная частота сети

Номинальный отключающий дифференциальный ток или чувствительность, установка по току утечки (ток утечки, при котором УЗО срабатывает)

Номинальный неотключающий дифференциальный ток (при котором УЗО не должно срабатывать). Формула IΔn0 = 0,5 IΔn.

Номинальная коммутационная способность. Формула Im = 10 In

Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току

Номинальный условный ток короткого замыкания (стойкость к токам короткого замыкания)

Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания

Время отключения при номинальном дифференциальном токе

Нулевой проводник обозначен литерой N (нейтраль).

Индикатор положения контактов — показывает было ли выключено УЗО вручную или оно отработало по утечке.

Типы УЗО, разновидности

  • Электронные имеют в схеме усилитель, которые требует подачи питания. В случае отгорания нуля на входе усилитель остается без питания и устройство не будет реагировать на возможную утечку;
  • Электромеханические (лишённые этого недостатка) как правило надежнее, но дороже.

Тип тока утечки УЗО

  • обычные без выдержки времени, общего применения — G (в диапазоне 20-40 мс),
  • селективные УЗО типа S — с выдержкой времени (в диапазоне 150-500 мс)

Чем отличается УЗО от дифавтомата?

Как выбрать УЗО?

Какое УЗО выбрать

Как правильно подключить УЗО?

Подключение УЗО к однофазной сети (с заземлением и без)

Пользователи часто задают вопрос, ставить УЗО до или после автомата? Для этого рассмотрим наиболее распространенную схему включения одного УЗО и нескольких групповых автоматов в однофазной сети. В правильной схеме подключения УЗО устанавливается после вводного автоматического выключателя. Последовательность соединения при этом такая: вводной автомат— счетчик — УЗО.

Правильное подключение УЗО в однофазной сети с заземлением

На схеме представлено одно УЗО, но их может быть и несколько (в свою очередь с одним или несколькими групповыми автоматами). Это может быть необходимо, если вы планируете защитить какую-то группу потребителей отдельно. К примеру, у вас есть отдельная линия к стиральной машине, и вы хотите поставить для неё УЗО с дифференциальным током 10мА и отдельным автоматом. В группе же сначала устанавливается УЗО, а затем автоматический выключатель (или несколько выключателей).
Выше была приведена схема однофазной сети с заземлением (схема TN-S). В старых домах при этом до сих пор еще используется также схема энергоснабжения TN-C (двухпроводная). В такой сети провод PEN совмещает функции рабочей нейтрали и защитного проводника. В двухпроводной сети без заземления УЗО также защищает от поражения электрическим током, но срабатывает оно не в момент попадания тока на токоведущий корпус домашнего прибора, а позже, когда человек коснется корпуса, попавшего под напряжение. Из рисунка ниже видно, что изменений по включению самого УЗО в такой схеме практически нет. Важно только запомнить один момент: если у вас от потребителей (электроприборов, освещения) в щит выведен трехпроводный кабель, провод заземления в щите нужно обязательно оставить неподключенным, а фазный и нейтральный проводники соединить, как указано на схеме.

Читайте также  Как демонтировать пластиковое окно

Правильное подключение УЗО в 1-фазной сети без заземления

Сколько автоматов может быть подключено к одному УЗО? Количество подключаемых после УЗО групповых автоматических выключателей зависит от их суммарного номинала тока (который в общем случае не должен превышать номинал тока УЗО) и суммарного тока утечки защищаемой сети.
Утечки тока есть в любой рабочей сети, главное, чтобы они не превышали установленных норм. Увеличение токов утечки может быть следствием старения изоляции, её повреждения либо неисправностью электроприборов. Суммарное значение тока утечки защищаемого участка сети в нормальном режиме работы по нормативным документам не должно превосходить 1/3 номинального тока УЗО, т.е. для УЗО 30мА не должно превышать 10мА. Если нет реальных данных по утечке в сети, то берутся расчетные значения: для потребителей (электроприборов) 0,4 мА на 1 А тока нагрузки + ток утечки непосредственно проводки — из расчета 10 мкА на 1 м длины проводника. Превышение суммарного тока утечки сети над пороговым значением УЗО может приводить к его ложным срабатываниям. В свою очередь это сигнализирует о том, что скорее всего надо ставить дополнительное УЗО (особенно если у вас стоит после УЗО более двух-трех автоматов и предварительные расчеты/замеры тока утечки не проводились).
Превышение суммарного значения номиналов групповых автоматов над номиналом тока УЗО не критично, если оно также превышает номинал вводного автоматического выключателя. Если номинал УЗО выбран правильно (то есть выше номинала вводного автомата), то УЗО будет защищено в этом случае вводным автоматом.

Подключение к трехфазной сети (с заземлением и без)

Подключение УЗО в трехфазной сети с заземлением не сильно отличается от однофазной. Защита цепей трехфазной нагрузки производится трехфазным (четырехполюсным УЗО). При этом цепи однофазной нагрузки необходимо защищать отдельным однофазным (двухполюсным) УЗО. В интернете встречается немало схем, где трехполюсное УЗО используется одновременно для защиты как трехфазных, так и однофазных потребителей. Такое допустимо только если УЗО противопожарное, с током утечки 100 мА и более.
Подключение УЗО в трехфазной сети без заземления запрещено ПУЭ.

Правильное подключение УЗО в трехфазной сети

Ошибки подключения УЗО

Наиболее частые ошибки подключения УЗО связаны с неправильным подключением нейтрального проводника.
Одной из наиболее распространенных ошибок подключения является подключение нулевого проводника с выхода УЗО к общей нулевой шине. Причем неправильным является как прямое подсоединение к общей щитовой нулевой шине проводника какой-либо группы розеток (защищаемых УЗО), так и объединение общей нулевой шины с шиной N после УЗО (предназначенной для нулевых проводников защищаемых групп нагрузки).

Как подключить УЗО в щитке

Еще одна ошибка связана с соединением нулевых проводников разных потребительских групп. Нулевой проводник после УЗО должен соединяться непосредственно с нагрузкой групп, запитанных через него, без соединения с нулевыми проводниками групп, не защищаемых УЗО или защищаемых другим УЗО.

Схема подключения УЗО

Также нельзя объединять нулевой проводник после УЗО с проводником защитного заземления (то есть объединять рабочий и защитный ноль).

Принцип работы и устройство УЗО (устройства защитного отключения)

Принцип действия УЗО

Для многих уже не новость, что современная бытовая электрическая сеть обязательно должна иметь защиту УЗО. Тем, кто ещё ничего не знает о таких защитных элементах, скажем, что это – основа человеческой безопасности. Также устройство способствует предотвращению пожаров, вызванных возгоранием электрической проводки. Поэтому знакомство с этим элементом защиты и автоматики не будет лишним. Давайте поговорим подробно об устройстве, из чего оно конструктивно устроено и каков принцип действия УЗО?

Как возникает ток утечки?

Чуть ниже мы рассмотрим для чего необходимо УЗО, но сначала разберёмся, что такое токовая утечка? Вся работа устройства связана именно с этим понятием.

Если сказать простыми словами, то утечкой тока называют его протекание из фазного проводника в землю по пути, который для этого является нежелательным и совсем непредназначенным. Это может быть корпус электрического оборудования или бытового прибора, прутья металлической арматуры либо водопроводные трубы, сырые оштукатуренные стены.

Токовая утечка возникает при нарушениях изоляции, которые могут произойти по ряду причин:

  • старение в результате длительного срока эксплуатации;
  • механическое повреждение;

Поврежденная изоляция провода

  • термическое воздействие в случае, когда электрооборудование работает в режиме перегруза.

Опасность токовой утечки состоит в том, что при нарушении изоляции электрической проводки на описанных выше объектах (корпус прибора, водопроводная труба или оштукатуренная сырая стена) появится потенциал. Если человек к ним прикоснётся, то выступит в роли проводника, через который ток будет уходить в землю. Величина этого тока может быть таковой, что вызовет самые печальные последствия, вплоть до смерти.

На видео демонстрация действия УЗО

Как определить, есть ли в вашем доме токовая утечка? Первым признаком этого явления станет еле ощутимое воздействие электричества, то есть когда вы к чему-то прикасаетесь, вас как бы слегка бьёт током. Наиболее часто это опасное явление наблюдается в ванных комнатах. Для того чтобы гарантировать себе безопасность в собственной же квартире, её надо оборудовать защитными элементами.

Применяют для этой цели УЗО (расшифровываются как устройства защитного отключения) либо дифференциальные автоматы.

Что лежит в основе срабатывания УЗО?

Принцип работы УЗО основывается на методе измерений. На входе и выходе регистрируются показания протекающих через трансформатор токов.

Принцип действия УЗО

Если входное токовое показание выше, чем на выходе, значит, в цепи где-то имеется токовая утечка и защитное устройство отключается. Если эти показания одинаковые, то срабатывания УЗО не происходит.

Поясним немного подробнее этот принцип для двухпроводной и четырёхпроводной системы. УЗО в однофазной сети не срабатывает, когда по проводникам фазы и нейтрали протекают одинаковой величины токи. Для трёхфазной сети необходимы одинаковые показания тока в нулевом проводе и суммы токов, проходящих по фазным жилам. В обоих вариантах сети, когда есть разница в токовых величинах, это свидетельствует об изоляционном пробое. Значит, через это место пройдёт токовая утечка, и устройство защитного отключения сработает.

УЗО после этого нельзя включать, пока не будет обнаружено место повреждения.

Давайте весь этот теоретический принцип работы УЗО переведём на практический пример. В домашнем распредщитке произведена установка устройства защитного отключения с двумя полюсами. К его верхним клеммам выполнено подключение вводного двухжильного кабеля (фазы и ноля). На нижние клеммы подсоединяются ноль с фазой, идущие к какой-то нагрузке, предположим, в розетку, питающую водонагревательный бойлер.

Схема подключения УЗО

Защитное заземление корпуса бойлера выполняется проводом в обход УЗО.

Если в электросети нормальный режим, то перемещение электронов осуществляется по фазному проводу от вводного кабеля на ТЭН бойлера через УЗО. Обратно они двигаются на землю снова через УЗО, но уже по нейтральному проводу.

Проходящие через устройство токи имеют одинаковую величину, но направление у них противоположное (встречное).

Предположим ситуацию, когда на ТЭНе повредилась изоляция. Теперь ток через воду частично окажется на корпусе бойлера, а потом уйдёт в землю через провод защитного заземления. Остаток тока вернётся по нейтральному проводу через УЗО, только он уже будет меньше входящего ровно на показание токовой утечки. Эту разницу определяет УЗО, и если цифра будет выше уставки срабатывания, устройство сразу реагирует на разрыв цепи.

Такой же принцип действия и срабатывания УЗО, если человек прикоснётся к оголённому проводнику или корпусу бытового прибора, на котором появился потенциал. Токовая утечка в такой ситуации происходит через человеческое тело, устройство моментально обнаруживает это и прекращает подачу электричества путём отключения.

Срабатывание УЗО

Серьёзных травм не последует, потому что УЗО реагирует почти моментально.

Конструктивное исполнение

Конструкция УЗО поможет нам разобраться, каким образом оно реагирует на токовую утечку. Основными рабочими узлами УЗО являются:

  • Трансформатор дифференциального тока.
  • Механизм, с помощью которого происходит разрыв электрической цепи.
  • Электромагнитное реле.
  • Проверочный узел.

К трансформатору выполнено подключение встречных обмоток – фазы и ноля. Когда сеть работает в нормальном режиме, то эти проводники в трансформаторном сердечнике способствуют наведению магнитных потоков, которые имеют встречное направление относительно друг друга. За счёт противоположной направленности магнитный поток в сумме равняется нулю.

Наглядно устройство и принцип действия УЗО на следующем видео:

Во вторичной трансформаторной обмотке выполнено подключение электромагнитного реле, при нормальных рабочих условиях оно находится в покое. Возникла токовая утечка, и картина сразу меняется. Теперь по фазному и нейтральному проводникам начинают проходить различные токовые величины. Соответственно и на трансформаторном сердечнике теперь не будет равных магнитных потоков (они будут разными и по величине, и по направлению).

Схема УЗО

Во вторичной обмотке появится ток и, когда его значение достигнет заданного, сработает электромагнитное реле. Его подключение выполнено в связке с расцепляющим механизмом, он мгновенно отреагирует и разорвёт цепь.

В качестве проверочного узла служит обычное сопротивление (какая-то нагрузка, подключение которой выполнено, минуя трансформатор). С помощью этого механизма имитируется токовая утечка и проверяется работоспособное состояние устройства. Каков принцип работы этой проверки?

Имеется специальная кнопка «ТЕСТ» на УЗО. Её главное назначение – подать ток с фазного провода на проверочное сопротивление и далее на нейтральный проводник, минуя трансформатор. За счёт сопротивления ток на входе и на выходе будет разный, и созданный небаланс запустит механизм отключения. Если при проверке УЗО не отключилось, значит, придётся отказаться от его установки.

У разных производителей УЗО внутреннее конструктивное исполнение может отличаться, но общий принцип работы остаётся неизменным.

Читайте также  Как убрать царапину на двери своими руками

Внутреннее устройство УЗО

Все устройства различаются по принципу срабатывания. Они бывают электронного и электромеханического типа. Электронные УЗО отличаются сложной схемой, им для работы необходимо дополнительное питание. Устройствам электромеханического типа внешнее напряжение не нужно.

Как обозначается УЗО на схеме?

Для подключаемых УЗО имеется по два общепринятых символа на схемах.

Несмотря на конструктивную сложность, обозначение устройства постарались сделать максимально простым. Лишнего ничего нет, только следующие элементы:

  1. Трансформатор дифференциального тока, который схематически изображается как сплюснутое кольцо.
  2. Полюса (два для однофазной сети, четыре для трёхфазной сети).
  3. Выключатель, действующий на разрыв контактов.

При этом именно полюса имеют два вида обозначения:

  • Иногда они рисуются ровными вертикальными линиями в зависимости от количества (две или четыре).
  • В других случаях из соображения компактности рисуется одна вертикальная ровная линия, а количество полюсов наносится на неё в виде маленьких косых чёрточек.

Обозначение УЗО на схемах

Основные рабочие характеристики УЗО

Чтобы устройство сработало в нужный момент, необходимо его правильно выбрать согласно рабочим характеристикам и подключить.

  • Основным параметром является значение номинального тока. Это максимальный ток, который выдерживает данное устройство при длительном эксплуатационном сроке, оставаясь в рабочем состоянии и сохраняя защитные характеристики. Вы найдёте эту цифру на лицевой панели устройства, она должна соответствовать одному из показаний в стандартном ряду – 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 А. Этот параметр УЗО зависит от нагрузки защищаемой линии и сечения проводников.

Схема подключения УЗО предусматривает совместную установку этого устройства с автоматическими выключателями.

Это важно помнить, потому что УЗО защищает лишь от токовых утечек, а автомат среагирует на отключение цепи в режиме короткого замыкания и перегруза.

На видео показано, можно ли подключать УЗО, если в квартире нет заземления:

По номинальному току УЗО надо выбирать на порядок выше, чем установленный с ним в паре автомат.

  • Следующий важный параметр – номинальный отключающий дифференциальный ток. Это и есть необходимое значение токовой утечки для отключения УЗО. У дифференциальных токов также существует стандартный ряд, величины в нём нормируются в миллиамперах – 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА. Но на УЗО эту цифру обозначают в амперах – соответственно, 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 А. Этот параметр вы тоже найдёте на корпусе устройства.

Обозначения на корпусе УЗО

Чтобы защищать людей на УЗО надо выставлять уставку по току утечки 30 мА, потому что величины, которые выше, приведут к поражению, электротравме и даже летальному исходу. Так как наиболее опасной считается среда во влажных помещениях, то на защищающих их УЗО выбирают уставку 10 мА.

Надеемся, что поняв основное назначение УЗО и принцип его работы, вы не станете пренебрегать этим важным элементом защиты, и сделаете свою жизнь безопасной.

Зачем в квартире нужно УЗО

узо однофазное и трехфазноеАббревиатура УЗО расшифровывается как — устройство защитного отключения. Данный механизм также как и автомат являются аппаратами защиты. Для чего же нам нужны еще и УЗО, если есть автоматические выключатели? Дело в том, что изоляция проводов от времени изнашивается. Кроме этого, даже новую проводку можно повредить случайным образом в результате механического воздействия.повреждение проводки кабеля

пожар на переноске из за плохого контакта

Контакты на эл.оборудовании при отсутствии регулярной ревизии ослабляются. Все это приводит к утечкам тока. А из-за этого образуется искрение и пожар.

Не исключена ситуация, когда человек может дотронуться до оголенного фазного провода. Или маленькие дети проявляя любопытство могут засунуть что-нибудь постороннее в электрическую розетку. И тогда ток пойдет сквозь тело человека. Величина этого тока может быть чуть более 100мА.

действие тока на человека

Простые автоматы на ток такой малой величины не сработают, т.к. они рассчитаны для отключения токов перегрузки и токов КЗ, а это несколько десятков и даже сотен ампер. Тем временем даже небольшой ток в несколько десятков миллиампер способен оказать негативное воздействие на человека.

К примеру чтобы сработал автомат номиналом 16А, ток который через него пройдет должен превысить величину 18А. То есть ток минимум на 13% больше номинального тока самого автомата.

от чего защищает узо

Более того, автомат отключится не сразу, а через время превышающее 1 час (согласно его токовых характеристик). Именно поэтому разработали и внедрили УЗО.

Еще один важный аспект при выборе использования УЗО — система заземления в доме. Если в вашем доме система TN-C (3 фазы и ноль), то вопрос зачем ставить в щиток УЗО даже не должен возникать. Фактически это является единственной действенной и экономичной мерой для обеспечения безопасности эксплуатации всей проводки и эл.приборов.

Параметры УЗО

внешний вид УЗО и обозначения

По каким основным параметрам характеризуется УЗО? Два важнейших из них это:

  • номинальный дифференциальный ток отключения (или ток утечки)
  • номинальный ток нагрузки

В сетях 220-380В домашней эл.проводки, чтобы защитить человека от воздействия эл.тока, применяется УЗО с чувствительностью или дифф. током отключения 10мА и 30мА. Дабы защититься от пожара требуется выбрать УЗО с чувствительностью 100мА и более.

Если у вас дома всего одна или две группы эл.проводки, можно установить одно УЗО на ток 30мА.

Оно будет играть роль как противопожарного, так и будет способно защитить вас от поражения эл.током.

Принцип работы

схема работы узо

Из чего же состоит УЗО? Сама конструкция УЗО выполнена из диэлектрика. Внутри смонтирован маленький трансформатор тока. Он имеет три обмотки.

  • обмотку управления
  • две первичные обмотки

Первичные обмотки подключены встречно друг другу. По первой течет ток к нагрузке, по второй (которая образуется нулевым проводником), ток течет в обратном направлении (от нагрузки).

что заставляет срабатывать узо

Что же заставляет срабатывать УЗО? В нормальной ситуации, когда нет замыкания или повреждения изоляции, все токи протекающие в обмотках одинаковы по величине, однако текут в разных направлениях. При протекании они создают в сердечнике трансф. тока взаимно уравновешивающие магнитные потоки. Поэтому суммирующий магнитный поток будет нулевым и УЗО не сработает.

А что происходит, когда повреждается изоляция и образуется ток утечки? А происходит то, что ток в фазном проводнике будет не равен току в нулевом проводнике. То есть, к току который протекает по фазе, добавится еще ток утечки. Так как токи будут разные, то и магнитные потоки будут наводиться разные. И суммарный магнитный поток окажется не равным нулю. Следовательно будет наводиться электрический ток в обмотке управления.

срабатывание узо от тока утечки

В тот момент когда такой ток превысит величину 10-30-100-300мА (в зависимости от используемого УЗО), силовые контакты устройства под действием расцепителя отключатся и эл.оборудование с проводкой будут обесточены.

схема работы узо на отключение

То же самое происходит если человек случайно дотрагивается до оголенных токоведущих частей или не изолированного корпуса оборудования с поврежденной изоляцией. Через наше тело в землю начинает течь ток. Появляется разность токов в проводниках, и как следствие наводится ток в обмотке управления. Затем срабатывает расцепитель и отключаются силовые контакты.

Чтобы проверить УЗО нужно воспользоваться кнопой ТЕСТ. Нажимаете ее и искусственно создаете ток утечки. Исправное устройство защитного отключения обязано отключиться сразу же при нажатии этой кнопки.

Что такое УЗО в электрике и для чего нужно

Охранные установки электробезопасности предусматривают в каждом современном жилище. УЗО (устройство защитного отключения) с точки зрения безопасности отличается от предохранителей. Его назначение — защищать от удара током. Срабатывают приборы при малых утечках в течение 20 – 40 мс. УЗО не выявляет неисправности, если они не связаны с токовой утечкой.

Определение и назначение УЗО

УЗО не может самостоятельно отключить сверхнормативные потоки, поэтому его комбинируют с автоматическим прерывателем. Автовыключатель управляется дифференциальным током, внутри имеет защиту от сверхтоков.

Коммутационный механический прибор предохраняет:

  • от токового удара при случайном прикосновении к частям электрических агрегатов, находящихся под напряжением;
  • от поражения при касании к не токоведущим деталям, случайно попавшим под напряжение;
  • от возгорания при вытекании тока через нарушенную кабельную изоляцию на землю или на корпус.

Обычно используют аппараты с отсекающим током не выше 30 мА. Установки с отключающим электричеством более 100 мА ставят для предохранения больших участков цепи, где низкий порог вызывает ложные тревоги. Эти устройства отвечают за пожарную безопасность, а от поражения защищают не очень эффективно.

Устройство и принцип работы

В работе аппарата используется принцип диагностики разности токов, пропускаемых через трансформатор. Прибор определяет векторную сумму электричества, проходящего по контрольным проводникам. При этом нормой считается равенство входящего и вытекающего тока.

Касание человека к токоведущим деталям приводит к утечке, поэтому на выходе контрольного проводника значение резко отличается от показателей на входе. Аппарат мгновенно отключает подачу через автоматы.

Устройство УЗО:

  • дифференциальный трансформатор;
  • реле, реагирующее на величину электричества;
  • автоматический прерыватель;
  • прибор проверки.

Выпускают устройства, которые работают только при присутствии напряжения в магистрали. Есть модели, автоматически обесточивающие линию при пропадании вольтажа.

Классы и характеристики

По способу действия различают:

  • аппараты, функционирующие от вспомогательного источника электроэнергии;
  • приборы без таких источников, работающие по электромеханическому принципу.

Первый вариант зависит от напряжения в магистрали, для срабатывания нужно питание системы с внутренним усилителем. Такие установки менее надежны, они не реагируют при обрыве нулевого провода, когда потенциал проходит через тело пользователя.

Второй вариант реагирует при выявлении потерь, срабатывает не от питающего электричества, а от взведенной пружины, поэтому более надежны. Есть новые разработки УЗО-Д, которые прерывают напряжение, даже если нет питания. Функциональное разнообразие послужило причиной выделения подгрупп S и G.

Разновидности устройств защитного отключения

Каждый прибор обрабатывает поток с определенными колебаниями и номинальной величиной. Параметры указывают на корпусе аппарата.

Помимо максимально возможного тока прохождения, УЗО делят по характеристикам:

  • количеству полюсов;
  • способу установки;
  • рабочему напряжению.
Читайте также  Какой пусковой ток стартера дизельного двигателя?

Число полюсов соответствует количеству проводников. Есть УЗО с четырьмя выводами для работы с трехпроводной или двухпроводной магистралью. Устройство крепят стационарно или используют переносные варианты. Для однофазной сети выпускают приборы на 220В, трехфазной — 400В.

Электромеханическое

Срабатывает всегда, если на участке фиксируются потери электричества, независимо от присутствия напряжения.

Особенности электромеханического устройства:

  • основной узел — дифференциальный электромагнитный трансформатор в форме сердечника с накрученными обмотками;
  • потери электричества на участке вызывают появления вольтажа на вторичной обмотке, срабатывает реле и автомат;
  • для врезки в сеть нужно изучить электрическую схему подключения, показанную на коробке устройства.

В монтаже электромеханического и электронного варианта есть некоторые различия. На схеме первого показано, что через трансформатор проходят ноль и фаза, а реле подсоединено ко вторичной обмотке.

Электронное

Такие установки срабатывают на отключение только при присутствии напряжения, поэтому для их работы нужен источник дополнительного питания.

Особенности электронного УЗО:

  • главный модуль — электронная пластина из диэлектрика с усилителем, которая не функционирует без внешней подачи электричества;
  • внутри устройства нет аккумуляторов;
  • если в магистрали есть 220 в, УЗО отключит подачу, если напряжения нет, автомат не среагирует.

Валера

Селективное

Такой тип автоматики подключают последовательно, отдельно для каждого потребительского контура, например, на разные помещения, для осветительной и розеточной группы, подсоединения мощной техники.

Особенности селективного аппарата:

  • избирательность при отключении (отдельные участки);
  • исключение обесточивания соседних групп.

Если в бытовых приборах появилась аварийная ситуация (нарушение изоляции), на коробке скопится потенциал. При трехпроводной сети с заземлением защита мгновенно отключит прибор. При двухпроводной магистрали без заземления УЗО среагирует, когда к корпусу прикоснется человек.

Противопожарное

Такие аппараты ставят в каскадных схемах, многоуровневых системах в качестве первого реагирования дифференциального предохранения. Они не защищают от токового поражения.

Основные задачи:

  • предохранение кабеля ввода;
  • защита потребительских контуров без дифференциальной защиты;
  • добавочная защита, если ранее установленный дифавтомат не сработает.

Противопожарные аппараты защиты должны иметь высокую чувствительность по току, а время срабатывания должно быть отсрочено на доли секунды.

Когда необходимо ставить УЗО

В Российской Федерации устройство защитного отключения предусматривают при монтаже проводки в бытовых сетях, в промышленности. Седьмая версия ПУЭ (Правил устройства электроустановок) регламентирует применение защитных устройств в любых случаях.

В бытовой электропроводке несколько аппаратов группируют в электрощитовой на DIN рейке. В сырых помещениях монтируют приборы с защитой от влаги, есть варианты встроенных установок.

В каких случаях устройство не поможет

УЗО значительно сокращает опасность поражения электротоком, но полностью риск не исключает.

Условия бездействия защиты:

  • аварийные условия, если нет потерь электричества из цепи;
  • короткие замыкания между нейтральной жилой и фазовой;
  • прикосновение человека к фазе и нолю одновременно (при этом нет утечки).

Чтобы избежать последнего случая, нужно использовать не токопроводящие корпуса, предусматривать надежную изоляцию. Перед ремонтом оборудования или обслуживанием его отключают от напряжения.

УЗО-Д с внешним питанием не сможет обесточить линию, когда нулевой провод бездействует по любой причине, а фазный — под напряжением. Срабатыванию мешает малая разница потенциалов в контролируемой линии.

Что такое УЗО и как оно работает?

УЗО (Устройство Защитного Отключения) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической цепи от токов утечки, что в свою очередь обеспечивает защиту от пожаров (возгорания электропроводки) и от поражения человека электрическим током.

Все УЗО относятся к категории электронной защитной аппаратуры. Тем не менее, по своему функциональному назначению, устройство защитного отключения значительно отличается от стандартных автоматических выключателей. В чем же их различие, и как работает УЗО в сравнении с автоматом?

Всем известно, что с течением времени, происходит старение изоляции проводов. Могут возникнуть ее повреждения, а контакты, соединяющие токоведущие части, постепенно ослабевают. Эти факторы, в конечном итоге, приводят к утечкам тока, из-за которых происходит искрение и дальнейшее возгорание. Нередко, таких аварийных фазных проводов, находящихся под напряжением, могут нечаянно коснуться люди. В этой ситуации, удар током представляет серьезную опасность.

Назначение УЗО

Устройства защитного отключения должны реагировать даже на незначительные кратковременные утечки тока. В этом и заключается их основное отличие от автоматических выключателей, срабатывающих только при перегрузках и коротких замыканиях. У автоматов очень высокая время-токовая характеристика срабатывания, тогда как УЗО срабатывает практически мгновенно, при наличии даже самого минимального тока утечки.

Основным предназначением УЗО является защита людей от возможных поражений электротоком, а также предотвращение опасных утечек тока.

Принципы работы УЗО

С технической точки зрения, любое УЗО является быстродействующим выключателем. В основе принципов работы устройства защитного отключения лежит реагирование датчика тока на изменяющийся дифференциальный ток, протекающий в проводниках. Именно по этим проводникам и происходит подача тока на электроустановку, которую защищает УЗО. На тороидальный сердечник производится намотка дифференциального трансформатора, который и является датчиком тока.

Для определения порога срабатывания УЗО, имеющего определенное значение тока, применяется высокочувствительное магнитоэлектрическое реле. Надежность релейных конструкций считается достаточно высокой. Кроме релейных, в настоящее время стали появляться электронные конструкции устройств. Здесь пороговый элемент определяет специальная электронная схема.

Однако, обычные релейные устройства представляются более надежными. Приведение в действие исполнительного механизма как раз и осуществляется с помощью реле, в результате, происходит разрыв электрической цепи. Данный механизм состоит из двух основных элементов: контактной группы, рассчитанной на максимальный ток и пружинного привода, производящего разрыв цепи, при возникновении аварийной ситуации.

Чтобы проверить исправность устройства, внутри него существует специальная цепь, искусственно создающая утечку тока. Это приводит к срабатыванию прибора и дает возможность периодически проверять его исправность, не вызывая специалистов по проведению электроизмерений.

Непосредственная работа УЗО осуществляется по следующей схеме. Следует рассмотреть ситуацию, когда система электроснабжения работает нормально и токи утечки отсутствуют. Рабочий ток проходит через трансформатор и производит наведение магнитных потоков, направленных навстречу друг другу и одинаковых по величине.

При их взаимодействии ток во вторичной обмотке трансформатора имеет нулевое значение, и срабатывания порогового элемента не происходит. Когда появляется утечка тока, то происходит нарушение баланса токов в первичной обмотке. Из-за этого, во вторичной обмотке появляется ток. Благодаря этому току, срабатывает пороговый элемент, а исполнительный механизм приводится в действие и обесточивает контролируемую цепь.

С технической точки зрения устройство защитного отключения состоит из пластмассового корпуса, устойчивого к возгоранию. На его задней части имеются специальные замки под установку на DIN рейку в электрическом щитке. Кроме уже рассмотренных элементов, внутри корпуса установлена дугогасительная камера, нейтрализующая электроразрядную дугу. Для подключения проводов используются зажимы.

Параметры срабатывания УЗО

Для правильного выбора уставки срабатывания устройства, следует помнить об опасности переменного тока для человека. Под его действием наступает фибрилляция сердца, когда сокращения равны частоте тока, то есть, 50 раз в секунду. Такое состояние вызывает ток, начиная со 100 миллиампер.

Поэтому, уставки, при которых срабатывает УЗО, выбираются с запасом на уровне 10 и 30 миллиампер. Самые низкие значения используются в помещениях с повышенной опасностью, например, в ванных комната. Наиболее высокие уставки составляют 300 мА. УЗО с такими уставками применяются в зданиях, защищая их от возгораний из-за поврежденной электропроводки.

При выборе УЗО учитывается номинальный ток, требуемая чувствительность и количество полюсов, в соответствии с фазами питающей сети. Необходимо проверять степень термической устойчивости прибора, а также способность к включению и отключению, исходя из расчетных сетевых параметров.

Значение номинального тока для УЗО должно быть выше, чем у автомата. Меньший токовый номинал автомата позволит уберечь УЗО от повреждений при коротком замыкании в цепи.

Как подключить УЗО

Все клеммы на корпусе УЗО промаркированы соответствующими буквами. Клемма N предназначена для нулевого провода, а L – для фазного провода. Поэтому, должны подключаться к своим зажимам.

Также, необходимо учитывать положение входа и выхода и ни в коем случае не менять их местами. Вход расположен в верхней части устройства. К нему подключаются питающие провода, идущие через вводный автомат. Выход располагается в нижней части УЗО и к нему подключается нагрузка. Если перепутать положение входа и выхода, то возможны ложные срабатывания устройства защитного отключения или его полный отказ от работы.

Монтаж УЗО производится в электрощиток вместе с обычными автоматическими выключателями.Таким образом, приборы, установленные вместе, обеспечивают защиту не только от коротких замыканий и перегрузок, но и от токов утечки. Одновременно, находится под защитой и само УЗО, которое подключается за вводным автоматом.

Подключение устройства защитного отключения в квартире или частном доме имеет свои особенности. Для квартир, где используется однофазная сеть, схема подключения УЗО собирается следующим образом, соблюдая определенную последовательность: вводный автомат=>прибор учета электроэнергии=>само УЗО с током утечки 30 мА=>вся электрическая сеть. Для потребителей с большой мощностью рекомендуется использовать собственные кабельные линии с подключением отдельных устройств защитного отключения.

В больших частных домах, схема подключения защитных устройств отличается от квартир, в силу своей специфики. Здесь все приборы подключаются следующим образом: вводный автомат=>прибор учета электроэнергии=>вводное УЗО с селективным действием (100-300 мА)=>автоматические выключатели для отдельных потребителей=>УЗО на 10-30 мА на отдельные группы потребителей.

Все действия описанные в данной статье, можно выполнить и самому, но, как мы уже говорили, будет лучше, если их произведут квалифицированные электрики, которые знают все правила проведения монтажных работ, а также технику безопасности

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: