Зачем нужен узо автомат советы электрика

Просто о сложном: что такое УЗО в электрике

Всем домовладельцам хорошо знакомы выключатели-автоматы, которые защищают квартирные электросети от перегрузки (например, из-за короткого замыкания) и связанных с нею неприятностей. Но одними автоматическими выключателями полной безопасности сети не добиться. Для этого используется ряд других приспособлений, самым популярным из которых сегодня являются устройство, известное как УЗО, что это такое в электрике — рассказываем в статье.

Все об УЗО

Зачем нужно УЗО

Итак, что такое УЗО в электрике? Аббревиатура расшифровывается как «устройство защитного отключения», а инженеры и специалисты предпочитают называть его выключателем дифференциального тока. Прибор предназначен для отслеживания утечек тока, возникающих при повреждении электропроводки и электроприборов.

Дифференциальный автомат Legrand

В нормальных условиях ток, упрощённо говоря, перетекает от линейного к нейтральному проводнику (от «фазы» к «нулю») через устройство, которое приводится в работу (например, лампочке или электродвигателю). Если, скажем, в результате повреждения оголена проводка или металлический корпус бытовой техники (к примеру, стиральной машины) оказывается под напряжением, может возникнуть ситуация, когда ток начинает утекать не на «ноль», а буквально на землю. Такое бывает, к сожалению, часто — человек прикоснулся к проводу и получил удар током — ток через его тело пошёл в землю. Автоматический выключатель даже не заметит этой небольшой нагрузки и не сработает, а удар тока может быть смертельным. Вот для защиты от таких утечек и необходимо УЗО.

Приборы особенно важны для защиты электросети в местах повышенной опасности, например, во влажных помещениях, а также везде, где есть контакт с землёй и повышенная влажность. Устройства защитного отключения в обязательном порядке ставятся на линии электропроводки для ванных комнат и для уличной сети, например, на даче.

Отличия от автомата

Итак, чем отличается УЗО от автомата в электрике? Не вдаваясь в подробности конструкции — автомат срабатывает при токах, превышающих предельную нагрузку на сеть (например, есть автоматы на 10, 16, 25 ампер), а самые популярные модели защитного отключения срабатывают от тока утечки 30 миллиампер (мА). То есть ток получается почти в 1 000 раз слабее. Скорость срабатывания защиты составляет примерно 100 миллисекунд (0,1 с). За такой короткий момент воздействия человек даже не ощутит удара.

Дифференциальный автомат ABB

В отличие, скажем, от автоматических выключателей устройство защитного отключения требует регулярного профилактического обслуживания. Впрочем, в этом нет ничего трудного — ежемесячно владелец должен нажимать на кнопку на корпусе.

Куда и зачем ставят УЗО

Прибор может устанавливаться как на отдельные ветки электросети, обслуживающие особо опасные зоны (ванная, сауна, гараж, двор), так и на всю домовую сеть. В западных странах вообще часто не принято мелочиться с защитой, их могут ставить чуть ли не на каждую группу розеток.

Для мокрых зон и улицы

Для защиты от поражения током во влажных и сырых помещениях, а также уличной сети применяются УЗО на 30 либо (реже) 10 мА. Эти устройства обеспечивают комфортный уровень безопасности, но они слишком чувствительны, и если их поставить на всю домовую сеть, могут происходить ложные срабатывания.

Для всей домовой сети

Выключатели на 100 мА (и тем более 300 мА) не так комфортны — человек почувствует удар током, но не пострадает — но они и менее чувствительны. Их ставят на домовую сеть как дополнительную защиту, а также как защиту от пожара. Эти устройства способны улавливать утечки, возникающие в скрытых местах нарушения проводки. Например, где-то в стене или в розетке за мебелью произошёл надлом жил в проводе или ослабли винтовые зажимы контактов. Провод или розетка начинает греться. Если утечки недостаточно большие (меньше токов короткого замыкания), то автоматический выключатель не срабатывает. Для таких случаев как раз и необходим специальный выключатель дифференциального тока с током срабатывания 100 или 300 мА.

Дифференциальный автомат ABB

Места установки

Устанавливаются приборы обычно в общедомовой распределительный щиток на DIN-рейку. Порядок подключения устройства защитного отключения и автоматического выключателя может быть любым (главное, чтобы схема подключения была корректная), но чаще впереди ставится УЗО, а за ним автоматический выключатель — такая схема проще, и в ней меньше шансов запутаться для неопытного монтажника.

Важнее очерёдности подключения номинальные характеристики по току этих устройств. Важно, чтобы УЗО было рассчитано на прохождения тока такого же по силе или большего, как выключатель. Например, если у вас стоит автомат на 10 А, то УЗО тоже должно быть рассчитано на ток не менее 10 А. А для пущей безопасности рекомендуется брать прибор, рассчитанный на более мощный ток, на одну ступень выше. То есть в паре с автоматом 10 А берут УЗО 16 А, для 16 А берут 25 А, и т.д.

Интересной разновидностью УЗО являются модели с встроенной защитой от превышения напряжения. Если вместо 220 В по сети начнут «передавать» 260-270 В, то с домовым оборудованием возникнут серьёзные неприятности. Для защиты от таких скачков и служит подобные приспособления.

Дифференциальный автомат Schneider Electric

Автоматические выключатели и УЗО могут быть объединены в одно устройство, которое называется автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ или дифавтоматом). Какой именно вариант удобнее использовать (два последовательно подключённых устройства или одно), зависит от схемы подключения всех нагрузок сети, но по сути это, как говорится, дело вкуса.

Зачем нужно устройство защитного отключения

Устройство защитного отключения следит за разностями токов протекающих по двум проводам однофазной сети и четырем проводам трехфазной сети. Если сумма этих токов равно нулю, то УЗО работает в нормальном режиме. Если появляется разница токов (дифференциальный ток), то УЗО отключает участок сети, на котором устройство установлено.

Основное назначение УЗО это защита от поражений электротоком при прикосновении к токопроводящим корпусам приборов, оказавшихся под напряжением (защита от косвенного прикосновения).

Если корпус прибора, потенциально проводящий ток, например, стиральной машины, случайно, окажется под напряжением, то при его касании, УЗО, этого участка, должно отключить поврежденный участок цепи. УЗО может срабатывать, не только при возникновении токов повреждения (при повреждении изоляции), но и при прямом касание фазным проводом токопроводящего корпуса.

После срабатывания УЗО, нужно устранить неисправность и взвести УЗО в рабочее положение, подняв рычажок управления вверх.

Особенности УЗО

Отличается устройство защитного отключения высокой чувствительностью. Для электропроводки квартиры применяются УЗО с токами отключения 10mA и 30mA. Такая высокая чувствительность устройства в значительной мере повышает электробезопасность квартирной электропроводки. УЗО с токами отсечки 100mA и 300mA предназначены для повышения пожарной безопасности помещения и устанавливаются на вводе электропитания в дом.

Устройство защитного отключения для пожарной безопасности

Поясню про защиту УЗО от пожаров. Для примера, рассмотрим вводной щит в частный дом. С течением времени в щите и вокруг него появляется слой пыли. Также со временем изоляция вводного кабеля меняет свои свойства и начинает разрушаться. При разрушении изоляции может появиться ток повреждения, утекающий на корпус вводного щита. В месте соприкосновения жилы кабеля и корпуса появляется периодическое искрение. Если бы УЗО на 100mA не стояло, то в месте искрения вполне возможно возгорание, благо пыль этому способствует. Конечно, это упрощенный пример, но вполне характерен для понимания, зачем нужно устройство защитного отключения.

Устройство защитного отключения в квартире

В квартирах и домах УЗО устанавливаются для защиты от поражений током, при возможной утечке тока на металлические корпуса бытовых приборов, а также, как дополнительная защита от сверхтоков. Согласно нормативам, УЗО с током отсечки не менее 30 mA (желательно 10mA) ставятся для защиты групп электропроводки «мокрых зон» (ванная, туалет). Любая розетка в районе 2,40 м от ванны или поддона (зона электробезопасности №3) должна попасть в группу электропроводки защищенную УЗО. Такое же УЗО стоит установить и на электропроводку детской комнаты. На группы розеток отдельных бытовых приборов, соприкасающиеся с водой (посудомоечная машина, стиральная машина и т.п.) для защиты ставится УЗО с током отсечки 30mA, причем для каждого прибора устанавливается свое УЗО.

Внешний вид УЗО

По внешнему виду УЗО это стандартное двухмодульное (220 Вольт) или четырехмодульное (380 Вольт) устройство. 1 модуль это размер стандартного однополюсного автоматического выключателя (автомата защиты).

Посмотрим на УЗО на 220 Вольт.

Для подключения, УЗО имеет 4 клеммы, две вверху, две внизу. Куда подводить питание значение не имеет, но принято питание подключать к верхним клеммам, отвод с нижних клемм. Одна клемма предназначена для подключения фазного провода (слева), вторая для подключения нулевого рабочего провода (справа). Обычно они обозначены.

Примечание: в четырехполюсных УЗО на 380 вольт, клемма нулевого рабочего проводника расположена слева.

Устанавливается УЗО, как устанавливаются автоматы защиты на дин-рейку, в квартирном щитке или в щите на этаже.

Тестирование УЗО

В хорошо сделанной электропроводке, аварийные ситуации возникают крайне редко, а проверять УЗО нужно периодически (раз в месяц). Для проверки работоспособности устройства, в конструкции УЗО предусмотрена кнопка «Тест».

При нажатии кнопки «Тест» внутри устройства включается цепь симуляции аварии и УЗО должно сработать, то есть отключиться. Если при нажатии на «Тест» УЗО не отключается, значит, оно не исправно и требует замены или более детального тестирования. Повторюсь, рекомендовано тестировать УЗО раз в месяц.

Дифференциальный автомат защиты

УЗО является дополнительным устройством защиты и в электрическую цепь УЗО устанавливается в паре с автоматом защиты (автоматическим выключателем). Но можно вместо двух устройств (УЗО и АВ) установить одно. Называется такое устройство автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ) или дифференциальный автомат защиты, проще диффавтомат, еще проще «Диф».

Дифференциальный автомат защиты защищает проводку от короткого замыкания и перегрузки (как простой автомат защиты) и срабатывает при возникновении дифференциальных токов, как УЗО. В документах диффавтоматы маркируется, как УЗО-Д. На практике, например, УЗО-ВАД2.

Фирмы производящие УЗО

Лучшие УЗО производят фирмы: ABB, Legrand, Концерн Энергомера, ИЭК.

Маркировка корпуса УЗО

На корпусе УЗО обозначена вся нормативная информация устройства. Смотрим рисунок:

Зачем в квартире нужно УЗО

Аббревиатура УЗО расшифровывается как — устройство защитного отключения. Данный механизм также как и автомат являются аппаратами защиты. Для чего же нам нужны еще и УЗО, если есть автоматические выключатели? Дело в том, что изоляция проводов от времени изнашивается. Кроме этого, даже новую проводку можно повредить случайным образом в результате механического воздействия.

Контакты на эл.оборудовании при отсутствии регулярной ревизии ослабляются. Все это приводит к утечкам тока. А из-за этого образуется искрение и пожар.

Не исключена ситуация, когда человек может дотронуться до оголенного фазного провода. Или маленькие дети проявляя любопытство могут засунуть что-нибудь постороннее в электрическую розетку. И тогда ток пойдет сквозь тело человека. Величина этого тока может быть чуть более 100мА.

Простые автоматы на ток такой малой величины не сработают, т.к. они рассчитаны для отключения токов перегрузки и токов КЗ, а это несколько десятков и даже сотен ампер. Тем временем даже небольшой ток в несколько десятков миллиампер способен оказать негативное воздействие на человека.

К примеру чтобы сработал автомат номиналом 16А, ток который через него пройдет должен превысить величину 18А. То есть ток минимум на 13% больше номинального тока самого автомата.

Более того, автомат отключится не сразу, а через время превышающее 1 час (согласно его токовых характеристик). Именно поэтому разработали и внедрили УЗО.

Еще один важный аспект при выборе использования УЗО — система заземления в доме. Если в вашем доме система TN-C (3 фазы и ноль), то вопрос зачем ставить в щиток УЗО даже не должен возникать. Фактически это является единственной действенной и экономичной мерой для обеспечения безопасности эксплуатации всей проводки и эл.приборов.

Параметры УЗО

По каким основным параметрам характеризуется УЗО? Два важнейших из них это:

  • ⚡номинальный дифференциальный ток отключения (или ток утечки)
  • ⚡номинальный ток нагрузки

В сетях 220-380В домашней эл.проводки, чтобы защитить человека от воздействия эл.тока, применяется УЗО с чувствительностью или дифф. током отключения 10мА и 30мА. Дабы защититься от пожара требуется выбрать УЗО с чувствительностью 100мА и более.

Если у вас дома всего одна или две группы эл.проводки, можно установить одно УЗО на ток 30мА.

Оно будет играть роль как противопожарного, так и будет способно защитить вас от поражения эл.током.

Принцип работы

Из чего же состоит УЗО? Сама конструкция УЗО выполнена из диэлектрика. Внутри смонтирован маленький трансформатор тока. Он имеет три обмотки.

  • ⚡обмотку управления
  • ⚡две первичные обмотки

Первичные обмотки подключены встречно друг другу. По первой течет ток к нагрузке, по второй (которая образуется нулевым проводником), ток течет в обратном направлении (от нагрузки).

А что происходит, когда повреждается изоляция и образуется ток утечки? А происходит то, что ток в фазном проводнике будет не равен току в нулевом проводнике. То есть, к току который протекает по фазе, добавится еще ток утечки. Так как токи будут разные, то и магнитные потоки будут наводиться разные. И суммарный магнитный поток окажется не равным нулю. Следовательно будет наводиться электрический ток в обмотке управления.

В тот момент когда такой ток превысит величину 10-30-100-300мА (в зависимости от используемого УЗО), силовые контакты устройства под действием расцепителя отключатся и эл.оборудование с проводкой будут обесточены.

То же самое происходит если человек случайно дотрагивается до оголенных токоведущих частей или не изолированного корпуса оборудования с поврежденной изоляцией. Через наше тело в землю начинает течь ток. Появляется разность токов в проводниках, и как следствие наводится ток в обмотке управления. Затем срабатывает расцепитель и отключаются силовые контакты.

Чтобы проверить УЗО нужно воспользоваться кнопой ТЕСТ. Нажимаете ее и искусственно создаете ток утечки. Исправное устройство защитного отключения обязано отключиться сразу же при нажатии этой кнопки.

Для чего нужен УЗО автомат

Перед тем, как разобраться, для чего нужен УЗО автомат, определимся с терминологией. УЗО — устройство защитного отключения. УДТ — устройство дифференциального тока. Два разных названия, но обозначают они одно и то же. Только не нужно путать с дифавтоматом (дифференциальный автоматический выключатель).

Немного истории

Первый действующий образец устройства дифференциального тока (УЗО) был изготовлен германской фирмой RWE в 1937 г. В качестве датчика использовался маленький дифференциальный трансформатор, а исполнительным элементом служило поляризованное реле. Чувствительность устройства была 80 мА. В 1958 году доктором Биглмайером из Австрии было предложено новое решение конструкции УДТ — в устройстве были устранены ложные срабатывания от грозовых разрядов и увеличена чувствительность до 30 мА.

В 1970-х годах большинство УЗО выпускались в корпусах типа автоматических выключателей. С начала 1980-х годов, в США, большинство бытовых устройств дифференциального тока были уже встроенными в розетки.

В СССР первое серийное устройство дифференциального тока для укомплектования трехфазного электрифицированного инструмента было изготовлено в 1966 году Выборгским заводом «Электроинструмент» по разработке ВНИИСМИ. Первое бытовое УЗО было разработано в 1974 году, но в серию не пошло. С 1982 года все учебное электротехническое оборудование, поступавшее в школы, в обязательном порядке оснащалось устройством защитного отключения. В СССР серийное бытовое УЗО начало производиться с 1988 года. Для нужд промышленности и сельского хозяйства выпускались защиты ИЭ-9801, ИЭ-9813, УЗОШ 10.2, РУД-0,5. В настоящее время устройство используются преимущественно для монтажа в электрощите на DIN-рейку.

Назначение УЗО автомата

Зачем же нужен УЗО автомат в домашней электросети? Основная функция устройства защитного отключения — дополнительная защита от поражения электрическим током. Это проявляется в следующем :

  • Устройство дифференциального тока отключает питающую сеть при прямом прикосновении человека или животного к электрооборудованию, находящемуся под напряжением. Так, к примеру, при ремонтных работах случайное повреждение проводки и контакт с ней может привести к летальному исходу. Но если установлено УЗО, то оно сразу определит, что часть тока при контакте с человеком не вернулось и разорвет цепь.
  • Устройство дифференциального тока отключает питающую сеть в случаях повреждения изоляции проводов в электроприборах. Например, внутри стиральной машины повреждена изоляция на фазном проводе, в результате чего он коснулся корпуса. УЗО сразу отключит электричество, потому что ток, ушедший от устройства защитного отключения будет расходиться с входящим током.

Однако есть и такие ситуации, когда устройство защитного отключения не сработает:

  • Устройство дифференциального тока не сработает, если человек оказался под напряжением, но тока замыкания на землю при этом не возникло, например, при прикосновении одновременно к фазному и нулевому проводу. УЗО не может отличить протекание тока через тело человека от нормального протекания тока в нагрузке.
  • Устройство дифференциального тока зависимое от напряжения сети нуждается в питании, которое получает от защищаемой цепи. Поэтому потенциально опасной является ситуация, когда выше УДТ произошел обрыв нейтрального проводника, а линейный остался под напряжением. В этом случае устройство будет неспособно отключить цепь

Требования по установке и применению УЗО приведены в серии стандартов на электроустановки зданий МЭК 60364.

Устройство УЗО автомата

Главным компонентом УЗО является дифференциальный трансформатор. Если дифференциальный ток превысит значение отключающего дифференциального тока или равен ему произойдет размыкание электрической цепи.

Линейный и нейтральный проводники от источника питания подключаются к контактам в верхней части устройства, нижние контакты — соединяют УДТ с внутренней электросетью. При включении тумблера контакты замыкаются, и УЗО пропускает ток. Соленоид внутри устройства удерживает контакты в замкнутом состоянии после того, как тумблер отпущена. В нормальном состоянии ток линейного проводника, равен току нейтрального проводника, однако эти токи противоположны по направлению. Таким образом, токи взаимно компенсируют друг друга и в катушке дифференциального трансформатора ЭДС (электродвижущая сила) отсутствует.

Ток замыкания на землю приводит к нарушению баланса в дифференциальном трансформаторе (часть тока протекает через тело человека обход трансформатора). Дифференциальный ток в первичной обмотке дифференциального трансформатора приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС сразу же регистрируется следящим устройством, которое отключает питание соленоида и контакты размыкаются под действием силы пружины.

Устройство спроектировано таким образом, что отключение происходит за доли секунды, что значительно снижает тяжесть последствий от поражения электрическим током.

Кнопка проверки (тест) позволяет проверить работоспособность устройства путем пропускания небольшого тока через оранжевый тестовый провод. Тестовый провод проходит через сердечник дифференциального трансформатора, поэтому ток в тестовом проводе эквивалентен нарушению баланса токонесущих проводников. Если УЗО не отключилось, значит оно неисправно и должно быть заменено.

Источники:

http://ehto.ru/montazh-elektriki/zashhita-ehlektriki/uzo/zachem-nuzhno-ustrojstvo-zashhitnogo-otklyucheniya

http://domikelectrica.ru/zachem-v-kvartire-nuzhno-uzo/

http://poweredhouse.ru/zachem-nuzhen-uzo-avtomat/

http://electry.ru/elektromontazhnye-raboty/zachistka-provodov.html

Ссылка на основную публикацию