Большое количество электроприборов в жилом помещении, создает определенную опасность для людей. Цивилизация значительно повысила качество жизни, однако мы сами должны беспокоиться о защите от поражения электрическим током.
Многие ошибочно полагают, что установив входные автоматы, и заземлив электроустановку – они обеспечили полную безопасность.
Давайте разберемся, что такое автомат, и для чего необходимо УЗО
Отличие УЗО от автомата ИЭК
Автомат
Защитное коммутационное устройство , предназначенное для отключения цепей потребителя от источника энергии по желанию оператора, или автоматически – в случае превышения установленных параметров тока. Проще говоря, если в цепи произойдет короткое замыкание, или нагрузка на линию энергоснабжения превысит номинал автомата – он выключится.
Такой механизм работы защитит вашу линию от перегрузки и пожара, но никак не спасет от поражения электротоком.
Устройство защитного отключения (УЗО)
Предназначено для размыкания электроцепи в случае утечки тока. То есть, если вы схватитесь рукой за оголенный провод – он тут же будет обесточен. Или нарушится изоляция внутри стиральной машины и напряжение попадет на металлический корпус. Одно касание – и вы в безопасности.
Важно! Большинство производителей бойлеров, электроплит, стиральных машин, рекомендуют обязательно устанавливать перед этими приборами УЗО.
Обратите внимание
Кстати, множество современных устройств защитного отключения, имеют в своем составе защиту от перегрузки. То есть, вы получаете автомат и УЗО в одном корпусе.
Защитное заземление (зануление)
Проводник, имеющий непосредственный контакт с землей (грунтом). Если корпус вашего электроприбора заземлен, попадание на него фазы вызовет короткое замыкание с точки зрения входного автомата. И опасный прибор будет отключен.
Важно! Не следует путать рабочий и защитный ноль. Рабочий ноль – это часть питающей электроцепи. А защитный предназначен для обеспечения безопасности.
Исходя из сказанного, разумнее всего подключить УЗО и автоматы в одну линию последовательно.
Ну и про заземление не стоит забывать. Выполнив все три условия, вы можете быть уверены в защите себя и своих близких, особенно детей.
От правильного подключения электропроводки в доме зависит комфортное проживание всех его обитателей и бесперебойная работа бытовых приборов. Согласны? Чтобы обезопасить технику, находящуюся в доме, от последствий перенапряжения или короткого замыкания, а обитателей от опасностей, связанных с электрическим током, нужно включить в схему защитные аппараты.
При этом необходимо выполнить главное требование - подключение УЗО и автоматов в щитке должно быть сделано правильно. Не менее важно не ошибиться с выбором этих устройств. Но не волнуйтесь, мы расскажем вам о том, как все сделать правильно.
В этой статье речь пойдет о том, по каким параметрам выбирают УЗО. Кроме того, здесь вы найдете особенности, правила подключения автоматов и УЗО, а также множество полезных схем по подключению. А приведенные в материале видеоролики помогут реализовать все на практике даже без привлечения специалистов, если вы хоть немного разбираетесь в электрике.
Для подключения УЗО в щитке нужны два проводника. По первому из них ток поступает к нагрузке, а по второму - уходит от потребителя по внешнему контуру.
Как только происходит утечка тока, появляется разность между его величинами на входе и выходе. Когда результат превосходит заданную величину, срабатывает в аварийном режиме, защищая тем самым всю квартирную линию.
На аппараты защитного отключения негативно воздействуют КЗ (короткое замыкание) и перепады напряжения, поэтому они сами нуждаются в прикрытии. Задачу решают путем включения в схему автоматов.
В составе УЗО имеется кольцеобразный сердечник с двумя обмотками. По своим электрическим и физическим характеристикам обмотки идентичны
Ток, питающий электроприборы, поступает через одну из обмоток сердечника в одну сторону. Другую направленность он имеет во второй обмотке после прохождения через них.
Самостоятельное выполнение работ по монтажу устройств защиты предполагает использование схем. Как модульные УЗО, так и автоматы для них устанавливают в щитке.
Прежде чем начинать монтаж нужно решить следующие вопросы:
- сколько УЗО следует установить;
- где они должны находиться в схеме;
- как подключить, чтобы УЗО работало корректно.
Правило электромонтажа гласит, что все соединения в должны входить в подключаемые устройства сверху вниз.
Профессиональные электрики объясняют это тем, что если завести их снизу, то КПД у подавляющего большинства автоматов снизится на четверть. Кроме того, мастеру, работающему в щитовой, не придется дополнительно разбираться в схеме.
УЗО, рассчитанные для установки на отдельных линиях и обладающие малыми номиналами, в общую сеть монтировать нельзя. В случае несоблюдения этого правила возрастет как вероятность утечек, так и КЗ.
Выбор УЗО по главным параметрам
Все технические нюансы, связанные с выбором УЗО, знают только профессиональные монтажники. По этой причине специалисты должны делать подбор устройств еще при разработке проекта.
Критерий #1. Нюансы подбора аппарата
При выборе аппарата в качестве основного критерия выступает номинальный ток, проходящий через него в длительных режимах работы.
Исходя из стабильного параметра - утечки тока, есть два основных класса УЗО: «А» и «АС». Аппараты последней категории более надежные
Величина In находится в диапазоне 6-125 А. Дифференциальный ток IΔn - вторая по важности характеристика. Это фиксированное значение, по достижении которого срабатывает УЗО. При его выборе из ряда: 10, 30, 100, 300, 500 мА, 1 А приоритет имеют требования безопасности.
Влияет на выбор и цель установки. Для обеспечения безопасной работы одного прибора ориентируются на значение номинального тока с небольшим запасом. Если защита нужна для дома в целом или для квартиры, все нагрузки суммируют.
Критерий #2. Существующие типы УЗО
Следует различать УЗО и по типам. Их всего два - электромеханические и электронные. Основной рабочий узел первого - магнитопровод с обмоткой. Его действие заключается в сравнении значений тока, уходящего в сеть и возвращающегося обратно.
Есть такая функция и в аппарате второго типа, только выполняет ее электронная плата. Работает она исключительно при наличии напряжения. Из-за этого электромеханический прибор защищает лучше.
У аппарата электромеханического типа имеется дифференциальный трансформатор+реле, а у электронного типа УЗО присутствует электронная плата. В этом заключается различие между ними
В ситуации, когда потребитель случайно коснется к фазному проводу, а плата окажется обесточенной, в случае установки электронного УЗО человек попадет под напряжение. При этом защитное устройство не сработает, а электромеханическое в таких условиях останется работоспособным.
Тонкости выбора УЗО описаны в .
Установка УЗО и автоматов в щитке
Электрощит, в котором находятся устройства учета и распределения нагрузки, обычно является местом и для монтажа УЗО. Независимо от выбранной схемы, существуют правила, обязательные при подключении.
Главные правила подключения
Наряду с устройством автоматического отключения, на щиток устанавливают и . Все что нужно для этого - минимум инструментов и грамотная схема.
Стандартный набор должен состоять:
- из пакета отверток;
- пассатижей;
- бокорезов;
- тестера;
- торцевых ключей;
- кембрика.
Также для монтажа потребуется кабель ВВГ разных цветов, подобранный по сечению в соответствии с токами. Изоляционной трубкой ПВХ выполняют маркировку проводников.
Когда на DIN-колодке, имеющейся на щите, есть место, на него монтируют устройство защитного отключения. В противном случае устанавливают дополнительную.
Ключевой принцип монтажа следующий: соприкосновение нулевого проводника после УЗО ни с входным нулем, ни с заземлением недопустимо, поэтому его изолируют по аналогии с другими жилами.
Последовательно с УЗО необходимо включать защитный автомат. Это также одно из важнейших правил.
Когда защита всего жилья выполнена с применением одного УЗО, используют схему, включающую несколько автоматов.
Чтобы исключить присутствие дополнительных проводов на щите, что выглядит не очень эстетично, для подключения пучка жил применяют гребенчатую (распределительную) шину
В проект включают, кроме добавочных АВ, еще одну составляющую - изолятор нулевой шины. Монтируют его на корпус щитка или на din-рейку.
Вводят это дополнение из-за того, что при большом числе нулевых проводников, подключаемых к выходной клемме отключающего устройства, они просто не поместятся в одном зажиме. Изолированная нулевая шина - лучший выход из этой ситуации.
Иногда электрики, чтобы поместить весь пучок нулевых проводов в гнездо, принимают решение о подпиливании жил одножильного кабеля. В случае когда кабель многожильный несколько жилок удаляют.
Этот вариант лучше не использовать, поскольку из-за уменьшения сечения проводников увеличится сопротивление, следовательно, возрастет нагрев.
Как число монтажных отверстий, так и их диаметр может быть разным. Шина земли крепится непосредственно на корпус.
Нулевые провода в одной скрутке - дополнительное неудобство при выявлении повреждений на линии, а также когда нужно демонтировать один из кабелей. Здесь не обойтись без откручивания зажима, разматывания жгута, что обязательно спровоцирует появление трещин в жилах.
Нельзя монтировать синхронно и два провода в одно гнездо. Входы автоматов защиты связывают перемычками. В качестве последних при профессиональном монтаже применяют специальные стыковочные шины под названием «гребенка».
Особенности схем подключения
Выбор схемы предусматривает учет особенностей конкретной электрической сети. Среди многочисленных вариантов есть всего две схемы, использующиеся для подключения автоматов и УЗО в , считающиеся основными.
Самая простая схема монтажа автоматов и защитного устройства. Она может быть применена для подключения от одной до нескольких нагрузок, соединенных параллельно
В первом и самом простом способе, когда одно УЗО защищает всю электрическую сеть, кроются недостатки. Основной - трудности в выявлении конкретного места повреждения.
Второй - когда в функционировании УЗО произойдет какой-то сбой, из работы будет выведена вся система. Прибору защитного отключения отводят место сразу после счетчика.
Следующий способ предусматривает наличие таких аппаратов на каждой индивидуальной линии. При сбое на одной из них, все остальные будут в рабочем состоянии. Для реализации этой схемы требуется более габаритный щиток и большие затраты в финансовом плане.
Подробно о простой схеме
Рассмотрим подключение УЗО с автоматами на простой квартирный щит. На входе стоит автомат включения двухполюсный. К нему подключено двухполюсное УЗО, к которому два однополюсных автомата.
На корпусе УЗО имеется кнопка «Тест». Она предназначена для тестирования его работы. Производители советуют не реже одного раза в месяц пользоваться этой клавишей и проверять работу самого устройства
Фаза, подведенная к автомату включения, заходит на вход УЗО с выводом на автоматы. Нулевой выход с автомата идет на нулевую шину, а с нее - на вход в аппарат.
С его выхода нулевой проводник направляется уже на вторую нулевую шину. В наличии этой второй шины и заключается особый нюанс, не зная о котором невозможно добиться нормального функционирования схемы.
УЗО в процессе работы контролирует как входящее, так и выходящее напряжение - сколько зашло на входе, столько должно быть и на выходе.
Если равновесие нарушено и на выходе оно больше на величину уставки, на которую настроено УЗО, происходит его срабатывание и автоматическое отключение питания. За этот процесс как раз и отвечает нулевая шина.
В электрических схемах, где не предусмотрен монтаж аппарата защитного отключения, только один общий ноль.
В схемах с УЗО картина другая - здесь уже присутствует несколько таких нолей. При использовании одного устройства их два - общий и тот, относительно которого работает защитный аппарат.
Если подключено два УЗО - нулевых шин три. Обозначают их индексами: N1, N2, N3 и т.д. В целом нулей всегда на один больше, чем устройств защитного отключения. Один из них основной, а все остальные привязаны непосредственно к УЗО.
Цветовое обозначение электрических проводов согласно правилам, установленным ПУЭ. Эту маркировку нужно изучить, прежде чем приступать к установке защитных аппаратов
Если предполагается подключать через УЗО не все оборудование, то ноль подают с общей шины. Прибор защитного отключения в этом случае исключают из цепи.
При добавлении однополюсного автомата, работающего от УЗО, с выхода последнего фазу подают на вход автоматического выключателя. С выхода выключателя проводник подключают к одному контакту нагрузки. Ноль на нее подводят ко второму выводу. Поступает он с нулевой шины, созданной УЗО.
На щите имеется еще один элемент - шина защитного заземления. Корректная работа УЗО без нее невозможна.
Трехпроводная сеть есть только в новых домах. В ней обязательно присутствует нулевая фаза и заземление. В домах, построенных давно, имеется только фаза и ноль. В таких условиях УЗО также будет функционировать, но немного иначе, чем в трехфазной сети.
Как выход из положения заземление выводится третьим проводником на розетки, а затем на потолок к тому месту, где подключаются люстры. К выключателям «землю» не подают.
Вариант подключения автоматов без УЗО
Бывают случаи, когда один из автоматов нужно подключить, минуя устройство защитного отключения. Питание подключают не с выхода УЗО, а со входа в него, т.е. непосредственно с автомата. Фазу подают на вход, а с выхода ее подключают к левому выводу нагрузки.
Ноль берут с общей нулевой шины (N). Если случится повреждение на участке, подконтрольном УЗО, он будет выведен из схемы, а вторая нагрузка не будет обесточена.
УЗО в трехфазной сети
В сеть такого вида включают или специальное трехфазное УЗО с восемью контактами, или три однофазных.
Размещают схему подключения УЗО на его корпусе. Провода, отходящие от выходных клемм, подводят к распредсети квартиры
Принцип подключения полностью идентичен. Монтируют его согласно схеме. Фазы А, В и С подают питание на нагрузки, рассчитанные на 380 В. Если рассматривать каждую фазу отдельно, то в тандеме с кабелем N (0), она обеспечивает серию однофазных потребителей 220 В.
Производители выпускают трехфазные аппараты защиты отключения, адаптированные к большим токам утечки. Они предохраняют электропроводку только от возгорания.
На фото две схемы: аппарат защиты отключения в однофазной и трехфазной сети системы TN-C-S. Это обозначает, что нулевой кабель делится на рабочий и защитный
С целью защиты людей от воздействия электрического тока, на отходящих ветках монтируют однофазные двухполюсные УЗО, настроенные на ток утечки в диапазоне 10-30 мА. Для прикрытия перед каждым вставляют автомат. В схеме после УЗО нельзя соединять рабочий ноль и заземление.
УЗО и автоматы на трехфазном щите
Разберем подробно не совсем стандартную схему, собранную на трехфазном распределительном щитке.
На нем находятся:
- трехфазные вводные автоматические выключатели - 3 шт.;
- трехфазное устройство защитного отключения - 1 шт.;
- однофазные УЗО - 2 шт.;
- однополюсные однофазные автоматы - 4 шт.
С первого вводного автомата напряжение поступает на второй трехфазный автомат через верхние клеммы. Отсюда же одна фаза идет на первое однофазное УЗО, а вторая - на следующее.
Напряжение со второго входного автомата поступает на трехфазное УЗО, на нижние клеммы которого подключена трехфазная нагрузка. Это защитное устройство предохраняет от токов утечки, а второй вводный автомат - от КЗ
Однофазные УЗО, установленные на щиток, являются двухполюсными, а автоматы - однополюсными. Для корректного функционирования защитного устройства необходимо, чтобы рабочие нули после него больше нигде не соединялись. Поэтому после каждого УЗО здесь установлена нулевая шина.
Когда автоматы не одно-, а двухполюсные, то отдельную нулевую шину устанавливать не придется. Если две нулевые шины объединить, будет происходить ложное срабатывание.
Каждое из однополюсных УЗО рассчитано на два автомата (1-3, 2-4). К нижним клеммам автоматов подключена нагрузка.
Общая шина заземления установлена отдельно. На вводный автомат заходят три фазы: L1, L2, L3, рабочий нулевой провод N и PE - защитный.
Ноль подключен на общий ноль, а с него уходит на все УЗО. После он идет на нагрузку: с первого аппарата - на трехфазную, а со следующих однофазных - каждый на свою шину.
В трехфазной сети электрические величины векторные, поэтому их суммарное значение определяют не алгебраической, а векторной суммой этих величин
Хотя в этом распределительном щитке ввод трехфазный, разделение провода на PEN и PE не выполнено, т.к. ввод пятипроводный. На щит приходит три фазы, ноль и заземление.
Выводы и полезное видео по теме
Нюансы установки всех элементов :
Подробности монтажа УЗО:
УЗО и автоматы - оборудование технически сложное. Его целесообразно устанавливать в местах, где электрический ток может нести угрозу как безопасности людей, так и домашней технике.
Монтаж его предусматривает учет многих параметров, поэтому как расчет, так и установку лучше выполнят квалифицированные специалисты.
Если у вас есть опыт самостоятельного монтажа УЗО, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Расскажите, каким моментам стоит уделить особое внимание. Оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы в блоке под статьей.
Содержание статьи:
Подключение УЗО без заземления
Существует предубеждение, что для правильной работы УЗО необходима трехпроводная электрическая сеть, т.е. фаза, ноль и заземление. Заметим, однако, что роль УЗО - произвести отключение электрооборудования в случае возникновения тока утечки на корпус, а, следовательно, предотвратить поражение человека электрическим током.
Цель заземления такая же: в случае появления электрического тока на нетоковедущих заземленных частях оборудования создать режим короткого замыкания, от которого сработает максимальная токовая защита автоматического выключателя, и оборудование будет обесточено. Получается, что одной и той же цели можно достичь, применяя два различных способа:
- Подключение УЗО без заземления, схема которого будет обсуждаться далее, или
- Монтажом защитного заземления.
Эти два метода защиты могут дополнять друг друга, однако могут применяться и по отдельности. Как выполняется подключение УЗО в однофазной цепи? Об этом речь пойдет далее.
Можно ли устанавливать УЗО в сети без заземления?
Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что установку УЗО можно производить даже в двухпроводной электрической цепи, в которой не предусмотрено штатное заземление. Этот вывод подтверждается и конструкцией данного защитного аппарата, в котором есть фазные и нулевые клеммы, однако при этом отсутствует клемма для подключения заземляющего проводника. Это важно, ведь заземляющий проводник используется только в новых постройках.
В домах, построенных при Советском Союзе, применяется двухпроводная система, без заземляющего проводника. Особенно в этом случае необходима установка УЗО в квартире. Разница между срабатыванием УЗО в сети с заземляющим проводником и УЗО без заземления лишь в моменте срабатывания.
В цепи с заземлением аппарат сработает сразу же в момент появления тока утечки, а схема подключения УЗО без заземления обеспечит срабатывание защиты только в момент прикосновения к корпусу электроприбора, аварийно находящегося под напряжением. Однако и в том и в другом случае УЗО обеспечивает надежную защиту от поражения током за счет мгновенного срабатывания.
Принцип действия УЗО (что такое УЗО)
Чтобы разобраться с особенностями подключения УЗО в частном доме или квартире, необходимо рассмотреть его принцип действия. Он основан на простом физическом законе, который гласит: сила тока в цепи с последовательным подключением потребителей, не зависимо от их мощности, не изменяется на всех участках данной цепи.
Другими словами, сила тока, который проходит через фазный и нулевой проводник одной и той же ветви цепи, остается одинаковой. К УЗО подключается и фазный и нулевой проводник, и данный аппарат сравнивает значение силы тока, проходящего по каждому из этих проводников. Если сила тока одинаковая - электрическая цепь работает в нормальном режиме. Если же сила тока различается, это значит что появился ток утечки, тогда УЗО мгновенно срабатывает и отключает аварийный участок от цепи.
Это теория. Теперь рассмотрим ее применение на практическом примере. Допустим, что к щитку подключена цепь, питающая электрический водонагреватель в ванной. Из аппаратов защиты в этой цепи установлен только автоматический выключатель, который защищает цепь от токов перегрузки и КЗ.
Предположим, что внутри водонагревателя произошло нарушение изоляции и проводник прикасается к металлическому корпусу. Если нет заземления, автоматический выключатель никак не будет реагировать на такой аварийный режим работы. Но это опасно, ведь корпус находится под напряжением и если к нему прикоснуться, можно быть пораженным электрическим током.
Ситуация изменится, установлено УЗО в частном доме, квартире или офисе. Ведь ток, уходящий на корпус водонагревателя, и является током утечки, при появлении которого, в случае прикосновения к корпусу, срабатывает УЗО, обесточивая аварийный контролируемый участок. Если в цепь включено УЗО без заземления, схема становится значительно безопаснее с точки зрения возможности поражения током.
Как подключить УЗО без заземления
Перейдем к самому важному вопросу нашей статьи: какова схема подключения УЗО без заземления?
Совет: необходимо использовать УЗО только в паре с автоматическими выключателями. Делать это необходимо потому, что УЗО обеспечивает защиту электрической цепи только при возникновении токов утечки. Данный аппарат абсолютно не рассчитан на защиту от токов КЗ и перегрузки. Следовательно, УЗО защищает от поражения током, а автоматический выключатель - от сверхтоков, способных привести к пожару, порче проводки и электрооборудования. Исключение составляют только автоматы дифференциальной защиты, которые в своей конструкции объединяют и УЗО и автоматический выключатель.
Что касается самого подключения УЗО, то его можно произвести двумя способами.
Первая схема подключения однофазного УЗО - установить единственный аппарат защиты большой мощности на все электрооборудование дома или квартиры. Данный способ имеет преимущество благодаря тому, что он наиболее простой. После аппарата учета электроэнергии фазный проводник идет на входящие клеммы УЗО, затем с выходящих клемм проводник идет на автоматические выключатели. От автоматов провод идет на питание электрооборудования: розеток и освещения.
Такая схема не занимает много места в распределительном щитке. Недостатком такого способа установки УЗО является то, что при срабатывании отключается все электрооборудование дома или квартиры. Также сложно быстро определить причину отключения.
Второй способ подключения УЗО без заземления - это установка отдельного аппарата на каждый опасный участок. В таком случае устройство защиты будет стоить дороже, и в распределительном щитке будет занимать больше места. С другой стороны, при отключении одного участка цепи, другие останутся подключенными к электричеству, и не придется столкнуться с ситуацией, когда весь дом будет обесточен. В этом случае схема подключения однофазного УЗО такова: от счетчика фазный провод подключается к каждому автоматическому выключателю, а от него к каждому УЗО.
При подключении УЗО к сети следует придерживаться следующего правила: нельзя объединять нулевые проводники в узел после УЗО . Это приведет к ложным срабатываниям. Кроме того, после монтажа защитной цепи следует проверить, правильно ли собрана схема подключения УЗО без заземления. Сделать это можно следующим образом: подключить электрооборудование к розетке, которая находится в цепи УЗО. Если после включения прибора УЗО не отключится - схема подключена правильно. Также нужно проверить УЗО на срабатывание в результате возникновения тока утечки, путем нажатия на кнопку «ТЕСТ» на самом УЗО.
Ошибки, которые не следует допускать
Очень важно избежать следующих ошибок. Некоторые для того, чтобы повысить безопасность цепи, подключают заземляющие проводники розеток к нулевому проводнику либо к самостоятельно сделанному заземлению. Это опасно, ведь только рабочее, правильно выполненное, заземление может обеспечить безопасность человека. Самодельные схемы могут стать причиной поражения током. По этой же причине нельзя подключать заземляющие проводники розеток к водопроводу и другим токопроводящим инженерным конструкциям сооружения.
Строго не рекомендуется подключать нейтральный провод к заземлению, с целью якобы повысить надежность системы. И последнее: при неработающем заземлении рекомендуется отключить и заизолировать заземляющий проводник, приходящий в электрический щиток от электроприборов. Если этого не сделать, то в аварийной ситуации все корпуса приборов окажутся под опасным для жизни напряжением.
Монтаж заземления, а также установку УЗО в квартире или частном доме лучше всего доверять квалифицированным специалистам. Помните, что от качества монтажа электрической сети может зависеть жизнь и здоровье людей.
Устройство защитного отключения (аббревиатура УЗО) защитит проживающих в квартире людей от поражения электричеством, а саму постройку предохранит от возгорания из-за утечки тока, способной разогреть материалы в месте пробоя до температуры плавления и горения изоляции.
Рис.1
Потраченное время и ресурсы окупятся спокойствием и уверенностью в своей электросети после установки УЗО в доме, в квартире, на даче. Но, существует мнение, что в старых сетях без заземления защита будет ложно срабатывать, или окажется неработоспособной. Приведённая ниже статья опровергает это утверждение, детально описывая все способы подключения.
Принцип работы
Коротко принцип работы:
- Прибор сверяет количество электричества, пришедшего с фазного провода и ушедшего в нулевой. При исправной системе данные параметры должны быть одинаковые;
- Если человек касается чего-нибудь под напряжением, или случается утечка, часть тока, которая пришла с фазы, уходит в землю, минуя нулевой провод УЗО, тем самым нарушая баланс токов, что вызывает отключение защитного устройства;
- Устройство реагирует на ток, намного меньше смертельно опасного значения, и срабатывает настолько быстро, что организм ощущает едва заметный шок.
Некоторые «специалисты» утверждают, что установка УЗО невозможна в частном доме, или на даче, где имеется старая двухжильная проводка. Это заблуждение связано с тем, что в таких вариантах нулевой проводник имеет соединение с заземлением.
Каждая нижеприведённая схема подключения УЗО в домашнюю однофазную или трёхфазную электросеть, с заземлением или без него, будет работоспособной, если соблюдать основополагающие правила, изложенные ниже.
Изолированный ноль
Критически важное правило, указывающее как правильно подключить УЗО: выходной нулевой провод должен быть надёжно изолирован от земли и других нулевых проводников так же, как и фаза.
Иначе будут ложные срабатывания защиты при подключении любой нагрузки – ток будет уходить в землю, минуя дифференциальный трансформатор (датчик утечки устройства защиты), из-за чего появившийся фазный ток вызовет срабатывание размыкающего механизма.
Поэтому, ещё одно правило монтажа: после подключения УЗО нужно обязательно включить нагрузку, прежде чем захлопнуть дверцу электрощитка.
Стоит также попеременно включать все имеющиеся заземлённые электроприборы – возможно, что некоторые из них уже имеют небольшой пробой, не ощущавшийся по причине заземления, но достаточный для того, чтобы вызвать отключение.
Также надо включить все автоматы после УЗО, проверив надёжность всех ответвлений, – где-то в подвале, или гараже может быть повреждена изоляция.
Проверка УЗО (рис.2)
Защитить УЗО
Поскольку упомянуты защитные автоматы, стоит напомнить ещё одно важное правило: УЗО не рассчитано на срабатывание от перегрузки и короткого замыкания. В этом случае, вместо защиты от воспламенения, оно само станет причиной пожара в щитке.
Поэтому осуществляется дополнительная защита от сверхтоков с помощью связки УЗО + автомат. При превышении номинального тока автомата, он сработает, но с некоторой задержкой. Номинальный ток устройства защитного отключения означает предел работоспособности. При его превышении будут сильно нагреваться внутренние элементы, что приведёт к повреждению прибора.
Поэтому, номинальный ток для УЗО выбирают на одно значение выше, чем у защищающего автомата.
УЗО и автомат вместе, дифавтомат включает два этих элемента (рис.3)
Соединение нулевых проводов
При разветвлении сети с помощью некоторого количества автоматов, включённых после УЗО, возникает проблема с подключением нулевых проводов. Некоторые электрики пытаются впихнуть эти провода в выходное нулевое гнездо УЗО, подпиливая проводники, откусывая часть жилок в многожильном проводе.
Подключения больше двух проводов в один зажим не рекомендуется, по причине большого тепловыделения скрутки, а также, потому что возникает потребность много раз зажимать и откручивать клемму, что неблагоприятно сказывается на его надёжности.
Шина нулевая (рис.4)
Поэтому, выходные нули контура УЗО подсоединяют на отдельную нулевую, обязательно изолированную шину. В продаже имеется большое количество таких изоляторов, крепящихся как на дин рейку, так и на корпус щитка.
Вышеупомянутые правила действуют для всех нижеприведённых схем:
Подключение УЗО в однофазную сеть
Устройство будет работать как в двухжильной сети, так и с третьим дополнительным заземляющим проводом РЕ. Разным будет характер срабатывания – в первом случае устройство среагирует на ток, прошедший через человеческое тело.
Во втором варианте, при пробое изоляции на корпус внутри электроприбора, поражения не произойдёт вообще – устройство сработает сразу в момент неполадки. Для каждого УЗО в паспорте и на корпусе указана схема подключения. Простейший вариант подключения без заземления:
Пример подключение УЗО к розетке (рис.5)
Схема с заземлением:
Пример подключения УЗО с заземлением (рис.6)
Здесь жёлто-черной линией (рис.6) указан РЕ проводник, которого может не быть в старых сетях, а ноль является заземлённым. В этом случае, нулевые провода, уходящие в квартиру, следует отключить от нулевой шины и подключить на отдельную изолированную шину для контура УЗО.
На рисунке 7 пунктиром указаны нулевые проводники имеющейся старой проводки, которые нужно подключить к изолированной нулевой шине.
Подключение старой проводки к УЗО (рис. 7)
Подключение ЧЕТЫРЕХ ПОЛЮСНОГО УЗО в трехфазную сеть, используя нейтраль
Принципиально способ подключения ничем не отличается от предыдущего, просто больше проводов из-за дополнительных двух фаз, и нужно соблюдать порядок их подключения, особенно в случае использования трёхфазных электродвигателей, которые будут вращаться в обратную сторону, если поменять фазы местами.
рис.8
На рисунке 8 показана разветвлённая сеть с подключением двух трёхфазных и однофазного УЗО. Схема будет работать как с заземляющим проводником РЕ, так и без него.
Подключение четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть без использования выходного нейтрального провода
Трёхфазные двигатели могут не иметь нулевого провода, его просто некуда подключать, поэтому схема подключения УЗО будет выглядеть таким образом(рис. 9):
рис.9
Электродвигатель, или другая аппаратура, имеющая соединения фаз звездой или треугольником, будет работать без нулевого провода. Кожух мотора должен быть заземлён, только в этом случае, если случится пробой обмоток на корпус, УЗО сработает.
Подключение четырехполюсного УЗО в однофазную сеть
Бывают случаи, что уже имеется трёхфазное УЗО, а нужно однофазное. Если требования по номинальным токам нагрузки и утечки подходят, то замена возможна, при подключении ноля на соответствующую клемму и фазы на любой из полюсов. Схема такая же, как для двухполюсного однофазного УЗО (рис.10).
рис.10
- Подключать устройства следует соответствующего диаметра проводами ВВГ, проследив за тем, чтобы не было их натяжения, провисания, запутанности.
- При подключении нескольких УЗО, для каждого устройства должна быть своя нулевая шина и важно не перепутать нулевые проводники разных контуров, используя провода с разноцветной изоляцией, маркируя их дополнительно символьными обозначениями.
- Заземляющий проводник РЕ не влияет на принцип работы, с его помощью происходит моментальное отключение при появлении напряжения на корпусе электроприборов.
Ложные срабатывания устройств защитного отключения, как правило, являются следствием ошибок электромонтажа. Существует несколько разновидностей УЗО с различными принципами действия и незначительными отличиями в схеме подключения, которые нужно знать для правильной организации электросетей.
По механизму действия УЗО может быть электромеханическим и электронным. В первом случае основным функциональным элементом служит дифференциальный трансформатор на кольцевом сердечнике. Трансформатор имеет две первичные обмотки, по которым проходит основная нагрузка, а также третью управляющую. В нормальном режиме работы по первичным обмоткам протекают противоположно направленные токи, равные по значению, таким образом, их электромагнитная индукция взаимно компенсируется. Если в любой точке цепи, подключенной после УЗО, происходит утечка, токи в первичных обмотках теряют эквивалентность, соответственно, во вторичной обмотке появляется наводка. Когда наведённый ток превышает установленное значение, срабатывает расцепитель, который разрывает основную группу контактов.
Электронные УЗО имеют иной принцип действия, их работа основана на полупроводниковых приборах. Первым звеном электронной схемы выступает делитель тока, задача которого — преобразовать действующую на основных контактах устройства нагрузку к такой, которая допустима при работе полупроводниковых элементов. Пропорциональный, но меньший по величине ток приходит на компаратор (сравнивающее полупроводниковое устройство), который при существенной разнице на входах формирует выходной сигнал, приводящий в действие устройство размыкания основной цепи.
Cхема электронного УЗО: А — компаратор; К — реле; Т — кнопка «Тест»; R — резистор
Практическая разница устройств защитного отключения электронного и электромеханического действия заключается в следующем:
- Электромеханические УЗО могут ложно срабатывать при высоких составляющих реактивной и индуктивной нагрузок. Другими словами, запаздывание или опережение кривой тока в одной обмотке относительно другой порождают наводки на управляющий контур.
- Электронные УЗО не имеют достаточно высокой точности из-за погрешностей номиналов, свойственных для всех радиоэлектронных компонентов. Также на эффективность работы электронных УЗО оказывает существенное влияние значение напряжения, действующее в контролируемой цепи.
Слева: электромеханическое УЗО. Справа: электронное УЗО
По назначению УЗО принято классифицировать на устройства защиты от поражения электрическим током и приборы, защищающие от пожароопасных утечек тока через изоляцию. Помимо незначительных отличий в устройстве, эти приборы попросту имеют разные номиналы дифференциальных токов, на которые срабатывает защитный механизм.
Противопожарное УЗО типа S (селективное)
Нагрузочная способность УЗО свидетельствует в первую очередь о проводимости элементов основной контактной группы. Также имеются отличия в:
- Массивности магнитного сердечника, способного выдерживать нагрев при взаимной компенсации индукционных воздействий.
- Классе мощности радиоэлектронных компонентов.
В разряде прочих функций УЗО наиболее примечательна возможность отключать цепь питания при превышении действующего тока. По сути такие УЗО, называемые дифференциальными автоматическими выключателями, совмещают в себе силовой автомат и устройство защиты от утечек тока.
Нулевой и защитный проводники
С принципами работы УЗО мы разобрались, осталось только провести корреляцию с существующими схемами электропитания переменным током. Большая часть инцидентов, связанных с неправильной работой устройств дифференциальной защиты, вызвана именно неверным применением в различных схемах электроснабжения .
Главным образом цепи переменного тока отличаются наличием и схемой соединения нулевого и защитного проводников. Таким образом, можно выделить схемы электропитания с глухо заземлённой и изолированной нейтралью. На практике отличие заключается в месте объединения нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. Для правильной работы УЗО общая точка нуля должна располагаться по схеме раньше места установки прибора.
Цепи, контролируемые УЗО, не должны иметь потенциальной возможности сбрасывать часть тока на землю, иначе ложные срабатывания гарантированы. Поэтому защитой от утечек оснащают преимущественно сети с изолированной нейтралью (IT и TT), то есть не имеющие связи с защитным нулевым проводником на всей протяжённости сети после ВРУ. В этот же разряд входят системы с глухозаземлённой нейтралью TN-S и TN-C-S, хотя установка дифференциальной защиты в них требует дополнительной осторожности.
Тем не менее, в системах типа TN-C устройства защитного отключения всё же могут корректно работать. Их подключение выполняется по 3-х или 5-проводной схеме, то есть защитный проводник тянется к распределительному узлу для объединения с рабочим нулём до места врезки УЗО. Защита от дифференциального тока в таком случае ограничена в селективности: трудно защищать целые группы проводников, приборы удаётся устанавливать только на крайних ответвлениях, то есть сразу перед токоприёмниками. Частный пример — розетки со встроенной защитой от утечек.
Выбор номинальных параметров
Сферу применения и назначение УЗО определяют два ключевых параметра: нагрузочная способность и величина утечки, при которой происходит разрыв цепи. Если дифференциальная защита призвана сократить тяжесть последствий от электротравмы, её номинал выбирается исходя из допустимых значений тока, действующего на организм.
Первая степень электрической травмы характеризуется судорогами без потери сознания и не наносит непоправимого ущерба. Такое поражение характерно при протекании через организм мизерных величин тока: порядка 10 мА для детей и до 30 мА у взрослых. Поэтому УЗО с уставкой по утечке на такие значения применяют для защиты основных розеточных групп. При этом наиболее чувствительные УЗО используют для розеток, расположенных вблизи пола, где к ним возможен доступ детей, а также для групп, подключенных по двухпроводной схеме. Розетки для бытовой техники , имеющие контакт защитного заземления, подключают через УЗО с чувствительностью в 30 мА. Для защиты от поражения электрическим током принято использовать приборы электромеханического типа как наиболее надёжные.
Основные характеристики УЗО
Общая защита кабельных линий электропередач от утечек через изоляцию обеспечивается противопожарными УЗО с уставкой дифференциального тока в 100, 200 или 500 мА. Более точное значение определяется характеристиками кабельной продукции и длиной линии. Чем хуже диэлектрические свойства и выше протяжённость, тем больше суммарное значение утечки. Высокая собственная ёмкость кабеля не вызывает ложных срабатываний, поскольку накопление заряда сопровождается пропорциональной по величине работой тока в обоих проводниках.
Нагрузочная способность УЗО устанавливается с обеспечением запаса надёжности порядка 10-20% в зависимости от режима работы защищенной линии. Выбор номинала точно по значениям действующего тока чреват перегревом устройства, если же запас будет существенно больше — возможно снижение чувствительности. В свою очередь, для дифференциальных автоматов уставка максимального тока и характеристика отключения имеют ключевое значение и определяются требованиями по защите линии от перегрузок.
Однофазное и трёхфазное подключение
Важнейшее правило подключения устройств дифференциальной защиты — к ним должны подключаться все проводники, по которым осуществляется перемещение электрического заряда. Для однофазных сетей используются двухполюсные приборы: левая группа контактов предназначена для фазного проводника, правая — для рабочего нулевого. Условное направление прохождения тока не имеет значения для электромеханических УЗО, в то время как электронные устройства требуют подключения нагрузки исключительно снизу с подачей питания на верхние клеммы.
Схема подключения трёхфазного УЗО: 1 —вводной автомат; 2 — трёхфазный счётчик; 3 — четырёхполюсное УЗО; 4 — автомат для подключения трёхфазной нагрузки; 5 — автоматы двухфазной нагрузки
Подключение трёхфазных УЗО также в обязательном порядке происходит с проведением рабочего нуля через устройство. В конечном итоге даже асинхронный двигатель — три линейных проводника, которые не имеют строгой балансировки нагрузки, поэтому их подключение по схеме «звезда» выполняется через симметрирующий ноль. Если при этом сам двигатель зануляется через систему защитного заземления , УЗО гарантированно не будет корректно работать.
Правильный электромонтаж
Большая часть УЗО относится к категории модульной техники для установки на 35 мм DIN-рейку. Высота модуля и размер шейки соответствуют стандартным габаритам, поэтому с размещением диффзащиты в обычных рядных ящиках проблем не возникает.
В плане сборки щитовой проводки имеются свои тонкости. Подключение входного рабочего нуля к общей шине или кросс-модулю должно выполняться сразу после выхода с УЗО одним проводником без ответвлений. При этом к данной шине должны подключаться только те линии, защита которых контролируется устройством, с которого взят рабочий нуль. Таким образом, в стандартном щитке действует следующая схема подключения:
- Входные фазные и нулевой провод с вводного кабеля подключают напрямую на клеммы УЗО. С обратной стороны снимается рабочий ноль и фазы, каждый проводник на отдельную шину.
- К общей нулевой шине подключаются:
- нулевые проводники осветительной сети напрямую;
- ноль подключения УЗО 1 группы на 10 мА;
- ноль подключения УЗО 2 группы на 30 мА.
- К фазной шине подключается вся нагрузка, включая УЗО 1 и 2 группы.
Схема подключения УЗО: 1 — вводной автомат; 2 — счётчик; 3 — общее селективное УЗО; 4 — кросс-модуль; 5 — автоматы осветительной сети; 6 — автомат для защиты УЗО; 7 — УЗО первой группы 10 мА; 8 — УЗО второй группы 30 мА; 9 — нулевая шина; 10 — шина заземления
Поскольку нулевой контакт устройств дифференциальной защиты расположен справа, сами приборы располагают в правой части ряда, чтобы впоследствии выполнить раздачу фаз по автоматическим выключателям гребёнкой. После УЗО 1 и 2 группы устанавливаются дополнительные шины или кросс-модули, к которым подключаются все линии, входящие в соответствующую группу защиты. Если устройство защитного отключения или дифференциальный автомат устанавливаются в местных групповых щитках , они всегда следуют по схеме первыми. Исключение составляют линии освещения, питание на которые подаётся со входных клемм защитных устройств. Для снижения переходного сопротивления многопроволочные жилы следует обжать наконечниками. Контроль усилия затяжки для модульных устройств не критичен, однако требуется перетяжка контактов спустя 48-72 часа после завершения монтажа.
Проверка и устранение неисправностей
Установка УЗО практически в любую систему электроснабжения позволяет точно проверять подключенные к сети устройства и линии на предмет проблем с изоляцией и пробоя на корпус. Для этого УЗО и стараются сдвинуть как можно ближе к вводному автомату: область защиты при этом становится только шире, при этом проблемная точка легко детектируется путём последовательного перебора подключенных линий.
Ложное срабатывание УЗО практически всегда является следствием какого-либо действия человека: прикосновения к корпусу техники, включения прибора в розетку и т. д. Таким образом, место утечки в большинстве случаев удаётся достаточно быстро локализовать. Если срабатывает вводное УЗО, контролирующее несколько групп, линию со слабой изоляцией определяют путём последовательного отключения розеточных групп и контроля за работоспособностью электросети. Обнаруженная сеть может переключаться на питание в обход УЗО, но только с переподключением обоих проводников и только если такое изменение схемы допустимо с точки зрения электробезопасности. В остальных случаях требуется либо установка диффзащиты на большее значение тока утечки, либо восстановление изоляции линии.
Периодически нужно тестировать работоспособность механизма. Для этого в каждом устройстве предусмотрена тестовая кнопка, замыкающая один выходной полюс с противоположным входным через токоограничивающее сопротивление. Таким образом, имитируется утечка, значение которой с высокой точностью приближено к порогу срабатывания. Отсутствие реакции на нажатие тестовой кнопки может служить как о неисправности прибора, так и о слишком низком рабочем напряжении.
