Виды, устройство и принцип работы узо

Виды УЗО

Кроме УЗО, устанавливаемых на распределительном щитке, можно встретить электророзетки со встроенным УЗО. Эти устройства бывают двух видов: первый устанавливается на место существующей розетки, второй подсоединяется к имеющейся розетке, и затем уже в него включается вилка от электроприбора.

К преимуществам данных устройств можно отнести отсутствие необходимости замены в домах старой застройки электропроводку, а к недостаткам — высокую стоимость (розетки со встроенным УЗО обойдутся примерно в 3 раза дороже, чем УЗО, устанавливаемые на распределительный щит).

Третьим видом устройств со встроенным УЗО является так называемая «УЗО-вилка».

К эффективным защитным устройства также относятся дифференциальные автоматы, которые представляют собой комбинацию автоматического выключателя с УЗО (по типу «два в одном»). Дифференциальный автомат срабатывает в обоих случаях: как при утечке тока на землю, так и при коротких замыканиях и перегрузке. Их выгодно применять в том случае, когда на установку двух отдельных устройств в электрошкафу не хватает места. Цена на дифференциальный автомат превышает цену на УЗО.

Принцип действия УЗО

Для того чтобы понять, как работает УЗО, нужно разобраться в его конструктивных особенностях и принципе работы. При включении какого-либо прибора в его цепи будет протекать ток. УЗО выполнено таким образом, что оно постоянно ведёт контроль над токами входящими и исходящими из цепи. Когда эти параметры будут отличаться, произойдёт мгновенное отключение. Чаще всего разность токов, при которых происходит отключение равно около 30 мА. Таким образом, даже если человек сам прикоснётся к токопроводящему элементу или же произойдёт прикосновение к электропроводке, или электрическому прибору в момент пробоя изоляции, вред организму будет минимален. Так как время срабатывания этого защитного устройства очень и мало.

Ключевым элементом служит дифференциальный трансформатор, который изготовлен по типу тороидального трансформатора с обмотками. Дело в том, что при нормальной работе цепи ток будет протекать одинаковый и в фазном, и в нулевом проводнике. При этом в обмотках дифференциального трансформатора будут создаваться магнитные потоки, и они будут равны по величине, однако, абсолютно противоположны по направлению. То есть результирующих их магнитный поток будет компенсировать друг друга и равен нулю.

Соответственно ЭДС в контрольной обмотке трансформатора наводится не будет, а значит и тока тоже на его выходе нет. Это состояние спящего режима устройства или работа его в режиме ожидания и контроля.

Если произойдёт пробой изоляции в электроприборе или же просто в проводке, и человек оказался под воздействием фазного напряжения, то через устройство защиты и его обмотки трансформатора будет протекать дополнительный ток утечки. При этом потеряется равенство в фазном и нулевом проводнике, что и приведёт к появлению ЭДС в результирующей обмотке, за счёт которого, втянется подвижная часть электромагнитного реле, а именно этот механизм и отключит силовые контакты электроснабжения сети. Для высокой чувствительности применяются реле с низким порогом срабатывания, поэтому оно  может срабатывать даже при низком значении тока утечки, порядка 10 мА.

Таким образом, человек (потребитель) устанавливающий этот защитный быстросрабатывающий механизм, должен понимать, что данная защита не защитит ни от перегрузок, ни от короткого замыкания, это работа только автоматического выключателя.

Основное преимущество этого защитного механизма — это то, что УЗО без заземления устанавливать, тоже возможно. Ведь во многих квартирах и домах нет заземляющего контура. При этом полы чаще всего сделаны из токопроводящего материала, поэтому импульс через человека всё равно пройдёт, если он, конечно, не будет защищён диэлектрическими ботами и перчатками.

Характеристики УЗО

При покупке УЗО следует ориентироваться на его рабочий ток, который должен перекрывать предельный ток нагрузки, и расчетный ток утечки, о котором говорилось выше. Рабочий ток может составлять 16, 25, 40, 63, 80 А (зависит от производителя).

УЗО должно быть защищено от перегрузки при помощи автомата. Например, номиналом 25 А должно быть защищено автоматом, имеющим ток срабатывания < 25 А, т. е. 16 А (собственно, выполняется условие селективности). Кстати, по поводу селективности. Сие понятие говорит о ступенчатости защиты. Т. е., например, у нас есть трансформаторная подстанция.

От нее уходит кабель, например на жилой дом. Перед выбросом кабеля из ТП установлены плавкие предохранители на 250 А (их задача – защитить низкую сторону трансформатора, контактор и т. п.).

Кабель заводится на ВРУ (вводно-распределительное устройство) жилого дома. Он заводится на рубильник, после которого опять стоят плавкие предохранители номиналом меньше предыдущих на ступень – 150 А (защищаем кабель), далее следуют автоматы вводные, разводные и т. д.

Номинал каждой последующей защиты меньше на ступень (или еще меньше – исходя из обеспечения защиты конкретного потребителя. НО НЕ БОЛЬШЕ!).

Собственно, такая “ступенька” и называется селективностью. Если мы ее нарушим и поставим аппарат защиты номиналом таким же или большим, чем предыдущий, то в критической ситуации защита срабатывает не перед объектом перегрузки или КЗ, а раньше (у вас в квартире короткое замыкание, а автомат на вводной сборке выбивает, в то время как на квартирном щитке все в порядке).

В основе действия защитного отключения, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением.

Рекомендуем к прочтению: Как выбрать УЗО.

Схема включения УЗО, обозначение УЗО на схеме, схема подключения однофазного и трехфазного УЗО

Установка УЗО значительно повышает уровень безопасности при работе на электроустановках. Если УЗО обладает высокой чувствительностью (30 мА), то при этом обеспечивается защита от прямого контакта (прикосновения).

Тем не менее, установка УЗО не означает от выполнения обычных мер предосторожности при работе на электроустановках. Установите УЗО на панели или корпусе

Подключите оборудование в точном соответствии со схемой. Включите все нагрузки, подключенные к защищаемой сети

Установите УЗО на панели или корпусе. Подключите оборудование в точном соответствии со схемой. Включите все нагрузки, подключенные к защищаемой сети.

Срабатывает УЗО

Если УЗО срабатывает, выясните, какое устройство является причиной срабатывания, путем последовательного отключения нагрузки (отключаем по очереди эл. оборудование и смотрим результат). При обнаружении такого устройства его необходимо отключить от сети и проверить.

Если электрическая линия имеет очень большую длину, обычные токи утечки могут быть достаточно велики. В этом случае имеется вероятность ложных срабатываний. Чтобы избежать этого, необходимо разделить систему, по крайней мере, на два контура, каждый из которых будет защищен своим УЗО.

Можно расчитать длинну электрической линии. 

При невозможности определения документальным способом суммы токов утечки проводки и нагрузок, можно пользоваться примерным расчетом (в соответствии с СП 31-110-2003), принимая ток утечки нагрузки равным 0,4мА на 1А потребляемой нагрузкой мощности и ток утечки электросети равным 10мкА на один метр длины фазового провода электропроводки.

Пример расчета УЗО

Для примера рассчитаем УЗО для электроплиты, мощностью 5 кВт, установленную на кухне малогабаритной квартиры.

Примерное расстояние от щитка до кухни может составлять 11 метров, соответственно расчетная утечка проводки составляет 0,11мА. Электроплита, на полной мощности, потребляет (приближенно) 22.7А и обладает расчетным током утечки 9,1мА.

Таким образом, сумма токов утечки данной электроустановки составляет 9,21мА. Для защиты от токов утечки можно использовать УЗО с номиналом тока утечки 27,63мА, что округляется до ближайшего большего значения существующих номиналов по диф.

току, а именно УЗО 30мА.

Важно

Следующим шагом, является определение рабочего тока УЗО. При указанном выше максимальном токе, потребляемым электроплитой, можно использовать номинал (с небольшим запасом) УЗО 25А, или с большим запасом – УЗО 32А.

Таким образом мы расчетно определили номинал УЗО, которое можно использовать для защиты электроплиты: УЗО 25А 30мА или УЗО 32А 30мА. (надо не забыть защитить УЗО автоматическим выключателем 25А для первого номинала УЗО и 25А или 32А для второго номинала).

Схема подключения УЗО

Схема подключения УЗО рассмотрим на примере. На фото.  1 показан фрагмент распределительного шкафа.

Фото. 1 Схема подключения трехфазного УЗО с автоматическим выключателем (на фото цифра1 УЗО, 2- автоматический выключатель) и однофазных УЗО (3).

УЗО не защищает от токов короткого замыкания, поэтому его устанавливают в паре  с автоматическим выключателем. Что ставить раньше УЗО или автоматический выключатель в данном случае не принципиально. Номинал УЗО должен быть равным или немного больше  наминала автоматическо выключателя. Например, автоматический выключатель 16 Ампер, значит, УЗО  ставим 16 или 25 А.

Как видно на фото. 1 на трехфазное УЗО (цифра 1) подходят три фазных и нулевой проводник, а после УЗО подключен автоматический выключатель (цифра 2). Потребитель будет подключаться: фазные проводники (красные стрелки) с автоматического выключателя; нулевой проводник (синяя стрелка) – с УЗО.

Под цифрой 3 на фото показаны дифференциальные автоматы , соединенные сборной шиной, принцип работы диф. автомата такой же, как у УЗО, но он дополнительно защищает от токов короткого замыкания и не требует дополнительной защита от КЗ.

А подключение, что у УЗО, что у диф. автоматов одинаковое.

Подключаем к клемме L фазу, к N ноль (обозначения нанесены на корпусе УЗО). Потребители подключаются также.

Схема УЗО в квартире

Ниже приведена схема использования УЗО в квартире, для дополнительной защиты от поражения электрическим током.

Рис. 1 Схема УЗО в квартире.

В данном случае УЗО ставится до счетчика, на всю группу автоматических выключателей, чем обеспечивается дополнительная защита от поражения электрическим током и возникновения пожара.

Особенности выбора УЗО, подключенного к водонагревателю

В бытовых условиях используются накопительные и проточные электрические водонагреватели. Использование прибора предохраняет технику от утечки тока или возникновения возгорания. УЗО для водонагревателя устанавливают непосредственно перед самим прибором, и через него проходит электрическая энергия, питающая технику. В случаях утечки тока устройство улавливает изменения и автоматически отключает систему питания. Для этого прибор оборудован специальными датчиками и переключателями.

Согласно требованиям безопасности УЗО, установленное на водонагреватель необходимо дополнить заземлением. Также для предохранения техники от перегрУЗОк или коротких замыканий, бойлеры дополнительно оснащают дифавтоматами.

УЗО и дифавтомат для дополнительной защиты техникиИсточник strbuild.ru

Для бойлеров, обладающих мощностью не более 2,3 кВт, стоит использовать прибор, рассчитанный на 10 А. Более мощные водонагреватели, употребляющие от 5, до 8 кВт стоит оборудовать прибором на 30 – 40 А.

Для того, чтобы рассчитать ток утечки, нужно на 1 А взять 0,4 мА. При установке УЗО на большом расстоянии на 1 м кабеля, добавляют 1 мА дополнительно.

Наиболее удобный вариант монтажа УЗО – крепеж на DIN-рейку, или отдельный блок, который можно подключить в розетку.

Перед покупкой бойлера нужно уточнить место расположения прибора. Его можно установить внутри сетевого кабеля или под корпусом водонагревателя.

Перед покупкой бойлера нужно уточнить место расположения прибора. Его можно установить внутри сетевого кабеля или под корпусом водонагревателяИсточник otoplenie-gid.ru

Как правильно подключить провода к УЗО

Бесперебойная работа всей электропроводки определяется не только правильным выбором сечения провода и электроприборов, но и надежностью их соединения между собой. Несмотря на простоту этой операции, часто совершаются ошибки, что впоследствии приводит к обгоранию контактов и выходу из строя УЗО.

Если изоляцию снять на недостаточную длину, то она может попасть под зажимную планку клеммы и в дальнейшем приведет к плохому контакту и обугливанию соединения.

При снятии изоляции ножом нужно его лезвие располагать параллельно проводу, тогда на медной жиле не появятся надсечки, приводящие к перелому в этом месте провода при изгибах.

Для увеличения площади контакта клеммы с проводом рекомендую, в случае если позволяет окно клеммы, его конец загнуть, как показано на фотографии.

На снимке показан вид УЗО со стороны винтовых клемм. Для подключения проводов достаточно отвинтить винт, завести конец освобожденного провода от изоляции на длину около 10-15 мм до упора в клемму и завинтить винт с достаточным усилием обратно.

После зажатия провода нужно со значительным усилием подергать за него, чтобы убедиться в надежности его крепления. При вставлении в отверстие клеммы провод может попасть мимо, винт будет затянут, не зажав его между контактами.

Причины автоматического отключения УЗО

Прежде, чем приступать к ремонту, стоит выяснить, почему срабатывает УЗО. Причин этого явления может быть несколько, и именно от них зависит способ и стоимость ремонта.

• Утечка тока в сети. Такая проблема часто встречается в зданиях со старой проводкой. Изоляционное покрытие со временем теряет свою эластичность, трескается, и проводка на некоторых участках оголяется. Если проводку проложили недавно, стоит проверить качество соединения проводов. Иногда нарушить слой изоляции может случайно забитый гвоздь.
• Неисправность прибора, к которому подключается УЗО. Среди повреждений наиболее часто встречаются выход из строя шнура, обмотки двигателя или ТЭНа водонагревателя.
• Ошибка при установке. Если устройство установить некорректно, то автоматика может периодически срабатывать без причины.прежде, чем монтировать устройство, стоит внимательно изучить инструкцию или воспользоваться услугами специалиста.

При монтаже важно не допускать ошибок, иначе прибор будет выключаться без видимых причинИсточник www.ets96.ru

Неправильный выбор устройства

При покупке агрегата важно учесть все его характеристики и назначение. Несоответствие этим параметрам может стать причиной ложного отключения.

Прикосновение человека к проводу без изоляции

На самом деле это устройство предназначено именно для того, чтобы защитить человека в таких ситуациях.

Повреждения в самом механизме. Иногда повреждается спусковой механизм, и при самой маленькой вибрации срабатывает автоматическое отключение.

Неправильное размещение устройства в электропроводке. Для избежания подобной проблемы, стоит монтировать устройство после счетчика и перед автоматом. Если в доме много электроприборов с большой мощностью, то следует использовать несколько устройств для каждой группы. Это позволит при неполадках не отключать электроэнергию во всем доме, а только на отдельных участках.

Согласно правилам ПУЭ, заземление и рабочий ноль нельзя совмещать
Но, иногда электрики не принимают во внимание этот запрет. Может возникнуть замыкание этих двух линий, что станет причиной автоматического выключения УЗО.

При монтаже необходимо придерживаться всех требований безопасностиИсточник repair-need.ru

• Погодные явления. Устройство, которое установлено на улице поддается влиянию влаги. В результате во внутреннем механизме накапливается влага, возникает утечка, и срабатывает автомат. Если в доме есть незначительные утечки тока, то молния во время грозы может их усиливать. Это тоже является причиной автоматического отключения. При очень низких температурах микросхемы устройства могут выйти из строя, и УЗО просто не сработает в случаях утечки тока.
• Высокий уровень влажности в помещении. Если установленную проводку попытались скрыть с помощью шпаклевки, то подключать электричество следует после высыхания, иначе может сработать защитная автоматика.

Для обеспечения безопасности все провода нужно соединять правильноИсточник kakpravilnosdelat.ru

Устройство защитного отключения (УЗО) – описание

Многие люди слышали о том, что существует устройство защитного отключения – УЗО, но, что такое УЗО, для чего оно нужно в электрике, какие функции должно выполнять и можно ли вообще его не использовать в сети, знает не так много человек.

Для того, чтобы получить полное представление о том, что такое узо в электрике, о его функциях, устройстве, принципе работы нужно работать в области электрики, иметь диплом, но общие принципы действия и описание этого устройства сможет понять любой человек.

В большинстве квартир и домов не применяется и не применялось раньше УЗО, поэтому многие и не знают для чего его устанавливать, как оно работает.

Если говорить языком, принятым среди электриков, то УЗО, или устройство защитного отключения, представляет собой механический коммутационный прибор, служащий для автоматического прерывания цепи при превышении тока небаланса заданного значения, возникающего при определенных условиях.

Разные модели УЗО уже довольно давно продаются на рынке, многие профессионалы отлично знакомы с принципом их устройства, работы и активно применяют их при построении электрической проводки. Но многие электрики, хозяева домов и квартир, которые сами занимаются монтажом электрической системы не зная о преимуществах применения УЗО пренебрегают этим мощным средством предназначенным для защиты.

УЗО отлично защищает людей от поражения электричеством в случаях когда произошло нарушение изоляции, при случайных прикосновениях к токопроводящим неизолированным частям различного вида электрического оборудования и защищает имущество от теплового воздействия тока.

Самым вероятным местом поражения током в доме или квартире является кухня и ванная, где установлено очень большое количество электрических приборов, есть естественные заземлители – газовые, водопроводные трубы, мало свободного места и повышенная влажность воздуха.

Что понимается под выражением «утечка тока»? Под этим выражением понимается любой ток проходящий мимо электропроводки или мимо подключенных в сеть приборов. Вот как раз на эту утечку тока и реагирует УЗО, если ток пошел мимо электропроводки или электроприбора УЗО срабатывает и отключает сеть.

Токи утечки обычно имеют малые значения, поэтому защита от короткого замыкания и от перегрузки, которую обеспечивают обычные автоматические выключатели, на токи утечки не реагируют. Как видим, УЗО защищает от пожара, возникающего при замыкании при воспламенении тлеющей изоляции, и от поражения током людей.

Практически каждый человек за свою жизнь подвергался удару током в домашней сети напряжением 220 вольт. Этот ток составляет примерно 4-5 миллиампера, а если бы сила тока была большей, то опасность для здоровья и жизни значительно увеличилась.

Чтобы человека ударило током не обязательно нужно ковыряться в розетке или лезть в распределительный щит, достаточно просто дотронуться до стиральной машинки или холодильника, плойки и других приборов. Но почему так происходит?

Ответ простой – в том случае если в любом электрическом приборе нарушается изоляция токоведущих проводов, они начнут пропускать ток на корпус. То есть корпус прибора окажется под напряжением, а это все равно, что прикоснутся к оголенному проводу.

При прикосновении к такому прибору возникает ток замыкания с землей и если прибор не имеет заземления, то током ударит человека.

В большей части домов и квартир нет возможности заземлить корпуса электрических приборов, это не предусмотрено конструкцией, схемой проводки. От такого удара не сможет защитить никакой супер автоматический выключатель, установленный в щитке.

Гарантию от поражения током в таких случаях дает только применение более надежного и совершенного прибора, каким и является УЗО.

УЗО – это прибор, защищающий от токов утечки путем отключения сети в случае их появления. В случае, когда произойдет выше описанная ситуация с повреждением изоляции какого-либо прибора, то по телу человека, который замыкает цепь фаза-земля ударит током.

Но поскольку сила тока утечки не очень большая, в сравнении с номинальным током, то обычные автоматы этого не чувствуют и не отключатся. А человек в тоже время может и погибнуть при определенных условиях. УЗО, в отличии от автоматов, сразу среагирует на возникновение тока утечки и моментально разорвет цепь.

Что такое узо в электрике

Особенности подключения

Надо помнить, что стандартное УЗО работает на защиту человека, не реагируя на замыкание или излишнюю нагрузку. А вот дифавтомат рассчитан на любые нарушения в работе цепи. УЗО можно ставить параллельно обычным автоматам, задавая им работу в паре, или же остановить выбор на дифавтомате.

Чтобы понять, как правильно подключить УЗО, необходимо рассмотреть несколько вариантов:

• Базовым подходом будет подключение после счетчика учета, который в свою очередь идет за центральным автоматом.
• Предпочтительная последовательность такова: За центральным автоматом идет счетчик, после которого монтируется селективный УЗО. Затем врезается групповой автомат, а за ним уже идут групповые защитные устройства.

Итак, устройство врезается как можно ближе к счетчику, как это видно по фото УЗО в щитке. А вот ставить общее устройство для зашиты на старую разводку TN-C не допустимо. Но если возникает необходимость установить прибор для безопасности? Тогда надо ставить его уже после автоматов, идущих на приборы.

Также следует учесть и некоторые правила монтажа:

• исключить возможность объединения после УЗО провода «ноль» с заземлительной клеммой;
• не допускать неполного фазного подключения;
• не подключать провод нагрузочного типа до защитного устройства к рабочему проводнику;
• не крепить ноль с защитным проводом при установке розеток;
• исключить непреднамеренную ошибку при выборе полярности в момент подключения УЗО;
• не соединять нейтраль и фазу, прошедшие через защитный прибор, с иными нулевыми и фазными проводниками.

Сложнее обстоят дела в квартирах с отсутствующим заземлением. В таком случае действует иная инструкция для подключения:

• Во-первых, ставить общее устройство нельзя.
• Во-вторых, для каждых потребителей нужно предусмотреть защиту отдельными УЗО.
• В-третьих, проводники защитного типа от розеток должны максимально быстро заводиться на защитную клемму.
• В-четвертых, при каскадном подключении верхние защитные приборы должны быть менее чувствительны по сравнению с идущими за ними устройствами.

Устройства защитного отключения позволяют существенно обезопасить человека, исключив получение электротравм вследствие токовых утечек. Устанавливать это прибор собственноручно не рекомендуется. Для качественной и безопасной работы электросети целесообразно привлечь к работе специалистов.

Выбор УЗО по уставке тока утечки и номинальному току

Уставка тока утечки — главная характеристика устройства. Это минимальная величина утечки тока, вызывающая срабатывание аппарата. По этому параметру УЗО делятся на два вида.

К первому виду относятся устройства, защищающие от поражения электротоком:

1. 6 мА. Американский и европейский стандарт. У нас не применяются, поскольку требовательны к качеству проводки;
2. 10 мА. Через них подключаются розетки и электроприемники в помещениях с повышенной влажностью (ванные, бассейны, бани, сауны);
3. 30 мА. Для розеток и приборов в сухих помещениях.

Ко 2-му типу относятся противопожарные УЗО, имеют меньшую чувствительность:

• 100 мА;
• 300 мА;
• 500 мА;
• 1000 мА.

В электрической цепи всегда присутствуют нормальные утечки (дефекты в изоляции, места соединений и пр.) и они тем выше, чем больше длина цепи. Потому нет смысла ставить УЗО чувствительностью 10 или 30 мА, к примеру, на вводе в здание — оно постоянно будет срабатывать.

Сеть объекта разбивают на группы и в каждую устанавливают УЗО с требуемой чувствительностью. На вводе в здание устанавливают устройство с меньшей чувствительностью и задержкой срабатывания (об этом ниже) — для подстраховки.

Другая важная характеристика, как у всех электроприборов вообще, — номинальный ток. Зависит от нагрузки, включаемой в цепь.

Дело в том, что при относительно небольших перегрузках, обычные бытовые автоматические выключатели класса В отключаются далеко не сразу. Время их срабатывания может достигать 60 мин, когда нагреется биметаллическая пластина теплового расцепителя.

Если УЗО рассчитано на тот же номинальный ток, оно в течение этого времени будет работать с перегрузкой, что приведет к выходу из строя.

Рекомендуется выбирать УЗО с номинальным током на ступень выше, чем у защищающего данную группу автоматического выключателя.