Разновидности селективных УЗО
Стандартно для бытовых нужд используется переменное напряжение величиной 220 В и частотой тока равной 50 Гц. Однако в мире электротехнике все не так однообразно. Некоторые потребители питаются от напряжений других величин. Потребляемый ток может быть и постоянным. Поэтому УЗО производятся самыми разнообразными:
- Категория AC. Используются в цепях переменного тока. Нечувствительны к утечкам постоянного тока. Пример — (АВВ FH202)
- Кат. A. Универсальны. Используются в сетях с постоянным и переменным током (ИЭК ВД1-63)
- Кат. S. Используются для построения селективных защит с большими выдержками времени (АББ F204 A S-63/1).
- Кат. G. Применяются для селективных защит, но обладают большими временными характеристиками (Eaton Electric модель PFIM-G).
УЗО категории АС
Обратите внимание! Отдельно выделяется 4 полюсное УЗО. Его используют для питания трехфазных потребителей (частотного привода, двигателя)
Защитное устройство данного типа требует подключения 3 фаз и нуля.
Варианты схем
Нельзя сказать, что существует одна конкретная схема. Каждый случай имеет свои особенности, поэтому подключение УЗО может производиться по-разному. Во-первых, устройство применяется в сетях однофазного и трёхфазного напряжения (это уже две разные схемы). Во-вторых, можно установить УЗО на вход и защитить таким образом от токовых утечек всю квартиру. А можно производить монтаж устройств для каждой отдельной линии, тем самым защищая только определённый участок электрической сети.
Пример подключения УЗО в однофазной сети на видео:
Так как схема для подключения УЗО имеет несколько вариантов, очень важно, чтобы вы могли их читать. Сейчас в паспортах многих электробытовых приборов и техники указано, как и через какой тип УЗО необходимо выполнять их подключение к электрической сети
Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах.
Что такое однофазная сеть?
При однофазной электрической сети потребители запитаны по двум проводникам – фаза и рабочий ноль. Номинальное напряжение в таких сетях – 220 В.
Однофазная сеть может быть двухпроводного и трёхпроводного исполнения. В первом случае используется два проводника – фазный и нулевой, на схемах они обозначаются английскими буквами «L» и «N».
Второй вариант помимо фазы и ноля предусматривает ещё наличие проводника защитного заземления (его обозначение «РЕ»). Основная функция этого заземляющего провода – дополнительно защитить людей от поражения электрическим током. За счёт его подсоединения к корпусам электроприборов, в случае замыкания фазы на корпус произойдёт отключение электропитания. Это спасёт и жизнь человека, и саму технику от перегорания.
А теперь поговорим о том, какой может быть схема подключения УЗО в однофазной сети.
Подключение на входе (в однофазной сети)
В этом случае монтаж УЗО производится в щитке после вводного двухполюсного автомата. Вслед за устройством защитного отключения располагаются отходящие автоматические выключатели. Такая схема включения УЗО обеспечивает одновременную защиту от токовых утечек всем отходящим потребителям.
Недостаток схемы в сложности поиска места повреждения. Например, произошло замыкание фазы на металлический корпус какого-то бытового прибора, включенного в данный момент в розетку.
Происходит срабатывание УЗО, в квартире исчезает напряжение. Если в это время в розетки были включены несколько приборов, то сразу определить повреждённый будет проблематично.
Такая схема имеет и положительные стороны. За счёт того, что используется только одно устройство защитного отключения, монтаж распределительного щитка обойдётся дёшево, да и сам он будет небольших размеров.
Имейте в виду, что широкое распространение получила ещё одна разновидность такой схемы, в ней между вводным автоматом и УЗО принято устанавливать счётчик электрической энергии.
Подключение на входе и на отходящих линиях (в однофазной сети)
При таком варианте схемы установка УЗО производится после вводного автоматического выключателя и ещё на каждую отходящую линию.
О том, что такое селективность поговорим чуть ниже.
Например, произошла утечка тока на одной из отходящих линий. Должно сработать устройство, которое защищает именно эту группу.
Если по каким-то причинам УЗО не отработало, то через определённое время (это называется выдержкой времени) отключится общее УЗО на входе, оно как бы подстраховывает отходящее.
Несомненный плюс такой схемы в том, что в момент повреждения будет отключаться только аварийная линия, а во всей остальной квартире подача напряжения не прекратится.
Недостатки подобной схемы в больших габаритах распределительного щитка и в дороговизне (УЗО – вещь не дешёвая, а при таком варианте их понадобится несколько).
На видео сравнение нескольких схем подключения:
https://youtube.com/watch?v=EQs-iqz-kAE
Можно немного сэкономить и опустить в этой схеме однофазное УЗО на входе, то есть выполнить монтаж только групповых устройств на отходящих линиях. Многие электрики вообще считают вводное УЗО лишней тратой денег, потому что каждая линия уже имеет свою защиту. Но как мы говорили выше, оно является своеобразной подстраховкой, на случай если выйдет из строя групповое устройство. Поэтому здесь всё зависит от ваших финансовых возможностей. Есть деньги – монтируйте схему с УЗО на входе. Если так накладно, установите только отходящие устройства, это тоже будет замечательно. Многие люди совсем не ставят УЗО, предпочитая экономить средства на собственной безопасности.
Как выбрать УЗО
Выбрать УЗО для квартирной электропроводки или дома для домашнего электрика не представляет трудностей. Подойдет любое однофазное УЗО, рассчитанное на рабочий ток равный току защиты автоматического выключателя и ток утечки 30 мА. Фотография такого УЗО приведена в начале статьи.
Какой тип УЗО лучше для квартиры электромеханическое или электронное
УЗО выпускаются в двух конструктивных исполнениях – электромеханические и электронные. Для правильного выбора нужно провести сравнение их технических характеристик.
| Сравнительная таблица характеристик электромеханического и электронного УЗО | ||
|---|---|---|
| Характеристика | Электромеханическое УЗО | Электронное УЗО |
| Цена | низкая | высокая |
| Конструкция | сложная | простая |
| Надежность | высокая | низкая |
| Погрешность тока срабатывания | высокая | низкая |
| Работоспособность при обрыве нулевого провода или при снижении напряжении сети ниже допустимого | сохраняется | не работает |
| Устойчивость к скачкам повышенного напряжения в сети | высокая | низкая |
| Габаритные размеры | большие | многократно меньше |
Как видно из таблицы, если нет ограничений по габаритным размерам нужно выбирать электромеханическое УЗО. Электронное УЗО незаменимо в случае установки на отдельный электроприбор, например, в электрическую розетку или удлинитель.
Основные технические характеристики УЗО
Требования к техническим характеристикам УЗО устанавливает ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков».
Для желающих сделать более осознанный выбор свел все основные технические характеристики УЗО в таблицу.
| Таблица основных технических характеристик УЗО | |||
|---|---|---|---|
| Характеристика | Обозначение | Величина | Примечание |
| Рабочее напряжение | В | 220, 380 | Для домашней однофазной сети устанавливается УЗО на напряжение 220 В, для трехфазной – на 380 В |
| Количество фаз | 1, 3 | Указывается в паспорте | |
| Ток утечки срабатывания, IΔn | мА | 5 | В ПУЭ нет указаний на установку, но можно встретить в рекомендациях по использованию электроприборов, например, теплых полов |
| 10 | Предназначено для подключения розеток, установленных в ванной, кухне, детских комнатах и для приборов, установленных на земле | ||
| 30 | Универсальное, подходит для всех случаях применения в доме или квартире | ||
| 100, 300 | Применяют в промышленности, иногда устанавливаю на вводе электропроводки в жилье для повышения пожарной безопасности | ||
| Максимальный ток нагрузки, In | А | 6-125 | Должен быть равен или больше, чем ток автоматического выключателя, установленного после УЗО |
| Максимальный ток коммутации, Im | А | 500 | Должен быть в 10 раз больше максимального тока нагрузки |
| Ток короткого замыкания, Inc | кА | 3-10 | Максимальный ток, который кратковременно выдержит УЗО в случае короткого замыкания в электропроводке |
| Время отключения | мс | <30 | Время, через которое после превышения допустимого тока утечки УЗО должно отключить нагрузку |
| Периодичность проверки | месяц | 1 | Для простой проверки достаточно нажать кнопку Тест на УЗО. Для диагностики времени срабатывания необходим специальный прибор |
| Рабочая температура | °С | минус 25 — +40 | Рабочая температура, при которой допускается эксплуатация УЗО |
| Конструктивное исполнение | Электромеханические | Надежнее, дешевле, но больше по размерам электронных УЗО | |
| Электронные | Современные УЗО, дорогие, малогабаритные | ||
| Тип по форме тока срабатывания | АС | Срабатывает, если синусоидальный ток утечки возрастает медленно или скачком | |
| А | Срабатывает, если синусоидальный или пульсирующий постоянный ток утечки возрастает медленно или скачком | ||
| В | Срабатывает, если синусоидальный, пульсирующий постоянный или постоянный ток утечки возрастает медленно или скачком | ||
| Способ установки | Предназначено для крепления на DIN-рейке в щитке | Предназначено для установки в электрических щитках квартир и домов | |
| Вмонтировано в розетку | Устанавливается для защиты отдельного электроприбора или в случае старой электропроводки для исключения ложных срабатываний от естественных токов утечки | ||
| В виде переходника, подключаемого к розетке | |||
| Устанавливаемое на удлинитель |
Монтаж в доме без заземления
Заземление — необходимый элемент при подключении потребителей. Такая линия предполагает использование трёх проводов: фазового, нулевого и земли. Но как часто бывает, в высотных домах используется только двухпроводная линия, состоящая из фазы и ноля. Хоть правилами не указано, но возможность установить УЗО в двухпроводной линии имеется.
Пример подключения к двухпроводной линии
Например, дома имеется две комнаты, в одной установлен бойлер, в другой стиральная машина. Требуется поставить УЗО на каждое устройство, линия однофазная, то есть двухпроводная. Электросеть на остальные розетки и освещение выполняется отдельно. Последовательность этапов установки заключается в следующем:
Энергопоставляющая компания устанавливает свой автоматический выключатель, тем самым ограничивая максимальное потребление тока в квартире. Этот выключатель называется вводным, имеет два полюса и устанавливается перед прибором учёта энергии.
С него два провода поступают на вход счётчика и с его выхода подаются на дифференциальное устройство. Фазовый провод (коричневый) подключается к клемме обозначенной буквой L, а нулевой (синий) к клемме c маркировкой N.
С выхода дифференциального устройства фазовый провод заходит на однополюсные автоматические выключатели в количестве трёх штук. Два на каждую комнату и один на освещение. Нулевой проводник подключается к общей шине. Шина представляет собой проводящую рейку с некоторым количеством зажимов для разветвления проводов.
Далее фазовый провод с выхода автомата подключается к входам L каждого из двух УЗО, а нулевой проводник с шины заводится на клеммы УЗО с обозначением N.
После того как первичная коммутация выполнена, от выходов УЗО напрямую пробрасывается кабель до защищаемых розеток в каждую комнату
Важно проследить, чтобы фазовый и нулевой провод не имели отводов и подключались именно к выходу УЗО.
Выход автоматического выключателя подключается на распределительную коробку для организации освещения и подключения остальных розеток. Туда же заводится ноль с общей шины.
При возникновении пробоя на корпусе стиральной машинки во время его касания через часть тела начнёт протекать электрический ток и УЗО моментально срабатывает, при этом отключив только линию, подходящую к стиральной машинке.
Подбор требуемых параметров для устройств защиты происходит в зависимости от характеристик электрической линии и применяемых приборов. Важным правилом является то, что значение номинального тока предыдущего устройства защиты, выбирается не меньше последующего. Например, вводный автомат 25 А, УЗО 16 А, автоматические выключатели на 16 А и 10 А.
Стоит отметить, что УЗО по внешнему виду напоминает дифференциальный автомат, но существуют визуальные способы отличия:
- некоторые производители указывают на лицевой стороне название прибора;
- для устройства защитного отключения на корпусе указывается только цифра с величиной номинального тока без типа характеристики;
- нарисованная на корпусе принципиальная схема не содержит обмоток расцепителей.
Номинал (по току)
Формула для подбора номинала: мощность запитываемых приборов (совокупная, всех на линии) умножается на 1000 и делится на 220 В. Добавляют запас — до 20 % (не больше, чтобы не было «ложняков»).
Номинал подбирают выше, чем на автомате на ступень. При АВ на 25 А в пару к нему берут экземпляр на 32 А. Если на вводе (в начале всей сети, перед счетчиком) стоит АВ («пожарный») на 50 А, то после него ставят УЗО на 63 А. Для примера — часть диапазона возможных номиналов: 16, 25, 32, 40, 50, 63, 80 А.
Если сначала (перед) стоит АВ с меньшим номиналом, как и должно быть, то после защитного устройства можно ставить автоматы с величинами неограниченными суммарно, но в конкретном одном АВ значение должно быть меньшим.
Как работает УЗО
УЗО нашло применение как в однофазных квартирных сетях, так и в трехфазных промышленных. Оно предназначено для отключения электропитания в 2 случаях:
- Человек прикоснулся к токоведущей части. Защитное устройство исключает поражение электрическим током.
- Нарушение изоляции проводки и контакт токоведущих частей с землей или корпусом электрического аппарата. Например, стиральной машины, водонагревателя или холодильника.
Принцип действия УЗО
Работа УЗО основана на сравнении токов, протекающих по фазному и нулевому проводникам. Если они равны, все в порядке. Квартира находится под напряжением. Если прикоснуться к фазному проводу, часть тока потечет в землю через тело человека. Это создаст разницу между токами, идущими по L и N проводникам на вводе в квартиру. УЗО срабатывает, если появляются отличия.
УЗО зарекомендовало себя как противопожарное средство. Одна из причин возгорания проводки — это ток, протекающий через поврежденную изоляцию на землю. В месте пробоя выделяется тепло, приводящее к воспламенению кабеля. Если в квартире установлено УЗО, такая ситуация практически невозможна. Когда случится пробой изоляции и замыкание на землю, устройство зафиксирует разницу токов и отключит систему.
Важно! Следует отличать автоматический выключатель, УЗО и дифавтомат. Эти устройства защиты имеют похожий внешний вид, но выполняют различные задачи
Автоматический выключатель защищает проводку от коротких замыканий и перегрузок. УЗО служит для безопасности человека. Оно отключит напряжение, если прикоснуться к токоведущей части. Дифавтомат сочетает в себе функционал обоих устройств. Остерегает человека от удара током и предохраняет проводку от КЗ.
Подключение УЗО в сети
Установка устройства не вызывает проблем и происходит путём защёлкивания прибора на din-рейку. Подсоединение провода осуществляется в разрыв электрической линии к клеммам колодок, выполненных под винтовой зажим. По принятому стандарту входящие провода подключаются к верхним зажимам, а идущие к нагрузке заводятся снизу. При этом учитывается то, что нельзя объединять нейтральные или фазовые провода различных цепей.
Электрическая линия, кроме, УЗО содержит и другие элементы, такие как счётчик, автомат, реле контроля напряжения. Рекомендации как правильно подключить УЗО, автомат, и другие приборы линии между собой, указаны в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Последовательность, расположения следующая: вводный автомат (дифференциальный автомат), электросчётчик, автомат на каждую линию защиты, УЗО на каждую линию. Автомат и УЗО можно поменять местами, это не принципиально и правила этого не запрещают. Основное требование, УЗО по рабочему току должно быть больше или равно рабочему току автоматического выключателя.
Кроме этого, придерживаются таких рекомендаций:
- УЗО располагается так, чтобы был обеспечен к нему свободный доступ.
- Для правильной работы УЗО обязательно должно присутствовать заземление, то есть должна быть использована трехпроводная сеть.
- Нельзя устанавливать прибор на линии, где общее значение тока утечки превышает 40% тока утечки УЗО.
- Запрещается монтаж в сети, параметры которой не соответствуют назначению УЗО.
- Установка УЗО перед счётчиком запрещена. Это правило появилось из-за некорректной работы прибора учёта, когда устройство защиты подключается раньше его.
- После выполнения монтажа нажатием контрольной кнопки проверяется работоспособность устройства.
Дифференциальный автомат это совмещение автомата и устройства защитного отключения в одном корпусе. Он обеспечивает защиту электрической проводки от короткого замыкания и перегрузки, а также и при изменении дифференциального тока. Установив вместо вводного автомата дифференциальный, можно практически обезопасить и себя, и электропроводку в доме.
Существует две схемы организации подключения: селективная и неселективная. Отличия схем в том, что в первом случае при отклонении параметров на линии отключается только аварийная цепь, а другие остаются в рабочем состоянии. Пример селективной схемы, когда используется одно общее УЗО на несколько групп, при этом на каждую группу ставится ещё своё отдельное УЗО. Если происходит авария в группе, то сработает защита только для неё, а остальные группы продолжат работать. При использовании неселективной схемы, выключатся все группы одновременно.
Традиционные сферы применения прибора
Как отмечалось выше, эту модификацию защитных устройств не используют для защиты от прямого контакта.
Чаще всего устройства применяются в качестве блокираторов на случай возможного возгорания электропроводки или системных механизмов.
Прямой контакт с техникой, тем более бытовой, явление обычное. Однако в случае токовой утечки такой контакт чреват тяжелыми последствиями. От прямого контакта в условиях утечки УЗО типа S не защитит, но для этого есть другие виды приборов
Эти же УЗО используются как защитные средства против короткого замыкания в цепях питания ценных дорогостоящих установок/приборов/техники или в цепях питания важных технологических систем.
Обычное дело – внедрение устройств селективного типа при построении сложных каскадных электрических схем, где на каждом ответвлении задействована нагрузка разного вида с разными токами.
Каскадное схемное решение по разводке электрической сети с применением модулей защиты селективного типа. Один из распространенных вариантов, которые применяются при электрификации жилых зданий
При такой конфигурации системы разветвления электричества селективными приборами, обеспечивается надежная защита по отдельным участкам.
А также каждые отдельные УЗО в случае аварии обеспечивают возможность оперативного определения дефекта.
Установка УЗО в квартире
Принцип работы устройства защитного отключения состоит в сравнении потенциалов дифференциального тока, проходящего через него. С этой целью значение потенциала постоянно измеряется на входе и выходе прибора. В нормальном состоянии векторные токи, проходящие в обоих направлениях по фазному и нулевому проводу, будут равны нулю.
В однофазных схемах электросетей такие измерения выполняются на двух проводниках, а в трехфазных их количество увеличивается на число фаз. Нужно знать принцип действия, перед тем как подключить УЗО в квартире и ввести его в эксплуатацию. Срабатывание защитного устройства произойдет в том случае, когда возникнет разница между входящим и выходящим током.
Для определенных видов оборудования это различие может быть ограничено определенными рамками. В некоторых случаях диапазон разницы потенциалом устанавливается произвольно, в разумных пределах. Сравнение токов производится дифференциальным трансформатором, входящим в состав защитного устройства.
Помимо утечки тока прибор срабатывает в следующих случаях:
- Повреждена внешняя изоляция или проводники контактируют с заземленным корпусом.
- Поменялись местами заземляющий и рабочий нулевой, а также фазный и нулевой проводники, после чего произошло касание их под напряжением.
- Обрыв нулевого рабочего проводника, расположенного до и после защитного устройства.
Для решения проблемы, как подключить УЗО в щитке используется два провода. Первый проводит ток к нагрузке, а второй отводит ток от потребителя по внешней цепи. При появлении утечки возникает разница токов. Далее, сопоставляется фактическая утечка и ее допустимая величина. Если полученная разница будет выше номинального показателя, предусмотренного параметрами УЗО, то в этом случае срабатывает функция аварийного отключения. Таким образом, прибор защищает всю сеть, имеющуюся в квартире.
При выборе УЗО необходимо обращать внимание на его технические характеристики. Если в квартире проложена двухфазная электрическая сеть с напряжением 220 вольт, то вполне подойдет двухполюсное УЗО, в котором имеется фаза и ноль
Если же цепь состоит из трех фаз, тогда используется четырехполюсное устройство. Кроме того, необходимо учитывать значение тока отсечки, а также номинального и дифференциального тока. Эти показатели влияют на нормальную работу УЗО и своевременное отключение цепи.
Как работает УЗО при отсутствии заземления
Когда повреждается изоляция проводов или ослабевают крепления токоведущих контактов приборов, возникают утечки токов, приводящие к нагреву проводки или искрению, в результате чего создается опасность возгорания. При случайном касании человеком оголенного фазного провода, он может получить удар током, прохождение которого через тело в землю создает опасность для жизни.
Схема подключения УЗО без заземления в квартире или в доме предусматривает непрерывное измерение тока на входах и выходах защитных приборов. Когда разница между ними превышает заданный предел, производится разрыв электрической цепи. Обычно на защищаемом объекте делается заземление. Но его может и не быть.
В старых домах советской постройки применяются УЗО в схемах, где отсутствует защитный проводник РЕ (заземление). От основной трехфазной домовой сети к квартирной проводке подключается фазный провод и нулевой, который совмещен с защитным проводником и обозначается PEN. В трехфазной квартирной сети имеются 3 фазы и PEN-проводник.
Система с объединением функций рабочего N и защитного PE проводников, называется TN-C. От городской воздушной линии в дом вводится кабель с 4 проводами (3 фазы и нейтраль). На каждую квартиру поступает однофазное питание с межэтажного щита. Нулевой провод совмещает функции защитного и рабочего проводника.
Схема подключения УЗО в однофазной сети без заземления отличается тем, что при пробое и попадании фазы на корпус защита не сработает. В связи с отсутствием заземления, ток отсечки протекать не будет, но на приборе появится потенциал, опасный для жизни.
При прикосновении к электропроводным частям корпуса электроприбора для прохождения тока создается электрическая цепь в землю через тело. При токе утечки ниже порогового значения прибор не сработает, ток будет безопасным для жизни. При превышении предела УЗО быстро отключит линию от прикосновения к корпусу. При наличии на нем заземления отключение цепи может произойти до прикосновения человека к корпусу, как только произойдет пробой изоляции.
Монтаж и типовые схемы подключения противопожарного УЗО
Для установки противопожарного устройства защитного отключения потребуется минимальный набор инструментов, немного опыта электромонтажных работ и подходящая для потребителя схема. Перед монтажом нужно ориентироваться на следующий список инструментов и материалов:
- пассатижи, кусачки, 1-2 м провода сечением от 2,5 кв. мм;
- индикаторная отвертка, мультиметр или контрольная лампочка;
- само УЗО и инструкция по его установке;
- подходящая схема подключения.
Важно! Перед установкой защитного устройства требуется снять с электрощита напряжение. Для этого необходимо отключить вводной автоматический выключатель, затем убедиться в отсутствии опасного потенциала при помощи индикатора или вольтметра
В идеале лучше использовать контрольную лампу накаливания.
Сложности существуют с подбором правильной схемы. Квартирный щиток может быть оснащен заземляющим проводом, а может быть и без него. Некоторые потребители для работы требуют 3 фазы питания, а некоторые только одну. Поэтому ниже приведены несколько типичных схем подключения противопожарного УЗО.
Подключение однофазного УЗО
Одна из наиболее популярных схем. Она применима в квартирах и частных домах с однофазным питанием без заземляющего провода:
- На вводе в электрощит устанавливается автоматический выключатель. Он защитит последующие цепи от КЗ.
- За ним следует прибор учета. В данном случае он однофазный.
- Далее подключается УЗО. Монтаж проводов выполняется согласно маркировке на корпусе прибора.
- После УЗО ноль следует подсоединить на общую N шину, а фаза расходится по групповым автоматам.
Подключение трехфазного УЗО
Для защиты от пожара трехфазной сети потребуется четырехполюсное устройство на 380 В. Остальные же принципы монтажа остаются теми же. Сначала идет вводной автомат, затем счетчик и групповые автоматы или УЗО.
Основная задача противопожарного УЗО — это защита от возгорания проводки. Устройства этого класса рассчитаны на сравнительно высокие токи утечки до 300 мА. Поэтому они не подходят для обеспечения безопасности человека от поражения электротоком.
Схема подключения противопожарного УЗО
На ток утечки противопожарного УЗО оказывает влияние состояние и возраст проводки. Также сказывается ее протяженность и разветвленность. Чем хуже состояние кабелей, тем выше риск ложных срабатываний устройства защиты.
