УЗО что это такое в электрике: принцип работы, схема подключения

Что такое УЗО

Технически отключающее устройство представляет собой механическое устройство, предназначенное для автоматического прерывания электрической цепи при появлении в ней определенного тока небаланса. Такие устройства давно используются профессионалами и доступны во многих моделях: электрики хорошо знакомы с их типами, устройством и принципами работы. Но при установке домашних цепей домовладельцы и нанятые ими мастера часто не до конца понимают, для чего нужно УЗО, и пренебрегают его установкой в ​​цепи, лишая сеть мощной защиты.

особенно важно установить УЗО в цепях питания влажных помещений — в ванной, сауне, бане и тому подобное. Установленные электрические розетки и инженерные сети подвергаются большему риску, поэтому защита сети ванной комнаты абсолютно необходима.

Механизм защищает от:

• возгорание из-за проблем с питанием;
• поражение человека электричеством из поврежденной цепи.

Одна из главных инженерных забот электрика — защитить людей от поражения электрическим током. Его решение потребовало много времени и технических исследований. Фактически, даже несмотря на то, что обычные автоматические выключатели идеально контролируют ток нагрузки, они не спасут от опасности человека, который коснется токопроводящей части или кабеля высокого напряжения. Кроме того, эти устройства не способны своевременно реагировать на токи утечки, связанные с нарушением целостности изоляции кабельных систем, и эффективно защищать от возгораний, возникающих по этой причине.

Ситуация улучшилась после разработки УЗО. Они контролируют дифференциальный ток и отключают цепь, когда он достигает определенного установленного значения. Эти устройства получили название УЗО-Д (дифференциал). В советское время УЗО-Д производила промышленность страны на Гомельском электротехническом заводе. В настоящее время на рынке представлены образцы как импортного, так и российского производства.

Также есть УЗО, сочетающие в себе УЗО и привычный переключатель. Они очень популярны для домашней установки.

Виды и типы

Современные производители предлагают самые разные типы и типы УЗО. Двумя наиболее популярными типами устройств с точки зрения внутренней конструкции на рынке электротехнической продукции являются электромеханические (они не зависят от силы тока) и электронные (do). Также различают селективные и противопожарные устройства.

Электромеханическое

Электромеханические УЗО широко применяются и используются в электрических цепях переменного тока. Что вызвало это? Дело в том, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при малейшем напряжении.

Этот тип УЗО считается стандартом качества во многих странах и является обязательным для широкого применения. Ничего удивительного, ведь такое УЗО сработает даже при отсутствии нуля в сети и может спасти кому-то жизнь.

Электронное

Такие УЗО легко найти на любом строительном рынке. Их отличие от электромеханических — внутри платы с усилителем, для работы которого требуется мощность.

Однако у таких УЗО, как уже говорилось, есть огромный недостаток — не факт, что они будут работать с пропаданием тока (все зависит от напряжения в сети). Если ноль перегорел и фаза осталась, опасность поражения электрическим током никуда не денется.

ПРИМЕЧАНИЕ! Речь идет о достоинствах и недостатках УЗО в целом, а не о конкретных моделях. Если вам очень «повезет», вы можете стать обладателем некачественного УЗО, как электромеханического, так и электронного.

Селективное

Основное отличие селективного УЗО от его «аналогов» заключается в наличии в схеме отсчета времени отключения цепи, питающей нагрузку, то есть селективности. Часто этот параметр не превышает 40 мс. Из этого можно сделать вывод, что селективные устройства не подходят для защиты от повреждений при прямом контакте.

Еще одна особенность селективных агрегатов — хорошая устойчивость к скачкам тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний практически равна нулю).

Противопожарное

Как следует из названия, такие УЗО используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения пожаров. Однако они не могут защитить человека, так как ток утечки, на который они рассчитаны, составляет 100 или 300 мА.

Обычно эти агрегаты устанавливаются в щитах учета или распределительных щитах пола. Их основная задача:

• защита входного кабеля;
• защита линий потребления, в которых не установлена ​​дифференциальная защита;
• в качестве дополнительного уровня защиты (если базовое устройство внезапно перестанет работать).

Где купить

Оптимальная защита

Используя комбинацию УЗО и обычного автоматического выключателя, можно обеспечить защиту от остаточных токов и перегрузок сети. Существует комбинация УЗО, автомата (УЗО + автомат) и АВДТ, что означает автоматический выключатель дифференциального тока (дифавтомат), позволяющий достичь максимальной степени защиты электрической сети. Чтобы выбрать любую комбинацию устройств, нужно учитывать основные отличия. Также следует изучить основные проблемы домашней сети, которая не является безопасной.

АВДТ или дифавтомат включает в свое устройство УЗО и автоматический выключатель (АВ). Скорость срабатывания выше, чем у УЗО, и составляет примерно 0,04 с. Некоторые модели имеют оперативную память (RAM) и поэтому могут быть активированы, если цепь исправна. Их следует включать не сразу, а через некоторое время.

Домашняя сеть без защиты

Выбор комбинации устройств защиты должен основываться на общих недостатках незащищенной сети. Также необходимо учитывать момент, когда в доме никого нет, и любая перегрузка сети может привести к короткому замыканию и возгоранию в проводке. Этот фактор может привести к пожару. Основные проблемные места незащищенной электросети:

1. Перегрузка.
2. Короткое замыкание.
3. Дифтоки.

Если в электрической сети есть перегрузка, то в этом случае электропроводка не рассчитана на питание потребителей, подключенных к этому участку цепи. Чаще всего разводка старой конструкции и при подключении мощного потребителя электроэнергии нагревается, оплавляет розетки и замыкает накоротко. Основной метод решения этой проблемы — подключение допустимой мощности, но угадать это сложно из-за старого возраста проводки и поэтому проводку меняют.

Короткое замыкание (КЗ) происходит при максимальном токе и с очень низким сопротивлением. У этого физического явления может быть много причин: прикосновение к проводам под напряжением, попадание пыли, металлических частиц и так далее. Возникновение короткого замыкания приводит к перегреву и оплавлению электрических проводов, возгоранию и поломке бытовой техники.

Когда возникает ток утечки, возникает явление паразитного тока, при котором человек может получить повреждения, короткое замыкание и перегрев электропроводки.

Критерии выбора

Выбирая устройство для электрозащиты, нужно руководствоваться некоторыми правилами. К основным критериям выбора устройств комплексной защиты относятся: конструкция, простота установки, габариты и вес, стоимость, сложность возникновения и диагностики неисправностей, простота подключения.

Для монтажа используются специальные панели, состоящие из модулей. При использовании пары УЗО на одну фазу и переключателей (по 1 на фазу) в панели занимаемое место занимают 3 модуля (1 УЗО и 2 автоматики). Для дифавтомата требуется всего 2 модуля, но есть модели, которые занимают 1 место. Поэтому при необходимости защиты нескольких линий следует делать выбор в пользу дифавтомата.

установить автомат УЗО + 2 и дифавтомат несложно, благодаря удобным фиксаторам и конструктивным особенностям, но при установке есть свои нюансы. На рисунке 3 представлена ​​схема подключения дифавтомата.

Рисунок 3 — Вариант подключения дифавтомата.

Диагностика неисправностей играет важную роль при выборе УЗО или дифавтомата. Общий принцип работы УЗО основан на разомкнутой цепи защищаемой цепи. Если защита сработала, нужно выяснить причину срабатывания. При установке пары УЗО + автоматический выключатель (AB) причину можно найти быстро. При срабатывании УЗО в цепи появляется ток утечки, а при срабатывании автоматического выключателя — перегрузка цепи или короткое замыкание.

С установленным дифавтоматом выяснить почему становится сложнее, но дорогие модели идут с индикацией утечки или короткого замыкания и перегрузки цепи. Если дифавтомат выходит из строя при частых отключениях, элемент термозащиты приходит в негодность. Отремонтировать дифавтомат невозможно и придется покупать новый. Пара УЗО + АВ может выйти из строя АВ, что относительно дешево по сравнению с дифавтоматом.

Еще один критерий выбора — стоимость. Стоимость RCD + 2AV меньше RCBO. Также следует учитывать фактор отказа — купить АВ или УЗО дешевле, чем дифавтомат. Рекомендуется покупать качественные устройства, так как при покупке дорогого устройства проблем не возникает. Во всех случаях компании-производители дают гарантию качества на дорогие товары.

Например, рассмотрим следующую ситуацию: необходимо защитить 10 линий, состоящих из 5 групп УЗО и АВ. Общая стоимость рассчитывается следующим образом: 5 * (стоимость 1 единицы УЗО) + 10 * (стоимость 1 АБ). Для защиты этой линии вам понадобится 10 * (стоимость 1 RCBO), так как на 1 линию требуется 1 RCBO. Подставляя затраты в формулы расчета, делается вывод: дифавтоматы использовать не следует, так как они финансово невыгодны. При подключении RCD + 2AV можно сделать больше ошибок, чем при подключении RCBO. Однако если все делать аккуратно, разница видна только в скорости соединения.

Как это работает

Принцип работы УЗО в однофазной сети прост. Устройство обнаруживает электрические токи утечки, идущие на «землю», и отключает цепь. Обнаружение производится по разнице видов токов:

• вывод энергии от УЗО;
• вернуться к электрической системе.

В исправной электрической сети эти токи имеют одинаковую силу, но направление должно быть противоположным. Если по какой-то причине произойдет утечка (нарушение изоляции, контакт с проводом и другие ситуации), часть электричества пройдет по новому «каналу» на «землю». Ток, протекающий через УЗО, будет меньше выходного тока. То же самое произойдет после того, как определенная часть, например, корпус или другие токопроводящие детали, окажется под электрическим напряжением.

Разницу в показаниях тока регистрирует трансформаторный блок с кольцевым сердечником. Внутри находится первичная обмотка (нейтраль и фаза). Вторичная обмотка подключена непосредственно к приводу, который размыкает электрическую цепь. Схема будет работать без присутствия человека как источника неисправности, обнаружит утечку и отключит питание от поврежденной линии.

Принцип работы двухфазного УЗО-Д описан выше. Также есть трехфазные устройства защиты: они обнаруживают потери и дисбалансы в распределении нагрузок. Это более совершенные устройства, обеспечивающие дополнительный уровень защиты.

Конструктивное исполнение УЗО

Дополнительные функции механизма защиты помогут вам понять принцип УЗО, то есть воспроизводимый отклик устройства на утечку тока.

Ключевые рабочие узлы включают в себя:

• трансформатор дифференциального датчика;
• пусковой орган — механизм, прерывающий неправильно функционирующую электрическую цепь;
• электромагнитное реле;
• блок управления.

К датчику подключены противоположные обмотки — фаза и ноль. Во время нормальной работы сети эти полупроводниковые элементы формируют в сердечнике магнитные потоки, имеющие противоположное направление друг к другу. Благодаря этому магнитный поток равен нулю.

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, на котором размещены две катушки: первичная подключена к источнику переменного тока, вторичная — к нагрузке. Во сколько раз трансформатор увеличивает напряжение переменного тока, во столько же раз уменьшается сила тока

Электромагнитное реле подключено к вторичной обмотке, намотанной на магнитопроводе трансформатора. Если сеть соответствует стандартным условиям эксплуатации, она не используется.

Когда возникает ток утечки, вся работа резко меняется. Фазный и нейтральный проводники начинают пропускать разное количество тока. Теперь также величина силы и направление магнитных потоков на сердечнике трансформатора будут иметь разные параметры.

Во вторичных витках появляется ток, и при достижении заданных значений воспроизводится работа электромагнитного реле. Он совмещен с механизмом спуска. Этот луч реагирует в нужный момент и отключает электросеть.

Согласно требованиям пожарной безопасности контрольные проверки устройства дифференциальной защиты проводятся регулярно, не реже одного раза в месяц. Для этого в приборе есть специальная кнопка «ТЕСТ»

Испытательный узел представлен механизмом сопротивления: некая нагрузка подключается в обход дифференциального датчика. Этот элемент имитирует ток утечки и, таким образом, контролирует работу устройства. Подробнее о методах верификации мы рассказали в этой статье.

Принцип работы УЗО заключается в следующем: подача питания от фазной линии на управляющий резистор, а затем на нейтральный провод, в обход датчика.

Таким образом, создаются условия для разных токовых индикаторов на входе и выходе устройства. Этот дисбаланс должен привести к запуску установки пожаротушения.

В зависимости от разработчиков схема устройства может отличаться, однако принцип работы УЗО будет одинаковым для всех моделей.

Пример работы УЗО

Приведем небольшой пример типового УЗО-Д. Данный:

• двухпроводная схема питания 220 В, незаземленная;
• в качестве потребител�