Трехполюсное узо

Устройство защитного отключения является частью системы безопасности, которая выполняет следующие функции:

1. Защита человека от удара электротоком, если в работе оборудования произошел сбой.
2. Защита проводки от возгорания, если произошло замыкание.
3. Аварийное отключение напряжения для обеспечения безопасности.

Схема, необходимая для правильного подключения такой системы, на практике выглядит следующим образом:

1. Работа всегда начинается с установки автоматического выключателя, для примера взята модель на 40А, максимальный уровень нагрузки, который он способен выдерживать, равняется 8,8 кВт.


2. После монтажа выключателя фазные и нулевые контакты необходимо завести внутрь электросчетчика.
3. Оставшиеся контакты выводятся на нагрузку к УЗО.
4. В случаях, когда планируется, что устройство будет обеспечивать дополнительно и защиту от возгорания, необходим монтаж УЗО на 50А. Этот параметр зависит от вида установленного автоматического выключателя, номинал защитного устройства всегда должен превосходить его в несколько раз.

Стоит отметить, что противопожарная разновидность не способна защищать человека от поражения электрическим током, поскольку ее основная цель – обеспечение безопасности проводки при грубой отсечке, когда фиксируется утечка тока 300 мА. Происходит это благодаря обесточиванию сети, что исключает риск короткого замыкания и последующего возгорания.

Подключение УЗО в электрическую цепь квартиры

Монтаж данной защитной системы в единую цепь жилой квартиры является довольно простой процедурой, которую можно осуществить самостоятельно. Установка происходит через специальную DIN-рейку, которая может быть изначально встроена в распределительный электрощит или иметь отдельное расположение.

Этот элемент оснащен отверстиями с перфорацией, которые предназначены для соединения с тыльными защелками автомата. Клеммы, находящиеся на нижней и верхней части УЗО, имеют маркировку N и L, обозначающую нуль и фазу соответственно.

Для правильного подключения необходимо производить его в соответствии со следующей инструкцией:

1. Первоначально нужно соединить вводный автомат с силовым кабелем, идущим от наружной электросети. Выбор этого прибора осуществляется в зависимости от показателя максимального тока и общих нагрузок на сеть.
2. После вводного автомата подключается электросчетчик, который необходим для регистрации затрат энергии, также он будет отвечать за обеспечение УЗО необходимым напряжением.
3. Установка самого защитного механизма. Правильное подключение подразумевает подсоединение силового кабеля в верхней части, а кабель нагрузки снизу прибора. Верхние клеммы предназначены для подключения нуля и фазы, которые идут от электросчетчика.
4. Дополнительно требуется соединение фаз и нулей обоих приборов: L/ к L, N/ к N, чтобы обеспечить работоспособность схемы.
5. Фаза защитного устройства должна быть подключена к фазе автомата, а ноль прибора соединен с нейтралью, после чего процесс можно считать завершенным.

Подключение однофазного УЗО

Для того, чтобы избежать их, необходимо четко следовать следующей пошаговой инструкции:

1. Первоначально необходимо перевести автоматический выключатель в режим, при котором его проводники будут полностью обесточены.
2. После этого производится монтаж защитного отключающего устройства внутрь электрощита.
3. К выходным клеммам производится подключение проводников с фазой и нулем.
4. К входной клемме устройства с маркировкой L подсоединяется фазный кабель автоматического выключателя.
5. К входной клемме устройства с маркировкой N необходимо подключить нулевой кабель, отсоединенный от корпуса щитка.
6. Для осуществления проверки правильности подключения и работоспособности системы, необходимо вернуть напряжение на проводники автоматического выключателя, затем перевести защитное устройство в рабочий режим и обеспечить его напряжением. Для этого необходимо всего лишь подключить к электросети любой бытовой прибор, который находится в зоне охвата его защиты. Если после этого срабатывание устройства не произошло, то схема была реализована верно.
7. Последним этапом является проверка непосредственно УЗО, которая осуществляется путем нажатия кнопки тестирования. Отключение прибора после этого действия свидетельствует о том, что защитная система функционирует правильно.

Подключение УЗО по линии фазы

Еще одним способом внедрения защитного прибора в сеть является его подключение по линии фазы, которое осуществляется следующим образом:

1. Фазовые проводники противопожарного УЗО необходимо развести и подсоединить к трем автоматическим выключателям на 10А, отвечающим за освещение.
2. После этого фаза подсоединяется к дифференциальному автоматическому выключателю на 20А.
3. Последующие контакты соединяются со вторым УЗО на 30А.
4. Осуществляется последовательное подключение питания к трем автоматам на 16А, которые будут отвечать за соответствующие розеточные группы.
5. По такому же принципу происходит весь процесс с третьим УЗО.
6. В качестве финального действия необходимо вывести проводник к другим трем автоматам, также отвечающим за розеточные группы.

Подключение УЗО по линии нейтрали

Помимо фазного подсоединения, необходимо также знать, как осуществляется подключение через проводник нейтрали:

1. Установив противопожарное УЗО нужно провести и зафиксировать нулевой проводник на соответствующей шине с нулем.
2. От шины нулевой проводник протягивается дальше ко второму и третьему защитному прибору и дифференциальному автоматическому выключателю.
3. После автоматического выключателя нуль прикладывается не к шине, а к нагрузке, связано это с автономным функционированием автомата, обеспечивающего только отдельный бытовой прибор или выделенную электросеть.
4. От второго УЗО проводник с нулем необходимо провести ко второй нулевой шине, к которой, помимо этого, подсоединяются нулевые розеточные проводники. Благодаря этому, если в одной из них будет зафиксирована утечка тока, сработает аварийное отключение напряжения.
5. По такому же принципу происходит соединение другой шины с третьим УЗО и новой группой розеток.
6. Нулевые проводники освещения подсоединяются иначе – непосредственно к общей шине с нулем.

Иногда люди ограничиваются лишь общей нулевой шиной, но на данном примере показана правильная схема подключения по линии нейтрали, в противном случае, утечка в тока в одной из групп вызовет обесточивание всей системы, а не конкретного участка, или заставит сработать противопожарный УЗО.

Подключение УЗО к двухфазной цепи

Защитные приборы можно подключать к двухфазной цепи, в которой отсутствует заземление, что особенно актуально для старых зданий советской постройки.

Для того, чтобы осуществить этот процесс в двухфазной цепи, необходимо придерживаться следующего алгоритма действий:

1. Перед началом работ отсоединить провод питания от фазы автоматического выключателя и нулевого проводника щитка.
2. Осуществить монтаж прибора внутрь щитка.
3. Отключенные ранее кабели подсоединить к выходам УЗО.
4. К фазному входу УЗО подключить фазу от клеммы с выходом автомата.
5. К нулевому входу УЗО подключить нуль, идущий от корпуса электрощита, что исключит любую вероятность дальнейшего пересечения с иными нулевыми проводами.
6. Подключить автомат и после подачи напряжения при помощи ранее описанных методов проверить правильность функционирования системы.

Однако, несмотря на тот факт, что второй вариант гораздо более рационален, реализовать его своими руками крайне сложно даже при наличии готовой схемы, поэтому, если будет выбран именно он, рекомендуется обратиться за помощью к квалифицированному электрику.

Подключение трехфазного УЗО

Трехфазные разновидности данных устройств обладают 4 полюсами, что сказывается на некоторых особенностях их установки. При этом, задействование всех их не является обязательным условием, в зависимости от схем и особенностей оборудования может быть использовано 4, 3, а в отдельных случаях и 2 полюса.

Чаще всего, подобные приборы используются для обеспечения безопасности электросети с трехфазным напряжением вне зависимости от того, сколькими проводами оно подается.

Начальные этапы подключения у трехфазного и однофазного прибора одинаковые, все различия начинаются на отходящих цепях, поэтому с этого момента и будет начато рассмотрение данного процесса:

1. Утечка тока трехфазной разновидности имеет внушительные параметры, поэтому прибор обеспечивает только безопасность проводки от риска возгорания. Для того, чтобы обезопасить и человека от удара электрическим током, на всех отходящих участках устанавливаются дополнительные УЗО на 10 мА.
2. Для этих устройств также потребуются автоматические выключатели.
3. Нейтральный провод от основного трехфазного УЗО подключается к колодке, с которой нейтраль выводится только в случае необходимости.
4. На один из трех имеющихся фазных кабелей устанавливается автомат, обеспечивающий безопасность УЗО и электросети, находящейся в зоне его охвата.

Особенности подключения с заземлением и без

Отдельно взятые специалисты иногда высказывают мнение, что подключение УЗО без заземления невозможно или такая схема будет являться неработоспособной.

Это является грубой ошибкой и заблуждением по следующим причинам:

1. Принцип работы устройства защитного отключения изначально опровергает такую версию, поскольку заземление не играет в нем какой-либо значимой роли.
2. Некоторые люди с небольшим опытом реализуют схему с заземлением таким образом, что оно не функционирует, то есть фактически получают подключение без заземления, но УЗО при этом продолжает полноценно выполнять свои задачи.
3. Утечка на заземленный объект возможна в обоих случаях и такая вероятность не оказывает влияние на срабатывание аварийной системы, поскольку устройство обесточит цепь ровно в тот момент, когда ток достигнет номинального значения.

На основании этого можно сделать следующие выводы:

1. Наличие УЗО повышает уровень безопасности при эксплуатации бытовых предметов без заземления.
2. Само устройство отключения будет выполнять свои основные функции и без заземления.

Дополнительные схемы подключения

В некоторых европейских странах используются защитные устройства исключительно с 2 полюсами, это обусловлено принятыми у них правилами по технике безопасности. Такая практика позволяет отказаться от дополнительного монтажа нулевых шин: после автоматов сразу следуют проводники, фазовые и нулевые кабели напрямую идут к обсуживающимся приборам.

В России используются автоматические выключатели с 1 полюсом, что обуславливает необходимость наличия дополнительных нулевых шин.

Наиболее оптимальным способом их внедрения является следующая практика:

1. Монтаж нулевой шины непосредственно в корпус устройства, что позволяет отказаться от обилия подобных элементов внутри электрощита.
2. Внутрь одного устройства можно одновременно разместить 2-4 шины, которые при этом будут изолированы друг от друга.
3. Заземляющие проводники при этом выводятся и подсоединяются к контактной шине, такой вариант допустим для большинства современных систем заземления.

Основные ошибки подключения

Дополнительного рассмотрения требуют наиболее часто допускаемые ошибки, которые совершают люди при самостоятельной установке и подключении устройств защитного отключения:

1. Сплетение или любое другое пересечение нулевых проводников на выходе из защитного прибора. Это недопустимо по причине невозможности тестирования защитного оборудования и возникновения риска частых ложных срабатываний системы.
2. Осуществление подсоединения к нейтрали заземляющих кабелей розеточной группы нулевых проводов защитного устройства, либо их контакт с контуром самостоятельно подготовленного заземления. Такая схема никогда не практикуется профессиональными электриками, поскольку она не отвечает основным требованиям техники безопасности, и может вызвать короткое замыкание.
3. Совершение запрещенного соединения заземляющего элемента с нейтралью. Такая схема не является опасной, но УЗО при ней не будет функционировать, поскольку нарушится его принцип действия. При этом, существует риск ложного обесточивания домашней электросети.

Принцип действия

Данное устройство выполняет все свои основные функции благодаря датчику, являющемуся основным элементом его конструкции и способному реагировать на изменение величины тока на входе проводников.

Происходит это благодаря следующим особенностям внутренней конструкции:

1. Датчик по своей сути является классическим трансформатором тока, который имеет форму и вид тороидального сердечника.
2. Сердечник оснащен магнитоэлектрическим реле, на котором осуществлена установка по дифференциальному значению току. Само реле является крайне чувствительным элементом, поэтому реагирует на любые изменения входящего тока.
3. При фиксации значительных колебаний, задачей реле становится оказание прямого воздействия на механизм-исполнитель, вследствие чего срабатывает защитная мера и происходит полное размыкание электрической цепи.
4. Исполняющий механизм имеет в своей конструкции группу контактов, определяющую максимально допустимое значение тока, и пружину, которая совершает размыкание цепи в ситуациях, когда фиксируются сбои в работе.
5. Существуют современные модели защитного оборудования, которые претерпели некоторые изменения, например, магнитоэлектрическое реле в них было заменено особой электронной схемой.

Проверку принципа действия УЗО можно осуществить, нажав на нем специальную кнопку, предназначенную для тестирования системы. После этого произойдет искусственно созданная утечка, которой будет достаточно для срабатывания устройства и экспериментального размыкания цепи.

Советы специалистов

В завершение приводятся некоторые советы от специалистов в данной сфере, которые могут помочь при монтаже УЗО:

1. Для установки данного оборудования в жилом помещении, лучше всего отказаться от современных электронных моделей, поскольку их функционирование зависит от встроенной схемы.
2. Если используется схема подключения, которая не предусматривает наличие заземления, в нее обязательно нужно добавить автоматический выключатель. Он обеспечит защиту от перегрузок напряжения и коротких замыканий, в то время как УЗО будет следить за отсутствием утечек тока, таким образом, получается комбинированная защита.
3. После реализации любой схемы или замены одного из ее элементов, всегда необходимо запускать защитное устройство для тестирования его работоспособности, чтобы убедиться в правильном функционировании всей системы.
4. Подключение подобного защитного устройства зачастую является довольно сложной задачей, при этом, данное устройство выполняет важные функции, поэтому при наличии малейшей неуверенности в собственных силах и знаниях, рекомендуется обратиться за помощью к профессиональному электрику.

slarkenergy.ru

Зачем нужен

Монтаж таких устройств необходим по нескольким причинам. Главным образом, он был разработан для защиты. Отчего? Во-первых, УЗО защищает людей от поражения их током, особенно в тех случаях, когда в электроустановке существуют неисправности. Во-вторых, устройство срабатывает и отключает ток по причине случайного или ошибочного соприкосновения с токоведущими частями электроустановки, на случай когда происходит утечка тока. И, в-третьих, предотвращается воспламенение электропроводки в случае замыкания. Как видно из перечисленного, этот автомат на самом деле выполняет важнейшую функцию.

УЗО

Сегодня можно встретить дифференциальные автоматы, особенность которых заключается в объединении автоматического выключателя и УЗО. Их преимущество заключается в том, что в щитке они занимают меньше места. Во всех случаях при подключении все контактные соединения должны подводиться к нему не снизу, а только сверху. Одна из причин заключается в более эстетичном виде. Но существует куда более весомая причина. Дело в том, что УЗО способен снижать коэффициент полезного действия работы всех бытовых предметов. Более того, при ремонтных работах электрик не запутается, и ему не придется изучать сложные, запутанные схемы. Итак, теперь пришло время рассмотреть варианты подключения.

Методы подключения

Известны четыре варианта подключения:

1. Подключение двухполюсного к однофазной сети.
2. Подключение четырехполюсного  к трехфазной сети с применением нейтрали.
3. Подключение четырехполюсного к трехфазной сети без использования нейтрали.
4. Подключение четырехполюсного в однофазной сети.

Рассмотрим каждый случай в отдельности.

Подключение двухполюсного УЗО к однофазной сети

Двухполюсный УЗО к однофазной сети

Среди всех перечисленных методов подключения, это, пожалуй, самая распространенная схема. При ее подключении отсутствуют сложные обороты. Более того, такой прибор можно подключить и самостоятельно. Для этого на корпусе или в паспорте необходимо узнать, где именно на автомате располагается нейтраль или ноль, а также фаза. Как правило, на автомате указаны такие знаки 1,2 и N. 1 – подразумевает приходящий фазный проводник, 2 – исходящий фазный проводник и N обозначает ноль или нейтраль.

Одно из главных условий подключения такого УЗО заключается в том, что он устанавливается во всех случаях после автоматического выключателя! Такое требование позволяет защищать электросчетчик от увеличения тока.

Бывали случаи, когда устройство выходил из строя. Почему? Все дело в том, что через него прошел ток, превышающий его номинальный рабочий ток. Чтобы такого не было в вашем случае, покупайте прибор с как можно с большим номинальным рабочим током. Более того, при подключении важно соблюдать правильную последовательность. Иначе в процессе его эксплуатации могут возникнуть проблемы. Например, если при подключении перепутать клеммы ноль с фазой, то прибор сразу выйдет из строя.

Подключение четырехполюсного УЗО к трехфазной сети с применением нейтрали

Четырехполюсный УЗО трехфазная сеть, нейтраль

Такой метод подключения также достаточно распространен. Принцип его подключения практически ничем не отличается от однофазной сети. Только в этом случае монтируется четырехполюсной УЗО. В нем имеется четыре приходящих провода, которые на автомате обозначаются так А, В, С и ноль (N). Как правило, схема подключения указана на корпусе автомата. Единственное отличие может заключаться в том, что на четырехполюсном приборе ноль может находиться с другой стороны. Самое главное, правильно подключить выходы и входы.

Такие УЗО используются для защиты от пожара электропроводки на большие токи утечки. Если использовать его для защиты от поражения током человека, то рекомендуется использовать точку утечки, которая равняется от 10 до 30 мА.

Для самой же защиты устройства непосредственно перед ним монтируется автоматический выключатель.

Подключать однофазные сети лучше всего посредством нулевой шинки, которая монтируется непосредственно в щитке на DIN-рейку.

Также при подключении крайне важно соблюдать цветовую маркировку провода, а также подключение нулевого и фазного проводника.

Подключение четырехполюсного УЗО к трехфазной сети без использования нейтрали

Подключение к трехфазной сети без нейтрали

Данную схему используют в большинстве случаев для подключения трехфазных электродвигателей. Автомат отключит его от сети, как только возникнет небольшое замыкание обмоток. Для подключения трехфазного двигателя необходимо три фазы питающего напряжения, а именно А, В и С. Также потребуется защитный проводник РЕ, который будет служить в качестве заземления корпуса. В результате нет смысла приобретать пяти жильный провод, а достаточно будет четыре жилы.

Подключение четырехполюсного УЗО в однофазной сети

Четырехполюсный УЗО однофазная сеть

Это использование можно смело назвать нерациональным и целесообразным. Однако в некоторых случаях это единственное верное решение. Например, если в будущем вы планируете расширить электропроводку, переведя ее на трехфазную сеть или добавить несколько однофазных сетей. Более того, такую схему используют в случаях временного использования аварийной замены неисправного двухполюсного УЗО. Подключение проходит достаточно просто. Для этого ноль и фаза подключается к соответствующей клемме. При этом подключение фазного проводника на клемму выполняется только в том случае, если подключена в данный момент кнопка «Тест». Такая клемма располагается рядом с нулевой.

Подключение в квартире и в частном доме

Для стиральной машины

Схема подключения в квартире выполняется только по однофазной сети. По этой причине подключение выполняется в следующем порядке:

1. Вводной автомат.
2. Электросчетчик.
3. УЗО 30 мА.
4. Проводка электросети по квартире.

Подключение в квартире

Если у вас в квартире присутствуют силовые потребители электроэнергии, например, стиральная машинка или электропечь, тогда рекомендуется подключаться защитное устройство УЗО дополнительно.

Выбор УЗО

Что касается подключения автомата в частном доме, то последовательность подключения следующая:

1. Вводной автомат.
2. Электросчетчик.
3. Автомат от 100 до 300 мА, выбор осуществляется в зависимости от количества потребляемого тока всей бытовой техники.
4. Автомат для индивидуального потребления тока. Как правило, используется от 10 до 30 мА.

Итак, мы рассмотрели с вами некоторые особенности и отличия подключения УЗО в тех или иных обстоятельствах. Самое главное, помните о том, что если у вас нет и вовсе представления о данной системе, то лучше не экспериментируйте.

Видео

Несколько слов о типичных ошибках при подключении УЗО:

kakpravilnosdelat.ru

Правила установки УЗО в двухпроводной сети

Однофазные УЗО являются двухполюсными, и подключаться они должны только так, как указано на схема подключения на самом приборе или в прилагаемом паспорте. Обычно вход питающих проводников расположен сверху, а выход снизу. Фазу, которую обозначают (L), подключают к одноименным клеммам. На схемах ее вход еще обозначают цифрой 1, а выход цифрой 2. Цвета фазного провода в однофазных сетях приняты коричневым или красным.

Нулевой провод обозначается (N), а цвет его – синий. На УЗО или в паспорте указаны входные и выходные клеммы для подключения нулевого провода. Они обозначаются соответственно цифрами 3 и 4. Причем в современных проводках применяют так называемую систему заземления TN-S, в которой применен еще один проводник, называемой нулевым защитным. Он обозначается (PE) и имеет желто-зеленую окраску.

Схема подключения трехфазного УЗО

УЗО, предназначенные для подключения в трёхфазной сети, имеют четыре полюса:

Входы и выходы трех фаз, обозначаемых L1, L2, L3 или соответственно буквами A, B, C, имеющими цвета желтый, зеленый и красный. Нумеруются на УЗО входы и выходы по порядку: 1 – вход фазы A, 2 – выход фазы A и так далее.

Вход и выход рабочего нуля, обозначаемого буквой L, имеющему синий цвет. На УЗО вход нуля нумеруют цифрой 7, а выход – 8.

Так же как и в однофазных сетях, подключение нулевого защитного PE-проводника к УЗО не производится ни при каких условиях.

Типичные ошибки при подключении УЗО

Подключение УЗО должно проводиться только квалифицированным персоналом, имеющим допуск. И все ошибки в подключении можно разделить на несколько групп.

• УЗО должно подключаться только после устройства учета электроэнергии – электросчетчика.
• Есть некоторые электроприборы, которые имеют гальваническую связь нулевого рабочего и нулевого защитного проводника. Работа УЗО с такими приборами невозможна, так как будет постоянно происходить утечка тока, что приведет к срабатыванию.
• Подключение нагрузок к нулевому рабочему проводнику должна производиться только после УЗО.
• Подключение нагрузок к нулевому рабочему проводнику другого УЗО тоже недопустимо.
• Неправильное подключение к полюсам прибора может привести к выходу его из строя.

Подробнее об ошибках и схемах подключения вы можете узнать из видео:

Простой способ проверить УЗО

Как правило проверить УЗО на срабатывание очень просто, так как они все снабжены специальной кнопкой тест, которая активизирует специальную схему, имитирующую возникновение дифференциальной разности токов. При нажатии на кнопку прибор должен моментально сработать и расщепить контакты. Правила электробезопасности обязывают проводить такую проверку не менее, чем один раз в месяц.

Выводы

УЗО давно перестало быть дорогой прихотью и в большинстве развитых стран его применение является обязательным.
Применение УЗО позволяет до минимума сократить вероятность поражения человека и животных электрическим током, а также возникновения пожаров при больших токах утечки.
УЗО не является аппаратом защиты проводки от коротких замыканий и перегрузок, поэтому после УЗО применяют защиту автоматическими выключателями или устройства, совмещающего эти функции – дифференциальным автоматом.

elektrik24.net

Зачем нужны УЗО, если есть АВ?

С течением времени электроизоляция токоведущих частей электроприборов, включая ТЭНы, провода, шнуры питания и кабели, неизбежно стареет. И тогда с них через токопроводящие корпуса различных электроприборов в землю начинают протекать так называемые токи утечки, величиной от нескольких десятков микроампер до единиц миллиампер.

Обычные АВ на появление токов утечки никак не реагируют – ведь они составляют ничтожные доли от номинальных токов электропотребителей. Однако их появление (точнее, превышение токами некоторого допустимого предела) является сигналом тревоги. Это предупреждение о приближении аварийной ситуации, и для ее предотвращения нужен специальный защитный электроаппарат – УЗО.

Кроме того, как известно, неотпускающий (судорожный) ток, представляющий для человека (при определенном времени воздействия) смертельную опасность, равен всего 10 мА. Поэтому необходимость создания защитных устройств, реагирующих на токи утечки в этом диапазоне величин, ощущалась с самого начала широкого проникновения электричества в быт.

Пояснение работы устройства

Попробуем объяснить принцип работы УЗО при помощи гидравлической аналогии. Будем считать, что вода протекает по замкнутому контуру водяного отопления так же, как и электроток по проводам. Если где-то в отопительной трубе возникает дыра, то через нее идет утечка воды. Поэтому ее расход (аналог электротока) через два сечения труб, одно из которых на входе контура, а другое – на его выходе, будет разным. Точно так же и с токами утечки в электроприборе. Можно сравнить, сколько тока входит в электроприбор, и сколько выходит. В однофазный электроприбор ток входит по фазному проводу, а выходит по нулевому, поэтому достаточно сравнить токи в этих двух проводах. В этом и состоит принцип работы УЗО в однофазной сети. Если величины тока на входе и на выходе электроприбора не одинаковы, то оно за время порядка нескольких миллисекунд отключает его от сети. Такое малое время срабатывания необходимо потому, что превышение токами утечки величины тока срабатывания УЗО могло быть вызвано именно прикосновением человека к токопроводящему корпусу прибора.

Ток срабатывания

Но чтобы работа УЗО стала эффективной в бытовых условиях, понадобилось немало времени. Прежде всего, нужно было точно определиться с величиной тока утечки, который был бы безопасен для человека на время срабатывания устройства. Попытки проектировать УЗО на токи утечки менее 10 мА приводили к созданию больших, сложных и дорогих устройств, причем склонных к ложным срабатываниям от различных электромагнитных наводок.

К началу 80-х годов ХХ в. ток их срабатывания, на основании опытов с добровольцами, был выбран величиной в 30 мА, а также были созданы малогабаритные трансформаторы с ферритовыми кольцевыми сердечниками (их называют дифференциальными), ставшие датчиками токов утечки. В продажу поступили электромеханические дифференциальные УЗО-ДМ с током срабатывания от 20 до 30 мА, являющимися сегодня самыми популярными в быту. Обычно литеры ДМ опускают, и прибор называют просто УЗО.

Принцип работы УЗО и схема подключения

Токи, протекающие по фазному и нулевому проводникам в разных направлениях, возбуждают в кольцевом сердечнике трансформатора устройства два одинаковых по величине магнитных потока Ф1 и Ф2, однако векторы магнитной индукции, соответствующие этим потокам, направлены в сердечнике встречно и взаимно компенсируют друг друга. Поэтому суммарный магнитный поток в сердечнике равен нулю, как и ЭДС во вторичной обмотке трансформатора.

Если вследствие дефекта изоляции появляется ток утечки, близкий к току срабатывания, то Ф1 ≠ Ф2, в сердечнике возникает магнитный поток, наводящий в выходной обмотке ЭДС, способный создать ток, достаточный для срабатывания порогового элемента УЗО. Далее оттягивается защелка силовой контактной группы, и ее контакты размыкаются. Таков принцип работы УЗО всех типов.

Во всех типах таких устройств предусмотрена кнопка «Тест», при нажатии на которую искусственно создается ситуация утечки тока для проверки срабатывания устройства. Флажок или кнопка с самофиксацией служат для повторного включения УЗО после тестового срабатывания.

Разновидности УЗО

Известны электромеханические и электронные типы таких защитных аппаратов. Принцип работы УЗО и схема подключения обоих типов одинаковы, однако приборы первого типа не нуждаются в электропитании и обладают простой и надежной конструкцией. Для их срабатывания хватает тока утечки в защищаемом электроприборе.

Электронное УЗО нуждается в подаче на него напряжения питания, так как в нем пороговый элемент выполнен в виде электронной схемы, усиливающей малый ток в выходной обмотке его трансформатора и создающей импульс для исполнительного реле.

В связи с этим и сам трансформатор электронного УЗО меньших размеров, габаритов и мощности. Модуль порогового элемента с усилителем питается от контролируемой цепи, и если в цепи его питания произойдет обрыв проводника, то такое устройство потеряет работоспособность. Имеются и другие риски при работе электронных УЗО. Например, выход из строя его электронных компонентов при импульсных перенапряжениях в питающей сети.

Поскольку надежность электронных УЗО ниже, чем у электромеханических, то и стоимость их меньше.

Трехфазное УЗО

У трехфазного аппарата, в отличие от однофазного, четыре полюса вместо двух, поскольку нулевой проводник проходит через оба типа устройств. Принцип работы трехфазного УЗО такой же, как и у однофазного.

Сердечник его трансформатора охватывает четыре проводника – три фазных и один нулевой. Суммарный ток в трех фазных проводах (т. н. ток нулевой последовательности) всегда равен по величине току в нулевом проводе и противоположен ему по направлению (внутри УЗО). В этом случае сердечник трансформатора не намагничен, в его выходной обмотке тока нет. Если в защищаемом приборе появился ток утечки, то в сердечнике появляется переменный магнитный поток, наводящий ЭДС в выходной обмотке трансформатора. По ней начинает протекать ток, пропорциональный току утечки, и если ток утечки превышает ток срабатывания, то УЗО отключает электроприбор. Баланс токов в контрольном органе УЗО нарушается, и оно срабатывает.

Трехфазное УЗО без нулевого проводника

Для защиты от токов утечки асинхронных электродвигателей, обмотки которых соединены в треугольник или в звезду с невыведенной нейтралью, применяется подключение 4-полюсного УЗО с незанятой нулевой клеммой. При отсутствии токов утечки в фазах электродвигателя, сумма токов в фазных проводах очень мала и неспособна вызвать срабатывание защиты. Появление тока утечки из фазных проводов через корпус двигателя в землю вызывает циркуляцию через трансформатор УЗО тока нулевой последовательности, на который и реагирует электроаппарат. Общий принцип работы УЗО и в этом случае не изменяется.

Особенности применения одно- и трехфазных УЗО

Трехфазные 4-полюсные аппараты имеют довольно большие токи срабатывания, что позволяет применять их только для противопожарной защиты, как и АВ с тепловыми расцепителями. Защиту же групповых линий на розетки в комнатах, кухне и ванной, либо защиту отдельных линий питания мощных электроприборов (стиральных и посудомоечных машин, электроплит, электроводонагревателей) следует выполнять на 2-полюсных однофазных УЗО с установкой номиналов по токам утечки от 20 мА до 30 мА.

Для того чтобы работа УЗО в однофазной сети была безопасной, оно само должно быть защищено от перегрузки по току (при длительной непрерывной работе исправного электроприбора), установленным перед ним АВ с тепловым расцепителем.

Работа УЗО без заземления

Как известно, в старых домах советской постройки квартирные электропроводки не имели отдельного нулевого защитного проводника, подключаемого к контуру заземления. Предполагалось, что его функцию исполняет нулевой рабочий проводник (т. н. система электроснабжения TN-C с общими нулевыми рабочим и защитным проводниками). А поскольку во всех изданиях ПУЭ есть запрет на установку в защитных проводниках аппаратов защиты, то 2-полюсные УЗО, разрывающие одновременно и фазу и нуль, также попадают под запрет. Даже последняя 7-я актуальная редакция ПУЭ в п. 7.1.80 подтвердила недопустимость установки УЗО в сетях по системе TN-C. Дело в том, что были зафиксированы случаи поражения электротоком во время их срабатывания.

Причиной этого стала разновременность срабатывания контактов устройств, составляющая единицы милисекунд. Но если первым отключался контакт в нулевом проводе, то при пробое изоляции на корпус бытового электроприбора потребитель оказывался под полным фазным напряжением, так что этих нескольких милисекунд вполне хватало для смертельного поражения.

Для квартир без нулевых защитных проводников устанавливать общеквартирное УЗО недопустимо, но отдельные такие аппараты можно устанавливать в групповые розеточные линии с общим защитным проводником или в линии питания отдельных электроприборов, если защитные проводники розеточных групп или розеток по кратчайшему пути заведены на их входные нулевые клеммы.

В этом случае разрыв внутри УЗО нулевого рабочего провода раньше фазного не приводит к разрыву защитного проводника электроприбора, так как участок защитного проводника от входной нулевой клеммы через розетку и шнур питания электроприбора останутся неповрежденными.

www.syl.ru