Подключение узо авв схема

Известный даже неспециалистам узо автомат представляет собой надежное средство защиты от поражения электрическим током в критических условиях эксплуатации (в помещениях с повышенной влажностью, например). Эти приборы относятся к категории сложных электротехнических устройств, обладающих высокой чувствительностью по току и требующих особого внимания при формировании их соединений с другими элементами сети (общий вид УЗО приводится ниже).

Согласно требованиям ПУЭ, устройства этого класса подключаются к защищаемой цепи определённым образом, зависящим от конкретных условий их применения. Электрическая схема подключения узо и автоматов в квартире будет рассмотрена отдельно.

Назначение и принцип работы УЗО

Прежде всего, рассмотрим, зачем нужно это устройство, и с какой целью оно ставится в сетевую питающую линию. При непрофессиональном подходе к этим вопросам создаётся впечатление, что для надёжной защиты линий питания вполне достаточно одного автоматического выключателя. Но требуется узо для того, чтобы защитить человека и животных от поражения током при наличии его утечек.

Особенностью приборов этого класса является высокая чувствительность к очень малым токам, составляющим доли ампера и всегда присутствующим в местах повышенной влажности или повреждения изоляции. Именно поэтому установка узо – это самый надёжный способ обезопасить живые организмы (включая домашних животных) от возможного поражения током в ряде опасных зон, имеющихся не только в городских квартирах, но и в частных жилых строениях.

В основе работы УЗО лежит принцип сравнения токов в специальном дифференциальном узле с заведенным в него прямым и обратным отводом от однофазной линии (его включение в питающую цепь приведено на рисунке ниже).

Рассмотрим суть функционирования этого прибора более подробно в виде следующей последовательности его состояний:

В нормальном (штатном) режиме работы прямые и обратные токи, протекающие через дифференциальный узел, имеют одинаковые по амплитуде значения. При этом защитные устройства никак не реагирует на изменение токов в линии, поскольку создаваемые индуктивными катушками магнитные поля взаимно компенсируются (токи через них равны по величине);
В случае, если есть утечка через живой организм (её значение измеряется в микроамперах) в дифференциальном или сравнивающем узле появляется разница токов, нарушающая баланс магнитных потоков Ф1 и Ф2;
Следствием этого является формирование управляющего импульса, подаваемого на исполнительное реле, которое и отключает линию от потребителя (нагрузки).

За столь короткое время токовые процессы не успевают распространиться по телу живого организма, что означает стопроцентную защищённость от удара током.

Типы УЗО

По виду питающей сети УЗО могут выполняться в виде однофазного или трехфазного прибора защиты, а по своей конструкции – изготавливаться в виде отдельного модуля или совмещённого с автоматическим выключателем.

У трехфазного устройства защиты число входных и выходных контактов увеличено до 4-х (по одному на каждую фазу). Ещё один клеммник нужен для подключения общего или земляного провода.

Относительно конструктивных особенностей различных образцов защитных устройств можно отметить следующее. Заявленная в названии статьи тема предполагает раздельное использование УЗО и автоматического линейного выключателя, поэтому вариант совмещённого устройства здесь не рассматривается.

При этом закономерно возникает следующий вопрос: как правильно подключить узо и автомат в питающую схему при их раздельном применении.

Способы подключения

Однофазные цепи

Для того чтобы ответить на поставленный ранее вопрос, следует исходить из требований ПУЭ, регламентирующих порядок включения связки автомат плюс УЗО. Согласно положениям этого документа, устройство защиты подключается так, как показано на размещённом ниже рисунке.

При её рассмотрении можно сделать следующие выводы:

В однофазной сети это устройство практически всегда устанавливается сразу после счетчика;
К его выходу подсоединяются линейные выключатели (автоматы), от которых проводка разводится по всей квартире;
Нулевая шина подводится с соответствующей выходной клеммы счётчика на второй полюс УЗО;

Также следует обратить внимание на то, что схема подключения узо и автомата предполагает наличие однополюсного выключателя тока. При этом идущая от счетчика или УЗО нулевая жила заводится на общую заземляющую шину (ОЗШ), минуя автоматы, а с неё разводится по отдельным линиям в паре с фазным проводом.

Относительно правил подводки проводников к устройству нужно отметить следующее. Подобно автоматическому выключателю, подводящие провода заводятся с верхней части устройства защиты, а отводящие – снизу.

Трехфазная сеть

Типовая схема подключения трехфазного прибора предполагает наличие на нём 3-х групп входных и выходных контактов, каждая из которых образует цепочку защиты по одной из фаз (смотрите фото ниже).

Последнее объясняется тем, что земляная жила для всех трёх фазных линий является общей (на рисунке она выделена синим цветом).

Нагрузочная способность

Что это такое

Прежде чем ответить на вопрос о том, сколько автоматов можно подключить к одному узо, постараемся разобраться с такой его характеристикой, как номинальная коммутирующая способность. Под последней понимается значение токовой составляющей, при которой УЗО ещё способно работать в режиме включения и выключения при реакции на ток утечки (сохраняя при этом свою работоспособность).

Обратите внимание! Этот показатель не следует путать с номинальным током рассматриваемого устройства.

Именно этот параметр следует принимать за основу при расчёте того, какое количество автоматов можно одновременно подключать к устройствам УЗО (иногда его называют нагрузочной способностью прибора).

Согласно требованиями ГОСТ Р 51326, минимальная величина этого параметра для конкретного устройства выбирается на порядок больше его номинального тока и обычно составляет 1000, 1500, а иногда и 3000 Ампер.

Для того чтобы определиться с количеством автоматов, которые допускается одновременно подключать к УЗО, достаточно указанную на нём величину коммутирующей способности (1500 Ампер, например) разделить на номинальный рабочий ток одного автомата.

Пример расчёта

В качестве примера расчёта подсоединённых к УЗО автоматов рассмотрим следующий конкретный случай. Пусть в квартире или частном доме имеется 5 отдельных линий или групп питания, распределённых по жилым и вспомогательным помещениям (включая кухню, коридор, ванную и туалет).

На каждый из этих потребителей должен быть предусмотрен отдельный автоматический выключатель (проще автомат), защищающий данную линию от КЗ и перегрузок. То есть всего должно быть пять штук автоматов, установленных на щитке в определенной очередности.

Для получения данных по требуемой нагрузочной способности УЗО, которое следует поставить в линию защиты, достаточно умножить 25 Ампер на общее число подключенных к нему автоматов (то есть на пять). В результате получаем значение 1250 Ампер, соответствующее искомой величине. С учётом этого выбирается прибор, имеющий ближайшее по величине значение номинального нагрузочного тока (1500 Ампер).

Виды УЗО

Устройства защиты от утечек тока, известные под аббревиатурами УЗО, АДЗ, ВДТ, АВДТ, несут основную функцию — оградить живые организмы от электротравм, а также предупредить паразитные диэлектрические потери, способные привести к возгоранию. Весь спектр приборов, описанных в этом обзоре, имеет отличия по принципу действия, назначению, чувствительности, роду тока в контролируемой цепи, способности выдерживать нагрузку, а также по ряду прочих факторов. Чтобы иметь чёткое и ясное представление о возможностях того или иного прибора, следует понимать специфику его работы.

По механизму действия УЗО может быть электромеханическим и электронным. В первом случае основным функциональным элементом служит дифференциальный трансформатор на кольцевом сердечнике. Трансформатор имеет две первичные обмотки, по которым проходит основная нагрузка, а также третью управляющую. В нормальном режиме работы по первичным обмоткам протекают противоположно направленные токи, равные по значению, таким образом, их электромагнитная индукция взаимно компенсируется. Если в любой точке цепи, подключенной после УЗО, происходит утечка, токи в первичных обмотках теряют эквивалентность, соответственно, во вторичной обмотке появляется наводка. Когда наведённый ток превышает установленное значение, срабатывает расцепитель, который разрывает основную группу контактов.

Принцип работы электромеханического УЗО

Электронные УЗО имеют иной принцип действия, их работа основана на полупроводниковых приборах. Первым звеном электронной схемы выступает делитель тока, задача которого — преобразовать действующую на основных контактах устройства нагрузку к такой, которая допустима при работе полупроводниковых элементов. Пропорциональный, но меньший по величине ток приходит на компаратор (сравнивающее полупроводниковое устройство), который при существенной разнице на входах формирует выходной сигнал, приводящий в действие устройство размыкания основной цепи.

Cхема электронного УЗО: А — компаратор; К — реле; Т — кнопка «Тест»; R — резистор

Практическая разница устройств защитного отключения электронного и электромеханического действия заключается в следующем:

Электромеханические УЗО могут ложно срабатывать при высоких составляющих реактивной и индуктивной нагрузок. Другими словами, запаздывание или опережение кривой тока в одной обмотке относительно другой порождают наводки на управляющий контур.
Электронные УЗО не имеют достаточно высокой точности из-за погрешностей номиналов, свойственных для всех радиоэлектронных компонентов. Также на эффективность работы электронных УЗО оказывает существенное влияние значение напряжения, действующее в контролируемой цепи.

Слева: электромеханическое УЗО. Справа: электронное УЗО

По назначению УЗО принято классифицировать на устройства защиты от поражения электрическим током и приборы, защищающие от пожароопасных утечек тока через изоляцию. Помимо незначительных отличий в устройстве, эти приборы попросту имеют разные номиналы дифференциальных токов, на которые срабатывает защитный механизм.

Противопожарное УЗО типа S (селективное)

Нагрузочная способность УЗО свидетельствует в первую очередь о проводимости элементов основной контактной группы. Также имеются отличия в:

Массивности магнитного сердечника, способного выдерживать нагрев при взаимной компенсации индукционных воздействий.
Классе мощности радиоэлектронных компонентов.

В разряде прочих функций УЗО наиболее примечательна возможность отключать цепь питания при превышении действующего тока. По сути такие УЗО, называемые дифференциальными автоматическими выключателями, совмещают в себе силовой автомат и устройство защиты от утечек тока.

Дифференциальный автомат

Нулевой и защитный проводники

С принципами работы УЗО мы разобрались, осталось только провести корреляцию с существующими схемами электропитания переменным током. Большая часть инцидентов, связанных с неправильной работой устройств дифференциальной защиты, вызвана именно неверным применением в различных схемах электроснабжения.

Главным образом цепи переменного тока отличаются наличием и схемой соединения нулевого и защитного проводников. Таким образом, можно выделить схемы электропитания с глухо заземлённой и изолированной нейтралью. На практике отличие заключается в месте объединения нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. Для правильной работы УЗО общая точка нуля должна располагаться по схеме раньше места установки прибора.

Цепи, контролируемые УЗО, не должны иметь потенциальной возможности сбрасывать часть тока на землю, иначе ложные срабатывания гарантированы. Поэтому защитой от утечек оснащают преимущественно сети с изолированной нейтралью (IT и TT), то есть не имеющие связи с защитным нулевым проводником на всей протяжённости сети после ВРУ. В этот же разряд входят системы с глухозаземлённой нейтралью TN-S и TN-C-S, хотя установка дифференциальной защиты в них требует дополнительной осторожности.

Тем не менее, в системах типа TN-C устройства защитного отключения всё же могут корректно работать. Их подключение выполняется по 3-х или 5-проводной схеме, то есть защитный проводник тянется к распределительному узлу для объединения с рабочим нулём до места врезки УЗО. Защита от дифференциального тока в таком случае ограничена в селективности: трудно защищать целые группы проводников, приборы удаётся устанавливать только на крайних ответвлениях, то есть сразу перед токоприёмниками. Частный пример — розетки со встроенной защитой от утечек.

Выбор номинальных параметров

Сферу применения и назначение УЗО определяют два ключевых параметра: нагрузочная способность и величина утечки, при которой происходит разрыв цепи. Если дифференциальная защита призвана сократить тяжесть последствий от электротравмы, её номинал выбирается исходя из допустимых значений тока, действующего на организм.

Первая степень электрической травмы характеризуется судорогами без потери сознания и не наносит непоправимого ущерба. Такое поражение характерно при протекании через организм мизерных величин тока: порядка 10 мА для детей и до 30 мА у взрослых. Поэтому УЗО с уставкой по утечке на такие значения применяют для защиты основных розеточных групп. При этом наиболее чувствительные УЗО используют для розеток, расположенных вблизи пола, где к ним возможен доступ детей, а также для групп, подключенных по двухпроводной схеме. Розетки для бытовой техники, имеющие контакт защитного заземления, подключают через УЗО с чувствительностью в 30 мА. Для защиты от поражения электрическим током принято использовать приборы электромеханического типа как наиболее надёжные.

Основные характеристики УЗО

Общая защита кабельных линий электропередач от утечек через изоляцию обеспечивается противопожарными УЗО с уставкой дифференциального тока в 100, 200 или 500 мА. Более точное значение определяется характеристиками кабельной продукции и длиной линии. Чем хуже диэлектрические свойства и выше протяжённость, тем больше суммарное значение утечки. Высокая собственная ёмкость кабеля не вызывает ложных срабатываний, поскольку накопление заряда сопровождается пропорциональной по величине работой тока в обоих проводниках.

Нагрузочная способность УЗО устанавливается с обеспечением запаса надёжности порядка 10–20% в зависимости от режима работы защищенной линии. Выбор номинала точно по значениям действующего тока чреват перегревом устройства, если же запас будет существенно больше — возможно снижение чувствительности. В свою очередь, для дифференциальных автоматов уставка максимального тока и характеристика отключения имеют ключевое значение и определяются требованиями по защите линии от перегрузок.

Однофазное и трёхфазное подключение

Важнейшее правило подключения устройств дифференциальной защиты — к ним должны подключаться все проводники, по которым осуществляется перемещение электрического заряда. Для однофазных сетей используются двухполюсные приборы: левая группа контактов предназначена для фазного проводника, правая — для рабочего нулевого. Условное направление прохождения тока не имеет значения для электромеханических УЗО, в то время как электронные устройства требуют подключения нагрузки исключительно снизу с подачей питания на верхние клеммы.

Схема подключения трёхфазного УЗО: 1 —вводной автомат; 2 — трёхфазный счётчик; 3 — четырёхполюсное УЗО; 4 — автомат для подключения трёхфазной нагрузки; 5 — автоматы двухфазной нагрузки

Подключение трёхфазных УЗО также в обязательном порядке происходит с проведением рабочего нуля через устройство. В конечном итоге даже асинхронный двигатель — три линейных проводника, которые не имеют строгой балансировки нагрузки, поэтому их подключение по схеме «звезда» выполняется через симметрирующий ноль. Если при этом сам двигатель зануляется через систему защитного заземления, УЗО гарантированно не будет корректно работать.

Правильный электромонтаж

Большая часть УЗО относится к категории модульной техники для установки на 35 мм DIN-рейку. Высота модуля и размер шейки соответствуют стандартным габаритам, поэтому с размещением диффзащиты в обычных рядных ящиках проблем не возникает.

В плане сборки щитовой проводки имеются свои тонкости. Подключение входного рабочего нуля к общей шине или кросс-модулю должно выполняться сразу после выхода с УЗО одним проводником без ответвлений. При этом к данной шине должны подключаться только те линии, защита которых контролируется устройством, с которого взят рабочий нуль. Таким образом, в стандартном щитке действует следующая схема подключения:

Входные фазные и нулевой провод с вводного кабеля подключают напрямую на клеммы УЗО. С обратной стороны снимается рабочий ноль и фазы, каждый проводник на отдельную шину.
К общей нулевой шине подключаются:
- нулевые проводники осветительной сети напрямую;
- ноль подключения УЗО 1 группы на 10 мА;
- ноль подключения УЗО 2 группы на 30 мА.
К фазной шине подключается вся нагрузка, включая УЗО 1 и 2 группы.

Схема подключения УЗО: 1 — вводной автомат; 2 — счётчик; 3 — общее селективное УЗО; 4 — кросс-модуль; 5 — автоматы осветительной сети; 6 — автомат для защиты УЗО; 7 — УЗО первой группы 10 мА; 8 — УЗО второй группы 30 мА; 9 — нулевая шина; 10 — шина заземления

Поскольку нулевой контакт устройств дифференциальной защиты расположен справа, сами приборы располагают в правой части ряда, чтобы впоследствии выполнить раздачу фаз по автоматическим выключателям гребёнкой. После УЗО 1 и 2 группы устанавливаются дополнительные шины или кросс-модули, к которым подключаются все линии, входящие в соответствующую группу защиты. Если устройство защитного отключения или дифференциальный автомат устанавливаются в местных групповых щитках, они всегда следуют по схеме первыми. Исключение составляют линии освещения, питание на которые подаётся со входных клемм защитных устройств. Для снижения переходного сопротивления многопроволочные жилы следует обжать наконечниками. Контроль усилия затяжки для модульных устройств не критичен, однако требуется перетяжка контактов спустя 48–72 часа после завершения монтажа.

Проверка и устранение неисправностей

Установка УЗО практически в любую систему электроснабжения позволяет точно проверять подключенные к сети устройства и линии на предмет проблем с изоляцией и пробоя на корпус. Для этого УЗО и стараются сдвинуть как можно ближе к вводному автомату: область защиты при этом становится только шире, при этом проблемная точка легко детектируется путём последовательного перебора подключенных линий.

Ложное срабатывание УЗО практически всегда является следствием какого-либо действия человека: прикосновения к корпусу техники, включения прибора в розетку и т. д. Таким образом, место утечки в большинстве случаев удаётся достаточно быстро локализовать. Если срабатывает вводное УЗО, контролирующее несколько групп, линию со слабой изоляцией определяют путём последовательного отключения розеточных групп и контроля за работоспособностью электросети. Обнаруженная сеть может переключаться на питание в обход УЗО, но только с переподключением обоих проводников и только если такое изменение схемы допустимо с точки зрения электробезопасности. В остальных случаях требуется либо установка диффзащиты на большее значение тока утечки, либо восстановление изоляции линии.

Периодически нужно тестировать работоспособность механизма. Для этого в каждом устройстве предусмотрена тестовая кнопка, замыкающая один выходной полюс с противоположным входным через токоограничивающее сопротивление. Таким образом, имитируется утечка, значение которой с высокой точностью приближено к порогу срабатывания. Отсутствие реакции на нажатие тестовой кнопки может служить как о неисправности прибора, так и о слишком низком рабочем напряжении.

рмнт.ру

06.02.18

Источник: www.rmnt.ru

Принцип действия

В основе принципа действия УЗО лежит использование измерительного трансформатора, который имеет две индуктивно связанные обмотки. Одна из них подключена последовательно к нулевому, а другая – к фазному проводу. В нормальных условиях работы электрической сети магнитные потоки, вызванные этими токами, взаимно компенсируются, поскольку значения их равны между собой.

В случае возникновения тока утечки, магнитный поток, создаваемый током фазного провода, превышает значение магнитного потока в нулевом проводе. В результате подается команда на срабатывание реле, которое размыкает электрическую цепь.

При проектировании и монтаже автоматической защиты следует учитывать особенности электрической сети объекта. Если необходимо выполнить подключение УЗО в квартире, то, как правило, оно устанавливается на входном щитке недалеко от счетчика электрической энергии.

Для того чтобы правильно выполнить подключение УЗО, необходимо разобраться с особенностями конструкции и принципа работы этих устройств.

Существует две разновидности УЗО по принципу действия:

электромеханические;
электронные.

Для работы первых из них нет необходимости подавать напряжение на цепи управления этим устройством, другими словами, качество функционирования таких устройств не зависит от наличия напряжения в сети. Это значительно повышает их надежность по отношению к электронным моделям. Примером электронного УЗО может служить устройство ABB УЗО F202 AC-80/0.03, а электромеханического — ABB FH202 АС-40/0.03.

Кроме того, в зависимости от количества фаз сети, в которую должно быть установлено это устройство, оно может быть выполнено в двухполюсном (например, ABB FH202 2P) или четырехполюсном (ABB FH204 4P) варианте. Наиболее распространенная схема подключения УЗО на сегодняшний день – это монтаж двухполюсного устройства в однофазную сеть. В свою очередь, четырехполюсное УЗО может быть использовано в трехфазной сети с изолированной или глухозаземленной нейтралью, а также в однофазной сети.

Общая схема подключения УЗО

Чтобы ответить на вопрос как правильно подключить УЗО, следует внимательно ознакомиться с наиболее распространенными схемами подключения этих устройств.

Понимание общих правил монтажа защитной автоматики и критериев выбора ее параметров поможет грамотно подобрать и установить в электрическом щитке УЗО с необходимыми параметрами.

Для обеспечения надежной работы УЗО, оно должно быть присоединено к электрической сети после счетчика через автоматический выключатель. Такое требование объясняется тем, что в случае возникновения ударных токов коротких замыканий УЗО не обеспечивает своевременного срабатывания своих размыкающих контактов. Таким образом, результатом подобных аварийных ситуаций может быть не только выход из строя УЗО, но и разрушение элементов электрической сети или даже пожар. При выборе автоматического выключателя следует учитывать, что значение его номинального тока не может быть выше, чем номинальный ток УЗО.

Подключение УЗО может осуществляться по схеме, составленной таким образом, чтобы обеспечить его реакцию на ток утечки, протекающий в любом из элементов защищаемой электрической сети. Для этого такое устройство подключается сразу после счетчика и общего автоматического выключателя на входном щитке. Таким образом, достигается одновременная защита всех потребителей, получающих питание через этот автомат. Однако такой способ монтажа имеет существенный недостаток – не обеспечивается селективность работы автоматической защиты, то есть ее способность отключать только те элементы сети, в которых возникли аварийные ситуации.

Для того чтобы обеспечить требуемую селективность системы защиты, необходимо поставить несколько отдельных устройств, которые подключаются после автоматических выключателей, установленных для защиты определенных групп потребителей.

Таким образом, можно выделить два основных принципа построения схемы защиты с использованием УЗО.

Одноуровневая схема. Подразумевает отключение всех потребителей от сети в случае возникновения тока утечки в любом из ее элементов. Такая схема применяется в небольших электрических сетях, имеющих ограниченное число потребителей малой мощности. Достоинством такого способа является возможность максимально просто рассчитать номиналы необходимых элементов, а также легкость монтажа в электрическом щитке и обслуживания этих устройств. Для ее реализации достаточно поставить всего одно УЗО в электрическом щитке после счетчика и общего автомата.

Многоуровневая схема. Правильный выбор элементов такой схемы автоматической защиты является заметно более сложным, чем в предыдущем случае. Параметры УЗО для каждой группы потребителей определяются исходя из их совокупной мощности. При монтаже этих устройств важно обращать внимание на то, чтобы подключение нулевого провода было выполнено в рассечку проводника, идущего к защищаемой группе потребителей. Если взять для этих целей, например, общий ноль сразу после счетчика, то УЗО сработает при подаче напряжения в сеть. В остальном параметры защиты выбираются с учетом номинального тока автоматических выключателей, а также места их расположения в структуре древовидной схемы. УЗО с меньшим номинальным током нужно поставить после аналогичного устройства, имеющего большее значение этого параметра.

В принципе, подобрать необходимый номинал устройств защиты не так уж сложно. Соблюдение вышеуказанных правил поможет самостоятельно рассчитать необходимые параметры, а также правильно поставить все необходимые устройства защитной автоматики.

При подсоединении проводов к контактам, расположенным на корпусе УЗО, важно не перепутать местами фазную и нулевую клемму. На самом устройстве нанесены соответствующие обозначения. Что же касается монтажа проводов, то лучше лишний раз убедиться в отсутствии фазы на проводе, подсоединяемом к нулевому контакту УЗО. Ошибка в подключении может спровоцировать выход из строя устройства после подачи на него напряжения.

В большинстве многоквартирных домов электрическая проводка представлена всего двумя проводами: нулевым и фазным. Ее конструкция не предусматривает наличие заземляющего провода в щитке счетчика электрической энергии. Это создает многочисленные сложности с подключением современных бытовых приборов, которые в обязательном порядке должны быть заземлены.

Однако, исходя из основного принципа действия защиты, такая схема подключения УЗО не снижает его защитных качеств, поскольку в случае возникновения утечки все равно появляется разница в значении токов в нулевом и фазном проводе (кстати, электросчетчик «не замечает» тока утечки, чем активно пользуются недобросовестные потребители для несанкционированного подключения электроприборов). Другое дело, что если корпус электроустановки не имеет контакта с землей, то и не появляется контур, по которому мог бы протекать ток утечки. Возникает ситуация, при которой путь протекания этого тока создается только после прикосновения человека к корпусу такого прибора (если при этом тело человека само имеет контакт с землей).

Источник: mr-build.ru