УЗО: устройство, виды, подключение с землей и без, причины срабатывания

Типовые схемы подключения УЗО в однофазной сети

На схемах фазный проводник обозначается L, а ноль – N. Также обозначаются и соответствующие клеммы на корпусе УЗО. Для нормального функционирования устройства фазу и ноль необходимо подключать строго по маркировке. После ВД для защиты от тока короткого замыкания устанавливают автоматический выключатель требуемого типа и номинала.

По требованиям ПУЭ к розеткам должна подводиться отдельная заземляющая жила. Но на постсоветском пространстве еще работают схемы без заземления.

Схема подключения УЗО без применения заземления

В схемах без использования заземляющей шины может устанавливаться одно вводное УДТ или группа по линиям. Первый вариант подходит для небольшого числа потребителей, например, в маленькой квартире. Он представлен на схеме ниже.

Групповые ВД выбирают по току срабатывания в зависимости от условий влажности и запыленности в помещении, где расположены подключенные электроприборы.

Схема подключения УЗО с наличием заземления

Наличие заземления (желто-зеленый провод) обеспечивает большую безопасность при эксплуатации электрооборудования. В таких схемах при появлении утечки на металлические корпуса электрических приборов произойдет отключение линии от питающей сети.

В схемах с заземлением номиналы тока утечки нужно выбирать точно, так как ВД чувствительно к потерям на землю. Желательно использовать разбитие на группы, чтобы проще было определять поврежденные линии.

Схема подключения с общим вводным УЗО

Общее УДТ монтируется между вводным автоматическим выключателем и групповыми автоматами. Схема подходит для использования в квартирах или домах при хорошей электропроводке и небольшом числе потребителей.

Схема с одним вводным ВД позволяет сэкономить на устройствах защиты, более проста в практической реализации. Но при срабатывании УДТ отключится весь дом или квартира. Трудно будет определиться с локализацией проблемы, особенно при ложном срабатывании.

Схема подключения общего УЗО и однофазного счетчика

Подвод электроэнергии в дом и квартиру осуществляется через счетчик электроэнергии. На нем есть схема подключений:

• с клеммы № 2 выходит фаза;
• с вывода № 4 отходит нулевой проводник.

Нулевая жила после ВД подсоединяется к нейтральной шине в щитке (N). Отходящая фаза подключается к автоматам.

Схема совместного монтажа вводного и групповых УЗО, прибора учета электроэнергии

Этот вариант сборки щита – расширенная версия предшествующей схемы. Особенность ее состоит в том, что после вводного УДТ фазный провод подключается к автоматам. С них фаза поступает на отдельные УЗО по линиям. Рабочие нули присоединяются к нулевой шине.

Достоинство такой схемы заключается в том, что отключается только проблемная линия, а не весь дом: можно реализовать селективную защиту. Но из-за увеличения числа используемых устройств возрастают расходы на их покупку и монтаж. Также под защищаемое помещение нужно уметь подбирать подходящую по току утечки модель ВД.

Реализация схемы ниже позволяет сэкономить на вводном устройстве. В ней между вводным автоматом и групповыми УЗО нужно еще предусмотреть и счетчик.

Схема подключения с групповыми УЗО

Виды УЗО

Параметры, по которым можно подразделить защитные устройства:

• Способ управления – зависящие и независящие от напряжения;
• Назначение – со встроенной защитой от сверхтоков и без нее;
• Способ установки – стационарные и независимые;
• Число полюсов – двухполюсные (для однофазной сети) и четырёхполюсные (для трехфазной сети).

Электромеханическое УЗО

Электромеханическое УЗО – «ветеран» защиты от утечек тока. Устройство было запатентовано еще в 1928 году. В большинстве европейских стран именно электромеханическое устройство безопасности обязательно к применению в качестве защиты от дифференциального тока.

Наличие напряжения для работоспособности электромеханического УЗО не имеет значения. Источником энергии для выполнения функций защиты является ток утечки, на который реагирует выключатель.

В основе устройства – точность и надежность механики. Магнитный сердечник трансформатора имеет высокую чувствительность, а также температурную и временную стабильность. Его производят из нанокристаллических или аморфных сплавов, которые отличаются высокой магнитной проницаемостью.

Преимущества:

• Надежность – исправное устройство гарантирует 100% срабатывание при утечке тока, независимо от наличия напряжения в сети;
• Сохраняет функциональность даже при обрыве нейтрального проводника;
• Имеет более простую конструкцию, которая увеличивает надежность выключателя;
• Не нуждается во вспомогательных источниках питания.

Недостатки:

Высокая цена (в зависимости от марки цена может трехкратно и даже пятикратно превышать цену электронного устройства).

Электронное УЗО

Внутри устройства расположен усилитель на микросхеме или транзисторе, благодаря чему выключатель срабатывает даже при возникновении незначительного тока во вторичной обмотке. Усилитель увеличивает его до размера импульса, необходимого для активизации реле. Но для работоспособности элементов электронного УЗО необходимо наличие напряжение в сети.

Возникает вопрос о необходимости УЗО при отсутствии напряжения в сети. От чего защищаться? Если напряжение пропало из-за обрыва нейтрального проводника в цепи до УЗО, то на электроустановку по фазному проводнику продолжает поступать опасный для человека потенциал.

Достоинства:

• Низкая цена;
• Компактность.

Недостатки:

• Функционирует только при наличии напряжения;
• Неработоспособен при обрыве нейтрали;
• Более сложная конструкция повышает вероятность выхода выключателя из строя.

УЗО переносное и в виде розетки

Простое решение, способное предохранить от тока утечки – УЗО переносные и в виде розетки. Они удобны при использовании в ванной комнате и других помещениях с повышенной влажностью, могут подключаться в любой из комнат квартиры, где необходимо.

Большинство предлагаемых моделей выполнены в виде сетевого адаптера с розеточным отверстием для вилки. Таким устройством может пользоваться даже ребенок – его подсоединяют непосредственно к розетке, а затем включают электроприбор.

Просты в использовании и удлинители с функцией УЗО, рассчитанные на несколько потребителей.

Существуют модели менее универсальные, они могут использоваться после установки на шнур электроприбора вместо вилки или же устанавливаются вместо обычной электрической розетки.

Преимущества:

• Установка не требует вмешательства в электропроводку;
• Для установки не требуется помощь электрика;
• Срабатывание автоматики позволяет определить, в каком потребителе повреждена изоляция.

Недостатки:

• Использование адаптера в видимых местах вносит дисгармонию в дизайн комнаты;
• В помещении, которое загромождено мебелью и электробытовыми приборами, а пространство перед розеткой ограничено, может не оказаться свободного места для установки адаптера;
• Высокая стоимость – качественный адаптер будет стоить дороже, чем УЗО и розетка, приобретенные отдельно.

УЗО с защитой от сверхтоков (дифавтомат)

Устройство совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя, который предназначен для защиты от сверхтоков (предотвращает проводку от перегрузки и повреждений при коротком замыкании).

Преимущества:

• Экономичность – покупка одного устройства обойдется дешевле, чем двух;
• Занимает меньше места в щитке;
• Экономия времени в процессе монтажа.

Недостатки:

• При выходе выключателя из строя линия будет без защиты и от токов утечки и от сверхтоков;
• В случае срабатывания устройства нет возможности определить, что стало причиной – сверхтоки или ток утечки;
• Ложные срабатывания, вызываемые оргтехникой. Не рекомендуется ставить дифавтоматы на линии, к которой подключены компьютеры и оргтехника.

Это интересно: Мигают дополнительные лампы после подключения

Почему УЗО иногда ложно срабатывает

Не всегда срабатывание дифзащиты происходит из-за аварийной ситуации. Иногда это случается без видимых причин и такое отключение связано с тем, как работает УЗО. Если исключить неисправность самого аппарата, то ложное срабатывание вызвано “штатным” током утечки.

Согласно ПУЭ п.7.1.83 нормой считается 10 мкА на метр длины кабеля и 1,8 мА на киловатт мощности электроприбора и, для предотвращения случайных отключений, для УЗО с уставкой 30 мА, общий запланированный ток утечки не может быть больше 10 мА, а для ванной с дифзащитой 10мА не выше 3,3 мА.

Следовательно, при большой протяженности кабелей дифреле желательно устанавливать рядом с оборудованием, а электроприборы общей мощностью более 5,5 кВт разделять на группы с установкой отдельного УЗО для каждой из них.

Виды УЗО

Виды УЗО

По виду тока, коммутируемого в рабочих цепях, известные образцы УЗО подразделяются на следующие классы:

• Приборы типа «АС» предназначены для работы с переменным током аналоговой формы (синусоида).
• Устройства класса «А» реагируют на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный ток.
• УЗО типа «В» работают со всеми видами токов.

По своей конструкции и способу переключения исполнительного модуля известные защитные приборы делятся на электромеханические и электронные устройства. В первых моделях используются э/м реле обычного типа, в их электронных аналогах – выключатели на полупроводниковых элементах.

Исключения срабатывания

В некоторых случаях устройство защиты может не сработать. Не произойдет отключение, если человека ударит током, но не замкнется на землю. Причиной может стать обувь, которая не проводит электричество. Также не приведет к срабатыванию, если прикоснуться одновременно к проводу с фазой и нулю. Защитное устройство не может распознать в этих ситуациях наличие утечки тока.

УЗО работает от общего питания сети и при условии полной исправности. Если происходит обрыв нуля перед устройством защиты, а фаза под напряжением, то срабатывание не произойдет.

Также неисправности самого устройства могут стать причинами его неработоспособности. Поэтому для безупречной работы устройства защиты и своевременным отключением напряжения в случае опасности необходимо периодически проводить проверку. Для тестирования прибор оборудован специальной кнопкой для этого.

Особенности применения 

Каждое устройство защиты отключения напряжения в сети имеет свои характеристики, которые необходимо учитывать при выборе устройства. Перед установкой нужно рассчитать, какой именно прибор подходит под конкретную электрическую схему. Надо знать номинальную мощность нагрузки в сети, чтобы установленное устройство могло справиться с поставленной задачей защиты. Про устройство защиты, и какие характеристики имеет устройство, написано в инструкции к каждому прибору.

Читайте так же: Электропроводка в квартире своими руками, Как подключить проходной выключатель 

Маркировка УЗО

Маркировка защитных устройств существенно облегчает их выбор для конкретных условий эксплуатации

При прочтении маркировки следует в первую очередь обращать внимание на значение номинального тока, измеряемого в амперах и обозначаемого крупным шрифтом. Более мелкими символами наносится значение дифференциального тока, измеряемого в миллиамперах, который и является током утечки. Вместе с основными параметрами обозначается и тип данного прибора

Вместе с основными параметрами обозначается и тип данного прибора.

Маркировка имеет большое значение. Например, электромеханические УЗО не зависят от величины напряжения и могут нормально функционировать. Электронные приборы, наоборот, полностью зависят от этого фактора. То есть, в первом случае срабатывание происходит даже при отсутствии сетевого напряжения, а во втором – устройство без напряжения не будет работать.

На боковой части корпуса наносится маркировка со схемой подключения устройства, что дает возможность самостоятельного подключения аппаратуры даже начинающим мастерам. Правильная расшифровка маркировки позволяет выбрать прибор под условия эксплуатации в конкретной электрической сети. Большое значение правильный выбор имеет при установке защитных устройств на отдельные участки.

Маркировка конденсаторов

Провод ПВС – расшифровка, характеристики и область применения

Расшифровка маркировки, области применения и монтаж кабеля ВВГ ПНГ (А)

Провод ПУГНП: расшифровка, технические характеристики, применение и монтаж

Маркировка электродвигателей

Расшифровка маркировки проводов и кабелей

Устройство УЗО

Ниже, представлена наглядная схема устройства УЗО, к основным узлам которого относятся:

1.Трансформатор дифференциального тока

2. Электромагнитное реле

3. Механизм расцепителя электрической цепи

4. Механизм проверки

Под номером «5» указана нагузка, это может быть любой электроприбор, например водонагреватель или стиральная машина.

Теперь давайте рассмотрим, как эти элементы участвуют в работе УЗО, как обеспечивается заложенный принцип действия.  

Фазный и нулевой проводники являются встречно включенными обмотками дифференциального трансформатора (1), в штатном режиме работы, при отсутствии утечек, они наводят в сердечнике трансформатора равные, встречно направленные магнитные потоки.

Соответственно, их суммарный магнитный поток равен нулю, как и ток. При этом электромагнитное реле (2), подключенное к вторичной обмотке трансформатора, находится в состоянии покоя.

В случае же, когда происходит утечка электрического тока, по фазному и нулевому проводнику будут протекать различные токи, что вызовет неравенство встречных магнитных потоков на магнитном сердечнике дифференциального трансформатора (1) и образование тока во вторичной обмотке.

При достаточной величине образовавшегося тока, срабатывает электромагнитное реле (2) и воздействует на механизм расцепителя (3), который разорвет электрическую цепь.

При нажатии кнопки ТЕСТ, электрический ток с фазного провода, пройдя сопротивление, попадает на нулевой провод обмотки трансформатора, минуя измерительный трансформатор. В результате чего, ток на входящем фазном проводе и исходящем нулевом получится разным, на вторичной обмотке образуется ток небаланса, запускающий механизм отключения электрической цепи.

Эта схема довольно точно описывает устройство УЗО и, хотя внутренняя конструкция узлов, в зависимости от модели и производителя, может различаться, общий принцип работы остаётся неизменным.

Теперь, зная внутреннее устройство, вы легко сможете определить УЗО на однолинейных схемах электрощитов, ведь в его условном обозначении присутствуют все описанные выше элементы.  

Варианты подключения УЗО к однофазной сети с заземлением и без

При монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций:

• в схеме подключения не применяется заземляющий проводник;
• питающие проводники следует присоединять только к верхним клеммам;
• нейтральные проводники должны присоединяться только к клеммам, имеющим маркировку N;
• ток нагрузки электросети должен соответствовать рабочему току;
• после монтажа следует измерить сопротивление изоляции всей электросети и протестировать работу аппарата с помощью кнопки «Тест».

Схема подключения с использованием заземленияВариант подключения однофазного устройства без заземления

Watch this video on YouTube

Порядок подключения

Подключение УЗО с заземлением и без него

Порядок подключения УЗО в электрическую цепь нормируется действующими стандартами (ПУЭ, в частности). В соответствии с требованиями нормативов место включения прибора определяется с учетом возможности общей или выборочной коммутации питающих линий. Если УЗО используется одно на всю квартиру, оно устанавливается на DIN-рейке электрического щита сразу после электросчетчика и перед линейными автоматами, защищающими отдельные нагрузки.

При применении устройства в качестве селективного элемента оно монтируется в ответвлении от общей линии питания, нуждающейся в особой защите.

Ноль однофазной сети подключается к верхней клемме под обозначением «N», а отводится от нижнего контакта, имеющего аналогичную маркировку. Для случая установки 4-х полюсного прибора в трехфазной линии питания количество фазных контактов увеличится втрое (клеммы N, к которым следует подключать землю, останутся без изменения).

О фильтрах

Один из главных источников сбоя в работе УЗО — помехи от бытовой техники. И бороться с ними помогают ферритовые поглощающие фильтры.

Важно: Ферритовые кольца для таких фильтров продаются в отделах радиоэлектроники. На одном кольце фильтр вставляется в «шумящую» установку, поближе к сетевому вводу

Но выполнить это качественно по силам только квалифицированному специалисту. Заниматься самодеятельностью в этом вопросе не стоит

На одном кольце фильтр вставляется в «шумящую» установку, поближе к сетевому вводу. Но выполнить это качественно по силам только квалифицированному специалисту. Заниматься самодеятельностью в этом вопросе не стоит.

Все, что можно сделать своими руками, это надеть несколько колец на сетевой шнур. А чтобы не резать для этого фирменный литой кабель, достаточно будет приобрести вилку и гнездовую колодку, а также взять небольшой отрезок провода на три жилы. Или купить готовый сетевой шнур, оснащенный ферритовыми насадками, поглощающими помехи. Будет дороже, но надежнее.

Номинальный отключающий ток УЗО

Номинальный отключающий ток УЗО I∆n (уставка) – это ток при котором УЗО срабатывает (отключается). Величина уставок УЗО – 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА. Следует отметить, что ток неотпускания, когда человек уже не может самостоятельно разжать руки и отбросить провод, составляет 30 мА и выше. Поэтому для защиты человека от поражения тока, выбирают УЗО с отключающим током 10 мА или 30 мА.

Номинальный отключающий ток УЗО I∆n или ток утечки также указывается на лицевой панели УЗО.

УЗО 10 мА используют для защиты электроприемников во влажных помещениях или мокрых потребителей, т.е. стиральные и посудомоечные машинки, розетки которые находятся внутри ванны или туалета, свет в ванной, теплый пол в ванной или туалете, свет или розетки на балконах и лоджиях.

СП31-110-2003 п.А.4.15 Для сантехкабин, ванных и душевых рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА, если на них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например при использовании одной линии для сантехкабины, кухни и коридора, следует использовать УЗО с номинальным дифференциальным током до 30 мА.

Т.е. УЗО с уставкой 10 мА устанавливают на отдельный кабель, к которому подключается только стиральная машинка. Но если от кабельной линии еще запитаны другие потребители, например, розетки коридора, кухни, то в этом случае устанавливают УЗО с током срабатывания (уставкой) в 30 мА.

УЗО с током утечки 10 мА у АВВ выпускают только на 16А. У Шнейдер Электрик и Хагер, есть в линейке продукции УЗО на 25/10 мА и 16/10 мА.

УЗО 30 мА устанавливают на стандартные линии, т.е. обычные бытовые розетки, свет в комнатах и т.д.

ПУЭ п.7.1.79.В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители).

УЗО 100, 300, 500 мА называют противопожарными, такие УЗО не спасут вас от смертельного удара током, но уберегут квартиру или частный дом от возникновения пожара из-за неисправностей в электропроводке. Такое УЗО на 100-500 мА устанавливаются в вводных щитках, т.е. в начале линии.

В США используют УЗО с номинальным отключающим током 6 мА, в Европе до 30 мА.

Следует отметить, что УЗО отключается в пределах уставки 50-100%, т.е. если у нас УЗО на 30 мА, то отключаться оно должно в пределах 15-30 мА.

Есть проектировщики, которые продвигают двойные диф. защиты “мокрых” потребителей. Это когда, например стиральная машинка, подключена к УЗО 16/10 мА, которое в свою очередь подключено к групповому УЗО 40/30 мА.

В итоге, что мы получим? При малейшем “чихе” стиральной машинки, мы отключаем всю группу автоматов (свет кухни, бойлер и свет комнаты), т.к. в большинстве случаев неизвестно, какое сработает УЗО 25/30 мА или 16/10 мА, либо сработают оба.

Согласно свода правил по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий:

СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.

Но справедливости ради, следует отметить, что если электропродка смонтирована качественно, то УЗО не срабатывают годами. Поэтому в данном случае – последнее слово за заказчиком.

Схемы подключения ВДТ

Как выбрать?

Выбирая УЗО, необходимо учитывать типы устройств, схему соединения, а также законы по которым работает устройство. Устройства защитного отключения имеют различные модификации. Каждая модификация такого устройства предназначается для цепей определенного типа. Существуют следующие типы УЗО:

1. АС – Очень чувствительный прибор, реагирующий синусоидальные колебания тока, который имеет очень маленькое значение.
2. А – этот тип устройства предназначается для цепей, которые работают по синусоидальным законам. Также, в этом случае УЗО улавливает разницу колебаний пульсирующего тока (тока выпрямителя).
3. В – самый прогрессивный тип устройств защитного отключения, реагирующий на токи синусоидальной, пульсирующей и сглаженной формы.

Практика показывает, что чаще всего покупатели отдают предпочтение компании «Энергомера». Например, устройство Энергомера УЗО ВАД2 однофазное, предназначается для сверхтоков и выдерживает большие токи перегрузки. Также, УЗО вад2 однофазное имеет:

• Надежные технические характеристики;
• Компактные габаритные размеры;
• Дистанционное управление;
• Срок службы от 10 лет.

Включение УЗО в однофазную сеть даёт возможность обезопасить человека от поражения электрическим током. В этот момент общая безопасность цепи позволяет избежать резких перепадов тока, которые негативно воздействуют на электрические устройства.

Наиболее популярными производителями считаются: Abb, Hager, Legrand, Schneider Electric, Moeller/Eaton, Doepke.

Таким образом, подключение УЗО к однофазным сетям, является необходимым условием для обеспечения безопасности. Используя правильную схему подключения, автоматические выключатели, вы можете обезопасить себя и своих близких.

Где размещают

Теоретически УЗО можно ставить где угодно, но почти всегда его размещают в шкафу вместе с вводным автоматом и счетчиком. Есть типоразмеры на болтовое крепление для застарелых типов шкафов, но в современных условиях чаще используют новые, более удобные изделия с DIN-рейками и аппараты, соответствующие им. Надо всего лишь защелкнуть изделие на специальную планку. Даже если шкаф старый, есть специальные наборы для снабжения его DIN-рейками, иногда их приваривают. А также есть модели с универсальными креплениями, подходящими как для болтов, так и для планки.

Несомненное достоинство современных типоразмеров автоматики — компактное исполнение. Такие аппараты являются плоскими коробочками, модулями без выступов, их можно ставить в ряд, группировать.

Монтаж в частном доме, в квартире УЗО своими руками возможен при минимуме опыта: надо всего лишь правильно его подобрать, защелкнуть на рейку и подвести контакты к клеммам сверху, снизу.

Основные параметры

После названия бренда на корпусе обозначены основные номиналы и рабочие характеристики УЗО.

Название и серия модели

Обратите внимание, что вы не всегда увидите здесь буквы RCD, некоторые производители называют это устройство VDT (устройство остаточного тока).
Номинальное напряжение и частота. В российской энергосистеме рабочая частота составляет 50 Гц

Номинальное напряжение составляет 220-230 В для однофазной бытовой установки. В односемейном доме иногда требуется трехфазная система, а рабочее напряжение составляет 380 В.

Характеристики УЗО на видео:

1. Номинальный рабочий ток, это максимальное значение, которое способно коммутировать УЗО.
2. Номинальный остаточный ток. Это значение, при котором устройство сработает.
3. Предел рабочей температуры УЗО (мин. — 25 градусов, макс. + 40 градусов).

1. Другим значением тока является номинальный ток повреждения. Это максимальный ток повреждения, который устройство выдержит и не отключится, но только если последовательно с ним установлен соответствующий автоматический выключатель.
2. Номинальное время срабатывания. Это интервал времени от внезапного возникновения утечки тока до момента, когда она должна быть погашена всеми полюсами УЗО. Допустимый предел составляет 0,03 с.
3. На корпусе должна быть нарисована схема УЗО.