Схема подключения УЗО к трехфазной сети
УЗО представляет собой коммутационный прибор, отключающий от электропитания сеть, либо ее участок, в случае, если дифференциальный ток превышает заданный показатель.
Называть данный прибор могут 3 и более терминами: «устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным током, выключатель дифференциального тока» и так далее.
Но как бы его не называли, все использующиеся сегодня в мире УЗО необходимы для выполнения 2 функций:
- защита человека от удара током вследствие прямого или непрямого касания;
- предотвращение пожара, который может случиться в результате возгорания проводки.
УЗО призваны нейтрализовать токи при различных повреждениях электрических установок. Подключение УЗО в соответствии со схемой является только частью комплексных мер, но иногда кроме УЗО никакие другие средства не способны предоставить надежную защиту, к примеру, при снижении степени изоляции, маленьких показателях тока замыкания, и срыве нулевого защитного проводника.
Использование предохранителей (автоматов защиты) – вещь нужная и целесообразная, но они разъединяют цепь при коротких замыканиях либо сверхтоках, в которых значения тока более высокие, чем «необходимо» для летального исхода человеку при поражении током. Если же говорить об устройствах защитного отключения, то они устраняют даже самые маленькие по значению токи, и срабатывают буквально мгновенно – для этого им необходимы миллисекунды.
Подключение – шаг за шагом
Итак, с тем, что представляет собой УЗО и для чего оно нужно, разобрались, теперь поговорим о схеме подключения 4-полюсного УЗО к 3-фазной сети с задействованием нейтрали.
В большинстве случаев пользуются именно такой схемой, поэтому о ней и пойдет речь.
Если сравнивать с подключением к однофазной сети, то в нашем случае все работы и монтажные мероприятия выполняются практически также, но есть важное отличие – применяется четырехполюсное УЗО, а не двухполюсное оборудование. Совет. Совет
Совет
4 приходящих провода (которым соответствуют фазы А, В, С, а также ноль) соединяем с устройством защитного отключения аналогичным образом с схемой подключения, приведенной ниже.
Схема подключение также указана в техническом паспорте УЗО или непосредственно на корпусе изделия.
Приборы различных компаний-изготовителей могут по-разному подключатся в связи с разным размещением нулевой клеммы (она может находиться с левой стороны или с правой).
Подключение проводников фаз не имеет большого значения, главное – грамотное и технически правильное подсоединение соответствующих входов и выходов.
А вот чтобы защитить людей от ударов тока следует поставить на отходящих линиях (либо группах линий) двухполюсные однофазные УЗО, реагирующие на утечку по току 10-30 мА.
Таким образом будет обеспечена не только пожарная безопасность, но и безопасность здоровья и жизни людей.
Данная схема подключения подходит не только для защиты одной 3-фазной сети. Она также является прекрасным решением для 3 однофазных сетей. Но вы должны понимать, что в последнем случае каждый ноль отдельной сети должен подсоединяться к выходной клемме N УЗО. На приведенной схеме присутствует все вышесказанное, поэтому проблем у вас возникнуть не должно.
Обратите внимание
Электромонтаж выполняется в соответствии с привычками и познаниями электрика, однако специалисты советуют соединение нулей разных однофазных сетей осуществлять посредством нулевой шинку, установка которой выполняется легко и просто на DIN-рейке.
Подводя итоги статьи о подсоединении четырехполюсного УЗО к трехфазной сети с применением нейтрали, хотелось бы сказать, чтобы вы были внимательны на протяжении всех работ, однако особого внимания требуют 3 момента:
- правильное подсоединение нулевых и фазных проводников;
- соответствие цветовой маркировке проводов;
- выполнение рабочих мероприятий строго со схемой подключения, без внесения «личных корректировок», которые могут привести к неправильной работе УЗО.
Схема подключения УЗО к трехфазной сети
0,00 / 0
ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗО
1. Производитель
2. Наименование модели. В данном случае буквы «ВД», в названии модели, означают Выключатель Дифференциальный
3. Рабочий ток. Максимальная величина тока, который данное УЗО может коммутировать. Другими словами, если на линии, которое защищает УЗО с рабочим током 25А будет нагрузка 30А, устройство выйдет из строя.
4. Параметры электрической сети. Здесь указываются два основных параметра под которые рассчитанное данное устройство: напряжение – 230В и частота – 50Гц. Это стандартные характеристики для бытовой электросети в России.
5. Ток утечки. Величина тока утечки, при котором сработает УЗО.
6. Тип УЗО. В данном случае это устройство «АС», для переменного тока. Подробнее все типы мы рассмотрим далее.
7. Рабочий температурный диапазон. От -25 до +40 градусов Цельсия.8. Номинальный условный ток короткого замыкания. Это величина возможного тока при КЗ, которое сможет выдержать УЗО без потери работоспособности, если будет защищена автоматическим выключателем соответствующего номинала.
9. Схема устройства УЗО
В зависимости от производителя, маркировки на устройствах могут незначительно отличаться, добавляться или убираться некоторые характеристики. Но основа везде одинакова и такие важные показатели как рабочий ток и ток утечки, указываются всеми и всегда.
Как вы уже поняли, обилие указываемых характеристик говорит о том, что УЗО бывают разными. В следующей части статьи мы подробнее рассмотрим все основные виды современных УЗО и области их применения. Эта информация поможет вам правильно выбрать дифференциальный выключатель тока для каждого конкретного случая.
Назначение
Устройства отключения выпускаются двух видов:
- Для защиты людей, животных от удара электротоком. Минимальное значение для отключение прибора – 10 мА и 30 мА. Последний является наиболее распространенным. Первый предназначен для помещений с высокой влажностью, его больше всего устанавливают в ванных комнатах. Одно УЗО в экономичных целях обычно обслуживает несколько потребителей. В случае отключения прибора утечку можно обнаружить методом поочередного включения электрических устройств.
- Для предотвращения пожаров. Приборы имеют более грубую отсечку: 100 мА, 300 мА или 500 мА. Такой номинал отключения не защищает людей от поражения, поскольку 50 мА уже опасен для здоровья. Почему же подобные устройства называют противопожарными? Оказывается, что при повреждении изоляции проводки или сетевой перегрузке возможно короткое замыкание, возгорание. При возникновении чувствительной утечки тока УЗО отключит электроснабжение во всем здании, чем предупредит короткое замыкание, и, как следствие, воспламенение. Противопожарное устройство устанавливается непосредственно сразу после электросчетчика.
Важно! В случае необходимости, для обеспечения стабильности некоторых приборов (например, холодильник, электрический котел, компьютер), нужно рассматривать вариант установления отдельного УЗО
Схема подключения УЗО в квартире
Электрики советуют устанавливать УЗО только на оборудование, требующее соблюдение повышенных норм безопасности, для примера – стиральная машина, бойлер, электрическая плита, СВЧ печь. Освещение в квартире через УЗО подключать не нужно, так как при перегорании обычных ламп будет происходить отключение электричества во всей квартире.
Рассмотрим, по какой схеме можно подключить это устройство в квартиру.
Подключение УЗО проводится по двум распространённым схемам — TN-C и TN-C-S:
- TN-C система.Схема TN-C
Самая популярная, состоящая из одного общего проводника, выполняющего роль заземления и одного рабочего нулевого проводника. Эта схема является одной из самых надёжных.
TN-C-S система.
Эта схема включает в свой состав нулевой и заземляющий провода, объединенные в один общий проводник, разделяемый после ввода в помещение на два проводника N(ноль) и PE (заземление). Этот вариант реже встречается в нашем жилищном строительстве.
Схема TN-C-S
Виды и типы
Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.
Электромеханическое
Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.
Как выглядит
На лицевой панели УЗО есть переключатель, при помощи которого можно вручную разрывать цепь или приводит устройство в рабочее состояние. На передней панели также есть кнопка «Тест», предназначенная для тестирования работоспособности устройства защиты. При ее нажатии подключается цепь содержащая резистор, которая эмитирует возникновение утечки. Если прибор исправен, он отключит питание — «рубильник» опустится вниз, размыкая контакт.
Внешний вид УЗО и назначение элементов
В верхней и нижней части устройства есть гнезда для подключения проводов. Вверху подключаются провода, подводящие питание, внизу — линии, которые идут к нагрузке или к нижестоящим устройствам. Через УЗО проходят и фазные провода, и ноль (нейтраль). То есть, при срабатывании, питание отключается полностью.
На корпусе имеются надписи, которые отражают основные параметры. Крепится УЗО на DIN-рейку, для этого есть специфической форы выступы на задней поверхности корпуса. Способы фиксации зависят от фирмы-производителя. Есть модели, которые просто навешиваются, есть с фиксацией при помощи прижимного клапана.
Как обеспечить качественную защиту
Несмотря на явную пользу УЗО, без автомата защиты обойтись не получится. УЗО не реагирует ни на сверхтоки (короткие замыкания), ни на перегрузку. Оно отслеживает только ток утечки. Так что для безопасности проводки необходим еще и автомат. Эту пару — автомат и УЗО — ставят на входе. Автомат обычно стоит до счетчика, защита от утечек — после.
Вместо пары — УЗО+автомат, можно использовать дифференциальный автомат. Это два устройства в одном корпусе. Дифавтомат отслеживает сразу и ток утечки, и короткое, и перегрузку. Его ставят, если есть необходимость в экономии места в щитке. Если такой необходимости нет, предпочитают ставить отдельные устройства. Проще определять повреждение, дешевле замена при выходе из строя.
Для полной защиты электропроводки требуется еще и автомат
Шаг №10 Производитель
Здесь мы не будет советовать конкретный бренд, хороших фирм и так достаточно, и все они на слуху:
ABB
Schneider
Hager и т.п.
Самое главное в этом деле, чтобы все УЗО в вашем щитке были от одного производителя, а не представляли из себя “сборную СССР”.
На этом выбор можно считать завершенным. Когда вы определились с количеством, токами утечки, номинальным током и другими многочисленными параметрами, представленным в пошаговом чек-листе, можете смело идти в магазин и говорить продавцу конкретные характеристики требуемого аппарата защиты.
https://youtube.com/watch?v=HBOuHPYQ0uw%3F
Стандарты
Как упоминалось выше, требования к УЗО приведены в различных ГОСТах. Действие пакета относящейся к УЗО-Д документации охватывает используемые в защите от поражения током и негативных последствий утечки приборы переменного тока с напряжениями до 440 В и силой до 200 А. Среди этих документов:
- ГОСТ Р 50807-95 — классифицирует, приводит характеристики УЗО и содержит проверочные мероприятия и методики;
- ГОСТ Р 30331.3 — определяет правила применения.
Стандарты аналогичны международно принятым и несут всю необходимую информацию. Отметим, что ГОСТ Р 50807-95 относит к УЗО-Д только механические электрокоммутационные приборы/комплексы.
Устройство
Устройство УЗО предполагает наличие:
- датчика утечки;
- поляризованного магнитного реле.
В основе действия прибора лежат законы, основывающиеся на входящей и выходящей электроэнергии в замкнутых цепях с предельно большими нагрузками. Это свидетельствует о том, что у тока должно быть только одно значение, вне зависимости от фазы прохождения.
Внутри устройства находятся три магнитные катушки. Через первую проходит фаза, через вторую нуль. Ток создает магнитные поля на входе и на выходе катушек прибора.
Если все работает, как должно, взаимные поля уничтожают друг друга. Если на одной из катушек происходит нарушение баланса, то есть образуется утечка тока, то это приведёт к действию третей катушки, имеющей реле для отключения питания.
Характеристики УЗО
Стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) дает рекомендуемые или предпочтительные значения характеристик УЗО-Д, и производители, желающие сертифицировать свою продукцию в системе ГОСТ Р должны придерживаться этих значений, но также они вправе выпускать продукцию и с другими показателями (в этом случае они не получат сертификата соответствия ГОСТ Р 50807-95). Полный перечень характеристик имеется в этом же ГОСТе, здесь будут показаны только некоторые основные. Для важнейших характеристик стандарт предлагает следующие величины.
Таблица 1
| НАИМЕНОВАНИЕ | ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ |
| Номинальное напряжение Un | 100, 110, 120, 200, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 440(В) |
| Номинальный ток In | 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 (А) |
| Номинальный отключающий дифф. ток In | 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3; 5; 10; 20 (А) |
| номинальный неотключающий дифф. ток I∆n | 0,5 In |
| предельный неотключающий ток при нарушении симметрии фаз | 6 In. |
Время отключения УЗО определяется его конструкцией и зависит от значений номинального тока и номинального отключающего дифф. тока. В ГОСТ Р 50807-95 имеются соответствующие таблицы, в качестве ориентира покажем время отключения устройства с номинальным отключающим дифф. током 0,030 А. При непосредственном прикосновении, вызвавшим дифф. ток номинального значения устройство сработает за 0,5 с, при двойном превышении номинала за 0,2 с, при дифф. токе 0, 25 А (восьмикратное превышение) УЗО-Д отключится за 0,04 с.
Причины срабатывания УЗО
Срабатывание дифзащиты не всегда происходит из-за неисправностей электропроводки или попадания человека под высокое напряжение. Условно все причины отключения можно разделить на ложные и аварийные.
К ложным случаям можно отнести следующие ситуации:
- Неисправность кнопки «ТЕСТ». Эта кнопка производит проверку работоспособности защиты. Для этого при её нажатии производится подключение резистора к одной из катушек внутри дифреле. При залипании контактов кнопки происходит аварийное отключение при подаче питания и отключенных отходящих проводах.
- Неисправен механизм УЗО. При неисправности рычажного механизма отключение происходит независимо от наличия напряжения, при хлопке дверью или ударах по стене. Для проверки можно постучать ручкой отвёртки по корпусу устройства.
- Неправильное подключение прибора. При использовании вместо нейтрального проводника заземляющего отключение происходит при включении любого из электроприборов, подключённых к устройству. Если все аппараты отключены, а лампы выключены, то аварийное срабатывание защиты отсутствует.
Кроме ложных отключений существуют аварийные ситуации, при которых срабатывание защиты необходимо. В этих случаях отключение может спасти жизнь людям или дом от пожара:
- Попадание человека по высокое напряжение. При этом через тело начинает идти ток утечки и отключение УЗО прекращает его воздействие на организм.
- Нарушение изоляции. Происходит из-за попадания в электроприбор или переходную коробку влаги или разрушения изоляции.
Классификация УЗО
Рассмотрим, какие бывают защитные устройства в соответствии с ГОСТами.
По способу действия они делятся на:
- УЗО со вспомогательным источником электропитания;
- без дополнительного источника;
- с автоматическим включением после восстановления поступления питания от источника;
- без автоматического включения;
- с выключением после обнаружения опасной ситуации отказа источника;
- без такого автоматического выключения.
По типу установки:
- стационарные УЗО, монтирующиеся на стандартную постоянную электропроводку;
- переносные — монтируются на гибкие кабели и удлинители.
По количеству полюсов:
- однополюсные двухпроводные УЗО;
- устройства с двумя полюсами;
- трехпроводные двухполюсные модели;
- трехполюсные защитные системы;
- четырехпроводные трехполюсные модели;
- четырехполюсные УЗО.
Выделяют классификацию по типу защиты от появления сверхтоков на полюсах и перегрузок:
- без предохранения от сверхтока и с таковой;
- без встроенной системы защиты от перегрузки;
- с защитой от коротких замыканий цепи (КЗ).
По возможностям настройки значения ДТ отключения:
- регулируемые — с дискретной подстройкой;
- нерегулируемые УЗО.
По устойчивости к импульсным напряжениям:
- с выключением прибора после появления импульсного тока;
- стойкие к возникновению импульсного напряжения.
Еще одна важная характеристика — контроль постоянной компоненты дифференциального тока (ДТ). Существуют несколько разновидностей УЗО:
- АС. Они отключаются при возникновении или постепенном увеличении синусоидальных ДТ;
- А. Эти модели отключаются от синусоидальных дифференциальных токов и пульсирующих постоянных. Бывают разновидности с выключением от пульсирующих с уровнем до 0.006А и контролированием угла смещения фаз;
- B. Аналогично А они размыкают цепь при синусоидальных переменных и постоянных ДТ — включая модуляции потока до 0.006 А. Кроме того, тип B умеет выключаться от постоянных ДТ с выпрямителем.
Рассмотренные типы и признаки классификации определяют выбор УЗО в конкретной ситуации, способ и место установки, и прочие важные детали проектирования электросети. Помимо приведенных выше, имеются и некоторые общие характеристики, приведенные в таблице:
| Название характеристики УЗО | Возможные значения по паспорту |
| Напряжение в сети, В | 100–440 |
| Номинальный ток работы, А | 6–200 |
| Номинальный ДТ отключения, А | 0.006–20 |
| Номинальный неотключающий ДТ прибора, А | 0.5 |
| Предельный неотключающий ДТ с искаженной симметрией фаз, А | 6 |
УЗО должно срабатывать быстро. Время устанавливается ГОСТами (в частности, ГОСТ Р 50807-95) и вычисляется для различных моделей, работающих с некоторыми номинальными отключающими токами. Например, для прибора с ДТ отключения 0.03 А время срабатывания должно составить 0.5 секунды. Если пороговое значение превышено вдвое, таймаут выключения — 0.2 секунды, а при превышении в восемь раз УЗО-Д разомкнет цепь за 0.04 с.
Как установить УЗО
Существуют различные варианты подключения УЗО вместе с автоматическими выключателями. В одном из них одно устройство обеспечивают защиту нескольких групповых линий. Которое устанавливается на первом месте, а за ним устанавливаются автоматы. Эта простая схема широко используется в бюджетных щитках. Ее работу можно рассмотреть на примере аварийной ситуации, когда короткое замыкание произошло на одной из групповых линий. Ток будет проходить по маршруту от УЗО к групповому автомату, далее по кабелю к розетке. Считается, что в данной ситуации УЗО должно сгореть под действием тока короткого замыкания, поскольку автомат установлен после прибора и не способен защитить от высокого тока и напряжения.
В другом варианте линия защищена одним автоматом и одним УЗО, причем автоматический выключатель устанавливается на первом месте. Если предположить, что в розетке произошло короткое замыкание, то путь тока будет проходить от автомата к УЗО и далее по кабелю к розетке. Есть мнение что в данной ситуации наступает срабатывание автомата и таким образом пресекается разрушающее действие тока. Однако по схеме ток все-таки доходит до розетки. Получается, что независимо от места расположения, УЗО не выйдет из строя по нескольким причинам.
Защитное устройство остается целым так же как и провода, подключенные к розетке. Под действием короткого замыкания возникает высокая температура, от которой изоляция проводов и корпуса приборов начинают плавиться. Тем не менее, для этого нужно определенное время, в течение которого срабатывает автоматический выключатель и дальнейший процесс разогрева прекращается. Нет разницы где его подключать, до или после автомата. Выбор того или иного варианта связан лишь в удобством монтажа.
Большое значение имеет правильный выбор номинала защитного устройства, чтобы исключить его выход из строя в результате перегрузок. На корпусе каждого УЗО обозначен номинал, то есть величина максимально длительного тока, который может протекать через него без какого-либо вреда. Контакты прибора своевременно обесточивают линию в случае возникновения в ней утечки. Не допускается прохождение через контакты тока, превышающего номинальное значение, поскольку это вызовет их разогрев, плавление корпуса и другие повреждения. В связи с этим УЗО защищается с помощью автоматического выключателя, срабатывающего от перегрузок раньше, чем будет причинен вред устройству.
Для наиболее эффективной защиты УЗО от перегрузок его номинал должен выбираться на одну ступень больше, чем у защищающего автомата. Например, если номинал автоматического выключателя составляет 16А, то устройство защитного отключения должно иметь номинал 25А. Такой запас по току необходим для исключения протекания через УЗО повышенного тока, прежде чем произойдет срабатывание автомата от перегрузки.
Когда использовать устройство защитного отключения?
От чего защищает УЗО – уже понятно. Но в каких случаях оно действительно пригодится на практике?
При повреждении изоляции проводов электроприборов
Например, если поврежденный провод касается стиральной машины, УЗО сразу отключит электричество.
При неосторожном обращении с проводкой. Если случайно повредить провод во время строительных или ремонтных работ, УЗО мгновенно реагирует на скачок и отключает напряжение
Человек, попавший под удар, не успевает серьезно пострадать.
Важно! Нужно понимать, что правильное подключение УЗО – не панацея от всех бед. Это простое устройство с простым принципом работы, поэтому его чувствительность и анализ так же просты
В некоторых случаях система просто не распознает, куда уходит ток: в электроприбор или в тело человека. Но, тем не менее, в быту такой защиты достаточно, чтобы в разы сократить риски.
Установка УЗО
Внимание! Установка УЗО нецелесообразна в случае со старой и ветхой проводкой. От устройства будет больше проблем, чем пользы, если оно начнет неожиданно срабатывать
В этой ситуации лучше обойтись вовсе без защитного устройства или устанавливать устройство локально, только в местах повышенной опасности.
Выбор УЗО
Когда принципиальный вопрос о наличии защиты решен, следует, понять, какое УЗО поставить в частном доме или городской квартире. В подборе модели следует ориентироваться на подведенную к жилью мощность, количество потребителей, их отдельную и совокупную мощность, тип кабеля на вводе и на внутренней разводке. К примеру, для условного объекта с мощностью потребителя в 1850 Вт и внутренней разводкой проводами 3×2.5 кв. мм длиной 8 метров на основании калькуляций подбираем и устанавливаем двухполюсное электромеханическое УЗО типа А с током КЗ 6000 А и дифференциальным отключающим 10 А. Под такие характеристики, например, подходит стиральная машина в квартире.
При подборе системы защиты следует рассчитать ее параметры. Расчет УЗО по мощности делается по специальным формулам. Для помощи не знающим, как подобрать УЗО и автомат по мощности, существуют различные таблицы соответствий и совместимости.
В целом для расчета целевого тока утечки надо руководствоваться формулой:
- IΔ= IΔэп + IΔсети =0.4 Iрасч+0.01Lпровода, где:
- IΔэп — указанный в миллиамперах ток утечек приемника энергии;
- IΔсети — сетевой ток утечки, также в мА;
- Iрасч — расчетный ток нагрузки в рассматриваемой электрической цепи (в амперах);
- Lпровода — общая длина проводника фазы в метрах.
IΔ в рассматриваемом примере равен 3.45 мА.
Таким образом, окончательная формула, как выбрать УЗО по мощности:
- IΔn > = 3 IΔ.
- 3 IΔ=3×3.45=10.35 мА
Приведенный выше расчет номинала выполнен именно по этой методике.
Что такое ток утечки, и чем он опасен
Эта статья предназначена не для электриков, а для обычных домашних мастеров. Поэтому не станем углубляться в теорию и перегружать информацию профессиональными терминами. Просто постараемся рассказать в общих словах, что такое утечка тока, и чем она опасна.
Итак, в идеальной электрической сети утечки тока быть не должно. То есть пока цепь нагрузки разомкнута – тока нет в принципе, при подключении того или иного прибора – весь ток штатно расходуется именно на нем.
Упрощенно показана «идеальная» электрическая цепь с подключённой нагрузкой – утечек нет, если поставить амперметры в разрывы красной и синей линии – показания будут в точности одинаковыми.
1 – точки подключения участка цепи к общей домашней электросети.
2 – условно обозначена нагрузка, какой-то силовой, бытовой или осветительный прибор.
3 – корпус прибора, на котором не должно быть потенциала.
А теперь сразу скажем: таких идеальных электросетей — попросту не существует. Во всяком случае, на нашем, бытовом уровне. Утечки тока, хотя и очень незначительные, присутствуют практически всегда, даже если нет никаких неисправностей в проводке и нагрузке.
Неправильные, выполненные с нарушениями монтажные скрутки проводов, обветшалая проводка в стенах – все это предпосылки для появления токов утечки.
С фазного провода, кстати, утечка может пойти не в нулевой, а в прилегающую поверхность, в касающийся объект или даже в стену, в которой вмурована проводка. Ток при этом всегда будет выбирать преимущественный путь с наименьшим сопротивлением.
На самой нагрузке тоже немало уязвимых мест для утечки – нарушение изоляции, повреждения или пробой элементов схемы, межвитковые замыкания, коррозия деталей и проводов и многое другое. В итоге фаза сети или какой-то другой серьезный потенциал может оказаться на корпусе устройства, что чрезвычайно опасно.
Пробой в электрической машине – на корпус попадает потенциал, способный вызвать ток утечки.
На схеме под №4 показан условно этот пробой с фазы на массу (корпус). Он может быть не прямым (коротким), а проходить через какие-то участки и элементы электрической схемы, то есть иметь определённое сопротивление. От этого будет зависеть величина напряжения между корпусом и условной «землей».
К чему может привести такой электрический потенциал на корпусе?
Если прибор не имеет подключения к контуру заземления (например, в квартире или доме такой контур полностью отсутствует), то касание корпуса кем-либо из жильцов заканчивается от просто неприятных мгновений, когда, как говорят, «дернуло», до весьма опасных для здоровья и даже жизни ситуаций.
Дотронувшийся до прибора с пробоем на корпус человек может замкнуть цепь и «открыть дорогу» току утечки. Последствия бывают различными, вплоть до самых плохих.
Все зависит от особенностей обстановки и ряда факторов – уровень создавшегося напряжения, сопротивление тела конкретного человека, во что он был одет и обут, состояние пола, влажность, не касался ли пострадавший других заземленных предметов, и т.п.
Очевидно, что необходимо какое-то устройство, реагирующее на появление опасного для здоровья человека тока утечки отключением от электросети. Это выключение должно происходить быстро, не допуская необратимых последствий, и до достижения силой тока критично опасных значений.
По сути, цепь замкнута, и при появлении соответствующих предпосылок утечка возникает – ток «стекает на землю».
Если устройство подключено к заземляющему контуру, то ток утечки пойдет именно этим путем наименьшего сопротивления
Понятно, что при такой схеме поражение электрическим током прикоснувшегося человека становится маловероятным. Значит, иная защита от токов утечки и не требуется?
Ничего подобного — защита все равно нужна, по нескольким причинам. Не забываем, что постоянная утечка тока — это и работа счетчика энергии, то есть совершенно ненужные затраты. Но это – отнюдь не главное.
Стало быть, необходим прибор, отключающий локальную электрическую сеть (или ее отдельный участок) от подающей линии, если ток утечки достигнет значений, чреватых перегревом проводки и опасностью возгорания.
Со всеми этими задачами справляется устройство защитного отключения, или, сокращенно – УЗО. Правда, в зависимости от предназначения и места установки, УЗО будет обладать различными параметрами.
Как устроено УЗО
Выделяют два вида приборов:
- электромеханические;
- электронные модели УЗО.
Электромеханические
Эти устройства состоят из нескольких частей:
- трансформатор электрического тока нулевой последовательности. Он следит за утечками и передает энергию на вторичную обмотку трансформатора;
- магнитоэлектрический элемент, исполняющий функции порогового;
- реле, запускающееся при срабатывании магнитоэлектрической «защелки».
Все механические части должны быть весьма высокоточными, благодаря чему велика и стоимость. Но она компенсируется надежностью и возможностью работать без дополнительного питания, обнаруживая утечки при любом значении напряжения. Фактор независимости крайне важен: механическое УЗО выявит утечку и включит реле в 100 процентах случаев. У электронного этого процента меньше, поскольку при уровне общего напряжения ниже некоторого порога схема окажется неработоспособной. Поэтому именно электромеханические модели всемирно признаны эталоном и обязательны к использованию, особенно на критических объектах.
Электронные УЗО
Их стоимость иногда на порядок ниже классических. Но есть и указанный выше недостаток — не стопроцентная гарантия срабатывания. Устройство подобных систем защиты похоже на таковое у электромеханических. Но вместо чувствительного элемента установлен логический блок сравнения — стабилитрон, компаратор. Работоспособность прибора обеспечивает фильтр и выпрямитель.
Также требуется усилитель сигнала, поскольку входящий в состав трансформатор относится к понижающим. К сожалению, усилитель модулирует не только «полезную» нагрузку, но и помехи, что также снижает надежность. Но для защиты обычного жилого помещения электронного УЗО в немалом числе случаев бывает достаточно. Выбирать следует на основании деталей воплощаемого электромонтажного проекта.
Как правильно подключать устройства защитного отключения
При подключении устройств защиты от токов утечки необходимо соблюдать несколько базовых правил.
Первое и самое важное. УЗО и дифавтоматы должны эксплуатироваться в сетях с глухозаземленной нейтралью с отдельным заземляющим проводом (трехпроводная или пяти проводная система). При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены
Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт»
При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены. Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт».
Второе. Необходимо следить за правильностью подключения проводов. Ноль должен подключаться к клеммам, помеченным буквой «N», а фазы к фазным клеммам. Это правило, на первый взгляд неочевидное, связано с подключением тестовой кнопки и электронной схемы защиты.
Третье. Нельзя соединять между собой одноименные проводники защищаемые разными УЗО. Такую ошибку часто совершают неопытные электрики, используя общий ноль для нескольких блоков розеток. Такое соединение при подключении нагрузки моментально приводит к срабатыванию защиты.
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:
- 6 мА. Американский и европейский стандарт. У нас не применяются, поскольку требовательны к качеству проводки;
- 10 мА. Через них подключаются розетки и электроприемники в помещениях с повышенной влажностью (ванные, бассейны, бани, сауны);
- 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.
