Подключение узо к однофазной сети с заземлением: правила + этапы работ

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.

Понятие дифференциального автомата

Дифференциальный автомат – это комбинированный электрический аппарат, предназначенный для работы в сетях низкого напряжения и совмещающий в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автоматического выключателя.

Назначение дифференциального автомата

Дифавтомат, называемый также автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ), служит для защиты участка электроцепи, подключенного посредством данного автомата к питающей сети, от выхода из строя в случае возникновения в данной сети повышенных токов, возникающих при перегрузках и коротких замыканиях. Данная функция идентичная назначению автоматического выключателя.

Кроме того, дифференциальный автомат может предотвратить возгорания и травмы людей и животных (возможно, со смертельным исходом), возникающие по причине утечки электрического тока через повреждения в изоляционном слое проводника либо неисправное энергопринимающее устройство, что совпадает с функционалом УЗО.

Важно! Основное преимущество дифференциального автомата перед этими двумя устройствами в совокупности – его компактность. Особенно это актуально при необходимости установки в распределительном щитке целого ряда защитных автоматов

Дифференциальный автомат

Дифференциальные автоматические выключатели широко применяются для защиты электрических систем как в быту, так и в офисных и производственных помещениях. Они ничем не уступают по своим характеристикам аналогичным УЗО и автоматическим выключателям, следовательно, не имеет каких-либо особенных ограничений в плане сферы применения. Дифавтоматы возможно устанавливать как на вводе в здание, так и на ответвительных кабельных трассах для обеспечения пожарной безопасности, а также безопасности людей и иных живых организмов.

Устройство дифференциального автомата

Основными рабочими элементами конструкции дифавтомата являются:

• дифференциальный трансформатор;
• электромагнитный расцепитель;
• тепловой расцепитель.

Трансформатор, входящий в состав дифференциального автоматического выключателя, имеет несколько обмоток, количество которых напрямую зависит от числа полюсов устройства. Он предназначен для сравнения токов нагрузки проводников.

В случае их несимметричности на выходе из вторичной обмотки рассматриваемого трансформатора внутри дифференциальногоустройства возникает ток утечки, поступающий на пусковой элемент, который немедленно производит размыкание силовых контактов автомата дифференциального тока.

Электромагнитный расцепитель – это специализированный магнит с сердечником, оказывающий воздействие на отключающий механизм. Срабатывает указанный магнит в случае достижения током нагрузки порога срабатывания (в частности, при коротком замыкании). Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно – за доли секунды.

Тепловой расцепитель предназначен для защиты электрической сети от токовых перегрузок. Конструктивно тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, отличающаяся эффективностью действия именно в подобных режимах. Механизм расцепления при этом срабатывает посредством изгиба пластины как следствия прохождения через нее повышенных токов. Срабатывания теплового расцепителя происходит не мгновенно, а с выдержкой некоторого времени, причем время его срабатывания напрямую зависит от величины тока нагрузки, проходящего через дифавтомат, а также от температуры окружающей среды.

Монтаж

Один раз в месяц рекомендуется осуществлять проверку дифференциального автомата на работоспособность. Для этого в его устройстве предусмотрена кнопка «test», подключаемая последовательно с сопротивлением. При ее нажатии осуществляется подача напряжения на специальный контакт. Если дифавтомат исправен, то в этом случае он должен отключиться.

Важно! Если ваше устройство успешно прошло подобный тест, то вы можете быть уверены только в том, что целостность цепи не нарушена. Но это не дает вам гарантии, что ток утечки отключения и скорость срабатывания дифференциального автомата соответствуют должным требованиям

Помимо прочего, выключатель дифференциального тока может успешно проходить «test»-проверку, но при этом он проигнорирует реальную утечку электроэнергии по причине неверной установки его в сеть.

Производители дифференциальных автоматов

Помимо понятия о том, что это такое, диф автомат, необходимо иметь элементраные знания о фирмах-производителях данных устройств, самыми популярными среди которых на мировом рынке являются ABB, LeGrand, Schneider Electric и Siemens. Среди отечественных производителей можно выделить КЭАЗ, IEK и DEK raft.

Схема подключения

В первую очередь необходимо определить схему, по которой будет проводиться монтаж защитного оборудования в частном доме или квартире. Специалисты в области электротехники рекомендуют использовать готовые схемы подключения УЗО и автоматических выключателей. Они могут быть рассчитаны на подсоединение таких устройств к однофазным кабелям, двухфазным и трехфазным. Также на схемы могут учитывать возможность подведения защитной нулевой жилы к контуру заземления в доме, если такой был предусмотрен.

Схема с установкой устройства защитного отключения может предусматривать два метода. Один рассчитан на одновременное отключение всей электрической сети в частном доме или квартире. В данном случае любое поврежденное место в цепи будет способствовать срабатыванию прибора, обесточивая всю бытовую технику. Если используется такой метод подсоединения УЗО, тогда оно должно быть расположено в непосредственной близости от распределительного щитка и счетчика энергоснабжения. Сам прибор можно установить в металлический корпус, чтобы уберечь его от воздействия внешних факторов.

Так как данная схема может доставлять ряд некоторых неудобств для людей, то можно сделать монтаж всей системы, используя другой подход. Второй тип схемы может предусматривать подключение к сети нескольких устройств защитного отключения отдельно на каждое ответвление электрической сети в доме или квартире. Это делается для того, чтобы разграничить связь отдельных помещений с потреблением большого количества электроэнергии. Принцип работы системы по такой схеме позволяет сработать прибору только на отдельном участке цепи. Отключая переменный ток только на конкретном поврежденном участке, оборудование не будет влиять на стабильность работы других независимых ответвлений.

Так не редко по данной схеме делается подключение УЗО и автоматических выключателей отдельно на ванную комнату, подвалы или мастерские, гараж, а также на каждый этаж большого частного дома. Данная схема считается более востребованной, если в здании одновременно может быть подключено одновременно много мощной электротехники, которые увеличивают нагрузку на цепь.

Существенного различия в том, как проводится подключение УЗО в однофазной цепи или трехфазной нет. Так как устройство защитного отключения имеет равное количество клемм для подсоединения фазного провода и нулевого, то монтаж можно проводить с одной фазой кабеля и тремя. Необходимо только выбрать подходящий прибор. Разница может быть в том, что не во всех однофазных кабелях предусмотрен заземляющий провод. Только в трехжильных проводах с одной фазой может быть заземление, но не в двух жильных. А в трехфазных – всегда есть заземление.

Схема с подключением трехфазного УЗО позволяет обеспечить одновременно защиту для потребителей с однофазным и трехфазным силовым кабелем. Если заранее рассчитывается подключение заземления к заземляющему контуру дома, то желательно поместить счетчик энергоснабжения между автоматическим выключателем и самим УЗО.

Как подключить УЗО без заземления?

УЗО работает довольно просто, то есть принципы наверняка понятны практически каждому

И каждый должен осознать важность использование такого оборудования, если не хочется столкнуться с ударами тока. Необходимо обязательно устанавливать устройство вне зависимости от того фактора, используется ли в доме заземление или нет

Помимо всего этого при использовании двухпроводной системы питания монтаж устройства защитного отключения тем более является обязательным фактором. Ни в коем случае не надо прислушиваться к советам разных людей, что в этой сети устройство не сможет нормально функционировать или же просто будет срабатывать постоянно.

Перед началом проведения работ по подключению УЗО без предварительного заземления нужно запомнить один немаловажный момент.

Особенностью подобных устройств защитного типа можно назвать отсутствие специальной защиты от перегрузок. По этой причине в обязательном порядке требуется качественная комбинация их с традиционными «автоматами». Схема подключения в таком случае может быть самой разнообразной.

Принято различать пару основных вариантов. Существует возможность установки одного общего защитного устройства на целый дом, что в свою очередь позволить обезопасить даже прикроватные светильники. Однако устройства, которые в состоянии пропускать через себя около шестидесяти ампер обычно стоят намного дороже в отличие от своих менее мощных аналогов. Также в случае срабатывания реле будет не очень просто обнаружить причину. Придется произвести проверку каждого электрического прибора.

Если электричество одновременно пропадет сразу в целом доме, то это наверняка повлечет за собой большое количество разнообразных неудобств, например, пропажа несохраненных документов на компьютере, проблемы с климатической техникой, стиральными машинками, водонагревательными баками и так далее.

Если все-таки было принято решение установки одного устройства на всех, схема подключения без заземления будет особенной.

Еще одним вариантом является монтаж отдельного устройства, которое будет не таким мощным. Его можно установить на каждую линию, которая является потенциально опасной, например, на кухню, в подвал, в гараж, в ванную комнату и т.д. В этом случае в щитке нужно будет подготовить большее количество свободного места. Также не стоит забывать о том, что стоимость трех-четырех устройств наверняка окажется более высокой, чем одного более мощного устройства. Но при этом можно в значительной степени повысить уровень надежности энергосистемы. Также заметно упрощается поиск причины возникновения проблем. Он обычно занимает немного времени, так как осмотреть надо не более пары розеток.

Нужно по возможности подходить к подбору мощности максимально рассудительно. Нужно выбирать немного более мощное устройство, чем автомат, используемый вместе с ним. Это обусловлено тем, что автоматический выключатель обычно срабатывает не совсем сразу. Существует и возможность поломки из-за превышений номинального тока.

Для чего необходимо УЗО

Для понимания принципа работы УЗО и особенностей его монтажа следует рассмотреть ряд основных моментов.

Прежде всего, нужно понимать, что использование в быту большого количества электроприборов приводит к увеличению опасности попадания человека под действие электричества. Поэтому формирование защитных узлов, оберегающих от этого опасного фактора, является необходимостью в современных жилых помещениях. Само Устройство Защитного Отключения — это элемент системы защиты, и функционально имеет несколько назначений:

• В случае замыкания в проводке УЗО защищает помещение от возгорания.
• В момент попадания человеческого тела под действие электротока УЗО отключает питание во всей сети или конкретного электроприбора для выполнения защиты (локальное или общее отключение зависит от позиции установки УЗО в системе питания).
• А также УЗО отключает питающую цепь, когда происходит повышение тока в этой цепи на определённую величину, что также является функцией защиты.

Конструкционно УЗО — это аппарат, имеющий функцию защитного отключения, внешне схожий с выключателем автоматом, но имеющий другое назначение и функцию проверочного включения. Крепление УЗО выполнено с применением стандартного разъёма дин-рейки.

Исполнение УЗО бывает двухполюсным — стандартная двухфазная электрическая сеть переменного тока 220В.

Такое устройство подходит для установки в помещениях стандартной постройки (с электрической проводкой, выполненной двухжильным проводом). Если квартира или дом оборудованы проводкой с тремя фазами (современные новостройки, промышленные и полупромышленные помещения), то в этом случае используется УЗО с четырьмя полюсами.

Двухполюсное и четырёхполюсное исполнение

На самом устройстве нанесена схема его подключения и базовые характеристики прибора.

• Серийный заводской номер аппарата, фирма производитель.
• Максимальная величина тока, при котором УЗО работает длительное время и выполняет свои функции. Эта величина называется номинальным током устройства, измеряется он амперами. Она обычно соответствует стандартизированным токовым величинам электроприборов. Обозначен на панели прибора как In. Эта величина устанавливается благодаря учёту сечения провода и конструкционного выполнения контактных клемм УЗО.
• Ток отсечки УЗО. Правильное название — номинальный отключающий дифференциальный ток. Измеряется он в миллиамперах. На корпусе прибора обозначен — I∆n. Указанное значение показателя тока утечки вызывает срабатывание защитного механизма УЗО. Срабатывание происходит, если все остальные параметры не достигают аварийных значений и монтаж выполнен правильно. Параметр тока утечки определяется стандартными величинами.
• Величина номинального дифференциального тока, не приводящего к аварийному выключению УЗО, работающему в нормальных условиях. Правильно называется номинальный не отключающий дифференциальный ток. Обозначен на корпусе — In0 и соответствует половине значения тока отсечки УЗО. Этот показатель охватывает диапазон значений тока утечки, во время появления которого происходит аварийное срабатывание устройства. Например, для устройства УЗО, имеющего ток отсечки 30 мА значение не отключающего дифф.тока будет составлять 15 мА, а аварийное выключение УЗО произойдёт во время образования в сети тока утечки величиной, соответствующей диапазону от 15 до 30 мА.
• Значение напряжения работающего УЗО составляет 220 или 380 В.
• На корпусе также обозначено наибольшее значение тока КЗ, в момент образования которого УЗО продолжит работать в исправном состоянии. Такой параметр называется номинальный условный ток короткого замыкания, обозначается как Inc. Эта токовая величина имеет стандартизированные значения.
• Показатель номинального времени отключения устройства. Этот показатель обозначается как Tn. Время, которое он описывает — это промежуток от момента образования в цепи дифференциального отключающего тока до момента времени, в который произошло полное гашение электрической дуги на силовых контактах устройства УЗО.

Пример обозначений:

Пример обозначения основных характеристик устройства

Как работает УЗО с заземлением и без него?

По какому принципу работает УЗО в двухпроводной сети, если заземление отсутствует? Когда появится изоляционный пробой на корпусе прибора, устройство защитного отключения не сработает, потому что корпус не заземлён и пути для прохождения токовой утечки нет. При этом корпус прибора будет под опасным для человеческой жизни потенциалом.

В момент прикосновения человека к корпусу прибора, токовая утечка будет уходить на землю через его тело. Когда величина этого тока сравняется с порогом срабатывания УЗО, произойдёт отключение, и из питающей сети напряжение не будет подаваться на повреждённый электроприбор.

Сколько по времени будет находиться человек под действием токовой утечки, зависит от уставки срабатывания УЗО.

Хоть оно и отключится быстро, этого времени может быть вполне достаточно, чтобы получить серьёзную электротравму.

А вот если бы корпус был подсоединён к защитному заземлению, УЗО отреагировало и отключилось бы сразу, как только произошёл изоляционный пробой.

Как видите, схема подключения УЗО без заземления реально применима, однако не даёт 100 % гарантии безопасности. Но так как в старых домах в основном выполнена двухпроводная электрическая сеть, а переделать её на трёхпроводную не так-то просто, единственным выходом защиты оборудования и человека является монтаж УЗО.

Наглядный принцип работы УЗО без заземления на видео:

Принцип работы этого устройства основан на измерительных процессах. Регистрируется величина тока на входе и на выходе. Если эти показания одинаковы, то нет повода для срабатывания. Как только в сети появится токовая утечка, величина на выходе станет меньше, и устройство отключит повреждённый участок. УЗО работает за счёт расцепляющего механизма в связке с электромагнитным реле.

Выбор устройства с учетом проектных параметров

Процесс проектирования электроустановок специализированными проектными организациями должен предусматривать довольно сложную задачу выбора подходящих приборов УЗО из ассортимента рынка электрооборудования.

Великое многообразие приборов УЗО на коммерческом рынке заставляет будущего пользователя внимательно подходить к процессу выбора. Имеющийся широкий ассортимент обеспечивает свободу выбора, но не гарантирует качества и соответствия параметров

Эта задача действительно сложная. Современный рынок электроприборов, включая УЗО, отличается своеобразным ассортиментом. Это результат отсутствия жесткого контроля качества со стороны государственных структур.

На рынке присутствует масса разнообразных устройств, изготовленных большим числом производителей, многие из которых далеко не всегда придерживаются действующих нормативов.

Потенциальному обладателю УЗО не остается ничего иного, как принимать информацию, что предоставляет производитель устройства. Дополнением гарантий является сертификат соответствия и пожарной безопасности.

Отсутствие таких документов на продаваемый товар – это прямой запрет на установку и эксплуатацию, согласно требованиям действующих стандартов.

Вот примерно одним из таких документов – сертификатом соответствия, должен комплектоваться любой прибор, который выпущен в продажу. Если устройство УЗО не имеет сертификата соответствия, это уже явный повод для отказа от приобретения

Выбор УЗО всегда сопровождается учетом рабочих эксплуатационных параметров и характеристик, которыми в значительной степени определяется качество и надежность прибора:

• номинальное напряжение;
• номинальный ток;
• номинальный дифференциальный ток отсечки.

Эти главные характеристики должны соответствовать техническим параметрам проектируемой электроустановки или эксплуатируемой электрической цепи.

Качество и надежность действия УЗО определяется некоторыми показателями, общий физический смысл которых зачастую малопонятен.

Этими параметрами, прежде всего, являются номинальный условный ток короткого замыкания и ток номинальной включающей/отключающей способности.

Главные рабочие параметры таких устройств, как УЗО, традиционно выводятся непосредственно на панель самого прибора. Однако вместе с основными параметрами есть еще ряд в какой-то степени второстепенных, которые также оказывают значимое влияние на работу приборов

Совсем нечасто производители УЗО отмечают в документах на приборы все отмеченные характеристики. Поэтому необходимо правильно оценить все имеющиеся достоинства и недостатки выбираемых устройств.

С точки зрения технической конструкции, УЗО традиционно характеризуют коммутационным прибором, действие которого определяется режимом ожидания. Устройство не имеет признаков, помогающих визуально определить качество работы.

Но существует единый принцип, на основе которого подобные аппараты функционируют одинаково. Прибор включается в цепь рабочего тока и если появляется ток утечки с определенным значением, превышающим значение уставки, УЗО попросту размыкает силовую цепь.

Несмотря на разнообразие конструктивного исполнения УЗО, фактически принцип действия этих устройств остается однообразным – обесточивание электрической цепи в случае нарушения установленного параметра токовой утечки

Насколько корректно выполняется размыкание? Оценить быстродействие схемы устройства, коммутационную способность, срок службы и прочие значимые параметры, возможно только методом специализированных испытаний.

Варианты схем

Перед тем, как подключать УЗО без заземления, запомните важный совет! Схема обязательно должна включать в себя помимо устройств защитного отключения и обыкновенные автоматы.

Многие наивно полагают, что это одинаковые механизмы и служат для одной и той же цели. Главное, понять разницу в их работе. Автоматический выключатель – это защита для подающей сети напряжения. Он отключает повреждённый участок, если в нём возникли сверхтоки в результате короткого замыкания или перегруза. За счёт этого аварийная ситуация не распространяется на общую сеть, и она остаётся в исправном состоянии.

УЗО защищает только от токовых утечек, их величины очень малы в сравнении с токами КЗ. Поэтому если в сети возникает режим короткого замыкания или перегруза и при этом отсутствует автомат, УЗО не отреагирует. Нужно всегда устанавливать его в схему в паре с автоматическим выключателем.

Подключение УЗО без заземления может быть выполнено двумя способами.

Подключение на вход

При такой схеме устанавливается одно УЗО для обеспечения защиты одновременно всей квартирной проводки.

Из сети по вводному кабелю в распределительный щиток поступает напряжение и приходит на двухполюсный автомат. Затем в схеме устанавливается устройство защитного отключения. Далее монтируются автоматы отходящих присоединений. Все эти отходящие потребители одновременно защищаются одним УЗО, установленным на входе.

Плюс этой схемы в том, что используется только одно устройство защитного отключения, соответственно не требуются значительные материальные затраты. К тому же в распределительном щитке можно всё компактно разместить и он не будет больших размеров.

Но имеется и существенный недостаток. Представьте себе, что какой-то бытовой прибор в данный момент подключен к розетке и в нём происходит замыкание фазы на металлический корпус. УЗО на появившуюся токовую утечку реагирует и отключается. Прекращается подача напряжения на всю квартиру. Если в этот момент к розетке был подключен только один электроприбор, искать повреждение несложно. А если одновременно работало много бытовой техники? Мало того, что сразу с прекращением подачи напряжения перестал работать холодильник, завис кондиционер, остановилась программа в стиральной машине или хлебопечи, остались несохранённые документы на компьютере. Так ещё нужно будет отыскать, на какой именно технике замкнуло фазу, а это уже доставляет определённые трудности.

Поэтому прежде чем выбирать данную схему подсоединения УЗО, подумайте об удобстве её дальнейшей эксплуатации.

Подключение на входе и на отходящих ветвях

Такой вариант схемы предусматривает подсоединение нескольких УЗО. Одно, как и было рассмотрено выше, монтируется после вводного автомата на входе. Остальные ставят за автоматическими выключателями отходящих присоединений. Сколько их будет, зависит от того, как вы сгруппируете свою домашнюю электрическую сеть. Возможно, по одному автомату и УЗО у вас будет стоять на каждую отдельную комнату. Есть вариант разделения розеточных и осветительных групп потребителей. В некоторых схемах выполняется отдельная защита бойлера, стиральной или посудомоечной машины, кондиционера или электропечи.

Как работает подобная схема? Например, на одной из отходящих линий произошла токовая утечка. Сработает УЗО, защищающее именно эту линию. Напряжение во всей квартире не исчезает, вся остальная техника остаётся в рабочем состоянии. В этом заключается несомненное преимущество данного варианта схемы. Её недостаток в том, что распределительный щиток получится внушительных размеров, не совсем удобно в нём располагать большое количество УЗО и автоматов. Да и недёшево обойдётся это в материальном плане.

Возникает вопрос, зачем в схеме ещё одно УЗО на входе? Бывают ситуации, когда по той или иной причине отходящее устройство не среагировало на токовую утечку. В этом случае входное УЗО будет подстраховкой, через определённый промежуток времени отключится оно. В принципе, его можно опустить и выполнить схему без вводного устройства. Но если финансовые возможности позволяют, лучше подстрахуйтесь, всё-таки речь идёт о безопасности людей.

Наглядно общий принцип подключения УЗО на следующем видео: