Устройство защитного отключения (УЗО) – описание
Многие люди слышали о том, что существует устройство защитного отключения – УЗО, но, что такое УЗО, для чего оно нужно в электрике, какие функции должно выполнять и можно ли вообще его не использовать в сети, знает не так много человек.
Для того, чтобы получить полное представление о том, что такое узо в электрике, о его функциях, устройстве, принципе работы нужно работать в области электрики, иметь диплом, но общие принципы действия и описание этого устройства сможет понять любой человек.
В большинстве квартир и домов не применяется и не применялось раньше УЗО, поэтому многие и не знают для чего его устанавливать, как оно работает.
Если говорить языком, принятым среди электриков, то УЗО, или устройство защитного отключения, представляет собой механический коммутационный прибор, служащий для автоматического прерывания цепи при превышении тока небаланса заданного значения, возникающего при определенных условиях.
Разные модели УЗО уже довольно давно продаются на рынке, многие профессионалы отлично знакомы с принципом их устройства, работы и активно применяют их при построении электрической проводки. Но многие электрики, хозяева домов и квартир, которые сами занимаются монтажом электрической системы не зная о преимуществах применения УЗО пренебрегают этим мощным средством предназначенным для защиты.
УЗО отлично защищает людей от поражения электричеством в случаях когда произошло нарушение изоляции, при случайных прикосновениях к токопроводящим неизолированным частям различного вида электрического оборудования и защищает имущество от теплового воздействия тока.
Самым вероятным местом поражения током в доме или квартире является кухня и ванная, где установлено очень большое количество электрических приборов, есть естественные заземлители – газовые, водопроводные трубы, мало свободного места и повышенная влажность воздуха.
Что понимается под выражением «утечка тока»? Под этим выражением понимается любой ток проходящий мимо электропроводки или мимо подключенных в сеть приборов. Вот как раз на эту утечку тока и реагирует УЗО, если ток пошел мимо электропроводки или электроприбора УЗО срабатывает и отключает сеть.
Токи утечки обычно имеют малые значения, поэтому защита от короткого замыкания и от перегрузки, которую обеспечивают обычные автоматические выключатели, на токи утечки не реагируют. Как видим, УЗО защищает от пожара, возникающего при замыкании при воспламенении тлеющей изоляции, и от поражения током людей.
Практически каждый человек за свою жизнь подвергался удару током в домашней сети напряжением 220 вольт. Этот ток составляет примерно 4-5 миллиампера, а если бы сила тока была большей, то опасность для здоровья и жизни значительно увеличилась.
Чтобы человека ударило током не обязательно нужно ковыряться в розетке или лезть в распределительный щит, достаточно просто дотронуться до стиральной машинки или холодильника, плойки и других приборов. Но почему так происходит?
Ответ простой – в том случае если в любом электрическом приборе нарушается изоляция токоведущих проводов, они начнут пропускать ток на корпус. То есть корпус прибора окажется под напряжением, а это все равно, что прикоснутся к оголенному проводу.
При прикосновении к такому прибору возникает ток замыкания с землей и если прибор не имеет заземления, то током ударит человека.
В большей части домов и квартир нет возможности заземлить корпуса электрических приборов, это не предусмотрено конструкцией, схемой проводки. От такого удара не сможет защитить никакой супер автоматический выключатель, установленный в щитке.
Гарантию от поражения током в таких случаях дает только применение более надежного и совершенного прибора, каким и является УЗО.
УЗО – это прибор, защищающий от токов утечки путем отключения сети в случае их появления. В случае, когда произойдет выше описанная ситуация с повреждением изоляции какого-либо прибора, то по телу человека, который замыкает цепь фаза-земля ударит током.
Но поскольку сила тока утечки не очень большая, в сравнении с номинальным током, то обычные автоматы этого не чувствуют и не отключатся. А человек в тоже время может и погибнуть при определенных условиях. УЗО, в отличии от автоматов, сразу среагирует на возникновение тока утечки и моментально разорвет цепь.
Что такое узо в электрике
Принцип работы УЗО
Принцип работы УЗО. — этим вопросом задаются многие.
Как известно из курса электротехники, электрический ток течет из сети по фазному проводу через нагрузку и возвращается обратно в сеть по нейтральному проводу. Это закономерность легла в основу работы УЗО.
Принцип работы устройства защитного отключения основан на сравнивании величины тока на входе и выходе защищаемого объекта.
При равенстве этих токов Iвх = Iвых УЗО не реагирует. Если Iвх > Iвых УЗО чувствует утечку и срабатывает.
То есть, токи протекающие по фазному и нейтральному проводу, должны быть равны (это касается однофазной двухпроводной сети, для трехфазной четырехпроводной сети ток в нейтрали равен сумме токов которые протекают в фазах). Если токи не равны – значит имеется утечка, на которую и реагирует УЗО.
Рассмотрим принцип работы УЗО более детально.
Основным элементом конструкции устройства защитного отключения является дифференциальный трансформатор тока. Это тороидальный сердечник на который намотаны обмотки.
При нормальной работе сети, электрический ток протекающий в фазном и нулевом проводе создает в этих обмотках переменные магнитные потоки, которые равны по величине, но противоположны по направлению. Результирующий магнитный поток в тороидальном сердечнике будет равен:
Как видно из формулы магнитный поток в тороидальном сердечнике УЗО будет равен нулю, следовательно ЭДС в контрольной обмотке наводится не будет, ток в ней, соответственно тоже. Устройство защитного отключения в этом случае не работает и находится в спящем режиме.
Теперь представим что человек коснулся электроприбора который в результате повреждения изоляции оказался под фазным напряжением. Теперь через УЗО кроме тока нагрузки будет протекает дополнительный ток — ток утечки.
В этом случае, токи в фазном и нулевом проводе не будут равны. Результирующий магнитный поток также не будет равен нулю:
Под воздействием результирующего магнитного потока в контрольной обмотке возбуждается ЭДС, под действием ЭДС в ней возникает ток. Ток возникший в контрольной обмотке приводит в действие магнитоэлектрическое реле которое отключает силовые контакты.
Максимальный ток в контрольной обмотке появится тогда когда в одной из силовых обмоток тока не будет. То есть, это ситуация когда человек коснется фазного провода, например в розетке в этом случае ток в нулевом проводе протекать не будет.
Несмотря на то, что ток утечки весьма невелик, УЗО оснащают магнитоэлектрические реле с высокой чувствительностью, пороговый элемент которого способен среагировать на ток утечки 10 мА.
Ток утечки это один из основных параметров по которому выбирают УЗО. Существует шкала номинальных дифференциальных токов отключения 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.
Следует понимать, что устройство защитного отключения реагирует только на токи утечки и не работает при перегрузках и коротких замыканиях. Не сработает УЗО и в том случае, если человек одновременно возьмется за фазный и нулевой провод. Это происходит по тому, что человеческое тело в этом случае можно представить как нагрузку, через которую проходит электрический ток.
Из-за этого вместо УЗО устанавливают дифференциальные автоматы, которые по своей конструкции объединяют одновременно УЗО и автоматический выключатель.
Проверка работоспособности УЗО
Для того чтобы осуществлять контроль исправности (работоспособности) УЗО, на его корпусе предусмотрена кнопка «Тест». при нажатии на которую искусственно создается ток утечки (дифференциальный ток). Если устройство защитного отключения исправно, то при нажатии на кнопку «Тест» оно отключится.
Специалисты рекомендуют производить такой контроль примерно один раз в месяц.
Похожие материалы на сайте:
Схема подключения УЗО без заземления
Чтобы надежно работало УЗО, нужна трехпроводная сеть – это двухпроводная электрическая сеть с дополнительным защитным заземлением. Заземление устанавливается с целью защиты человека от тяжелого поражения электрическим током при пробое фазы на корпус электроприбора.
В этом случае имеет место короткое замыкание и сработает электромагнитная защита автоматического выключателя. УЗО также защищает человека от воздействия электрического тока при аварийной утечке тока. Подключается УЗО фазным и нейтральным проводом на верхние клеммы.
С нижних клемм выходят фаза и ноль для нагрузки. Если нет утечек тока, то ток фазы и нейтрали будет идентичным, УЗО не сработает. Если произошла утечка тока, то УЗО вычислит ее и отключит электрическую цепь от сети. Таким образом, УЗО вычисляет токи фазного и нейтрального проводов и при обнаружении разницы токов включается механизм защиты.
Это можно показать на примере. Если возникла аварийная ситуация, произошел пробой изоляции, и фаза появилась на корпусе электрической плиты, то до прикосновения человека УЗО работает в режиме ожидания и не отключается, а при прикосновении человека к токопроводящему корпусу электрической плиты возникает ток утечки по пути – фазовый провод, корпус плиты, человек, токопроводящий пол, что заставит сработать защитный механизм.
Подключение УЗО без заземления
Строительство новых домов предусмотрено с защитным заземлением. При подключении УЗО к однофазной сети с заземлением при нарушении изоляции и замыкании сетевого провода на корпус электроприбора, возникнет ток утечки, который замкнется на токопроводящий корпус электроприбора и сработает защита УЗО.
Давайте представим, что защитное заземление отсутствует. УЗО не сработает до появления тока утечки, а он появится при случайном прикосновении человека к токопроводящему корпусу электроприбора. Ток утечки пройдет по пути сетевого провода, корпус электроприбора и человека стоящего на полу, в результате сработает механизм защиты УЗО.
Схема подключения УЗО с защитным заземлением
Что же получается? При наличии заземления корпуса электроприбора в аварийной ситуации сработает УЗО без прикосновения человека к корпусу прибора, так как возникает ток утечки через заземляющий проводник. В случае отсутствия защитного заземления ток утечки УЗО появится только при касании человека к корпусу находящемуся под напряжением. Во втором варианте человек становится «подопытным кроликом».
Однако время срабатывания защиты УЗО составляет миллисекунды, и человек не почувствует воздействие электрического тока. Даже при полном наличии фазы на корпусе бытового устройства, в лучшем случае вы почувствуете легкое пощипывание. Какую схему подключения УЗО выбрать решать вам.
Однако я советую выбрать установку УЗО с заземлением, и более безопасной защитой. В доме не сложно сделать контур защитного заземления, а в квартире защитное заземления можно взять с корпуса электрощита в подъезде и развести провод заземления по плинтусу к розеткам мощных потребителей тока – это стиральная машина, бойлер, электроплита, розетки в ванной.
Подключение УЗО в двухпроводной сети
Возможны два варианта схемы подключения УЗО без заземления. Для первого случая выбираем УЗО с током утечки 100 мА и рассчитанным на номинальный ток нагрузки всей квартиры, допустим 32 А. Тогда схема будет выглядеть так: – вводной автомат 40 А, учет, УЗО 32 А, автоматы разных групп потребителей.
Схема подключения одного УЗО без заземления
У такой схемы есть большой недостаток, при срабатывании защитного механизма УЗО отключается квартира полностью, и для обнаружения неисправности придется лазить по всей квартире. Еще один недостаток такой схемы – это низкая чувствительность УЗО. Ток в 100мА более чувствителен для человека. Вторая схема хоть и дороже, но не имеет этих недостатков.
Схема подключения нескольких УЗО без заземления
Эта схема УЗО без заземления содержит – вводной автомат, счетчик, групповые автоматы и УЗО для выбранных автоматов. УЗО выбирается в этой системе на ток 30 мА. При возникшей утечке тока сработает та УЗО, на линии которой возникла неисправность в электрической цепи. На остальных группах автоматов будет присутствовать сеть. Во время подключения УЗО в двухпроводную сеть должны учитываться следующие моменты.
1.Так как УЗО не имеет защиту от к. з. и перегрузки, перед ним нужно ставить автомат. Номинальный ток УЗО выбирается на порядок выше номинального тока автоматического выключателя, так как УЗО может выйти из строя при токах которые больше его номинального значения.
2.Нейтральный провод с выхода УЗО идет только на розетку потребителей, соединять с другими нулевыми проводами нельзя, чтобы не было ложных срабатываний.
Самостоятельная установка УЗО
Сегодня все чаще осуществляется силами людей, не имеющих достаточных знаний и опыта в сфере электрики. Это может быть опасно, особенно если речь идет о зданиях старой постройки, подготовленных под реконструкцию.
Самостоятельный монтаж УЗО
Именно в рамках реконструкции, как правило, осуществляется переход к применению TN-C-S. Все, что имеет смысл сделать в данном случае — это заземлительный контур. Другой вариант — подсоединения корпуса бытовой техники к сети водопровода, отопительным радиаторам, либо к тем элементам строительного фундамента, которые выполнены из металла.
Противопожарное УЗО: до или после счетчика.
Уважаемые профи! Приходил электрик из УК, внес лепту в монтаж щитка. Внесите ясность, пожалуйста, противопожарное УЗО 63А* 300 мА должно быть установлено до счетчика или после ? Счетчик в квартирном щитке . Если до счетчика и в квартирном щитке — на УЗО должна быть пломба? Если УЗО противопожарное поставить после щитка , то оно не защищает счетчик и ввод? так куда его ставить? Помогите разобраться. Спасибо.
Мастеров онлайн: 475 Заказов в неделю: 2 860 Предложений в сутки: 1 321
УЗО ставить до счётчика, соответственно доступ к его клеммам должен быть закрыт, если этого хочет УК.
УЗО не защищает сеть от короткого замыкания, а защищает человека от поражения эл. током, поэтому ничего страшного если оно будет стоять после счетчика. А для защиты счетчика и ввода у вас стоит автомат в этажном щите.
С вводного автомата фаза и рабочий ноль заводятся непосредственно к прибору учета (электросчетчику). Далее, после прибора учета, как правило, устанавливается противопожарный УЗО (устройство защитного отключения). Клеммы вводного автомата закрывают и пломбируют (одновременно со счетчиком). Противопожарное УЗО защищает только от значительных токов утечки, которые могут привести к возникновению пожара, а не защиты защиты человека от поражения элек. током. Поддерживаю высказывание Сергея Евгеньевича
ставится только после счетчика.предназначено для защиты от утечек тока. ,то есть оно не считок а потребителей тока
ТОЛЬКО. после счетчика. УЗО не должен защищать прибор учета.
Противопожарное УЗО в квартире нафиг не нужно. Но если есть желание поставить, то в этажном щите, после счетчика.
спасибо за ответ, но счетчик то в квартире
вы если боитесь, что счётчик коротнёт, то поставьте 2-х полюсный авт. выключатель(1 фазный) до счётчика, только его придётся ставить в отдельный бокс и пломбировать, а узо можно и после
Противопожарное УЗО следует устанавливать в Этажном щите, а если его установить в квартирном щите — то оно уже автоматически перестает быть противопожарным.
В ПУЭ рекомендуется установка противопожарного, но не требуется. Это обусловлено тем, что не у каждого потребителя установлены устройства защитного отключения на групповые линии. Вот и предлагают установку на вводе в этажных щитах УЗО с током срабатывания от 100 мА до 300 мА. Подрядные организации, которые обслуживают внутренние электросети, заинтересованы в увеличении объемов работ, так как это дополнительные деньги и увеличение сметной стоимости. Лично я никогда не устанавливаю пожарное УЗО на вводе, так как считаю это бессмысленным делом, излишняя растрата денег. 7.1.84. Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА.
УЗО защищает от поражения человека, а не счётчик. перед счётчиком устанавливают Автомат и пломбируют. Возможно вы путаете УЗО с Дифавтоматом?
ПУЭ, пункт 7.1.64 регламентирует установку перед счетчиком КОММУТАЦИОННОГО АППАРАТА. какой именно это должен быть аппарат (предохранитель, автомат, УЗО, рубильник и т.д и т.п.) не регламентируется.
Электрику из УК можно рекомендовать для защиты установить УЗО в главный распределительный щит, или перенести туда прибор учета. В квартирном распределительном щите все защитные и другие утройства, устанавливаются после прибора учета.
Здравствуйте! Установить необходимо после счетчика, пломбы быть на УЗО не должно(Да и поставить ее некуда там).Перед узо не ставится цель-защиты счетчика и вводного автомата, перед УЗО ставится цель-измерить сколько тока пришло и сколько ушло и, в случае если тока пришло больше чем ушло, обесточить участок, за который отвечает УЗО.Данный тип УЗО необходимо ставить после автомата ,который идет после счетчика(И как правило находится в квартире).Обратите внимание, что данное узо не защищает от поражения человека током, необходимо довить в щиток УЗО со срабатыванием в 30мА
«пломбы быть на УЗО не должно(Да и поставить ее некуда там).» Это верно. Пломбу ставят на бокс, в который устанавливается УЗО, и который в свою очередь устанавливается в щит учёта. Хотя на сегодняшний день выпускаются и УЗО, и автоматические выключатели с защитными крышками на каждый контакт и с возможностью установки пломбы на них, дабы предотвратить несанкционированное подключение на контактах устройства. Например EKF делают такие приборы. КЭАЗ так же. Думаю, бытовая линейка Шнайдера тоже подтянется.
Узо требуется ставить после счетчика. Тем более на 63а,оно и будет вводным автоматом. А счетчик защищен автоматом на РЩ. Хотите могу более подробно проконсультироваться?
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.
Монтаж и типовые схемы подключения противопожарного УЗО
Для установки противопожарного устройства защитного отключения потребуется минимальный набор инструментов, немного опыта электромонтажных работ и подходящая для потребителя схема. Перед монтажом нужно ориентироваться на следующий список инструментов и материалов:
- пассатижи, кусачки, 1-2 м провода сечением от 2,5 кв. мм;
- индикаторная отвертка, мультиметр или контрольная лампочка;
- само УЗО и инструкция по его установке;
- подходящая схема подключения.
Сложности существуют с подбором правильной схемы. Квартирный щиток может быть оснащен заземляющим проводом, а может быть и без него. Некоторые потребители для работы требуют 3 фазы питания, а некоторые только одну. Поэтому ниже приведены несколько типичных схем подключения противопожарного УЗО.
Подключение однофазного УЗО
Одна из наиболее популярных схем. Она применима в квартирах и частных домах с однофазным питанием без заземляющего провода:
- На вводе в электрощит устанавливается автоматический выключатель. Он защитит последующие цепи от КЗ.
- За ним следует прибор учета. В данном случае он однофазный.
- Далее подключается УЗО. Монтаж проводов выполняется согласно маркировке на корпусе прибора.
- После УЗО ноль следует подсоединить на общую N шину, а фаза расходится по групповым автоматам.
Подключение трехфазного УЗО
Для защиты от пожара трехфазной сети потребуется четырехполюсное устройство на 380 В. Остальные же принципы монтажа остаются теми же. Сначала идет вводной автомат, затем счетчик и групповые автоматы или УЗО.
Основная задача противопожарного УЗО — это защита от возгорания проводки. Устройства этого класса рассчитаны на сравнительно высокие токи утечки до 300 мА. Поэтому они не подходят для обеспечения безопасности человека от поражения электротоком.
Схема подключения противопожарного УЗО
На ток утечки противопожарного УЗО оказывает влияние состояние и возраст проводки. Также сказывается ее протяженность и разветвленность. Чем хуже состояние кабелей, тем выше риск ложных срабатываний устройства защиты.
Выбор УЗО по параметрам
После того как схема подключения УЗО готова, надо определяться с параметрами УЗО. Как вы знаете, оно сеть от перегрузок не спасет. И от короткого замыкания тоже. Эти параметры отслеживаются автоматом защиты. Чтобы обеспечить безопасность всей проводки, на входе ставят вводной автомат. После него стоит счетчик, а затем обычно ставят противопожарное УЗО. Оно выбирается специфически. Ток утечки 100 мА или 300 мА, а номинал — тот же что и у вводного автомата или на ступень выше. То есть, если входной автомат стоит на 50 А, УЗО после счетчика ставят либо на 50 А, либо на 63 А.
Противопожарное УЗО выбирают по номиналу вводного автомата
Почему на ступень выше? Потому что срабатывают автоматические защитные выключатели с задержкой. Ток, превышающий номинальный не более чем на 25%, они могут пропускать не менее часа. УЗО на длительное воздействие повышенных токов не рассчитано, и с большой вероятностью оно сгорит. Дом останется без электричества. Но это касается определения номинала противопожарного УЗО. Другие выбираются по-другому.
Номинальный ток
Как выбрать номинал УЗО? Он подбирается по методике определения номинала автомата — в зависимости от сечения провода, на который устанавливается устройство. Номинальный ток защитного устройства не может быть больше максимально допустимого тока для данного провода. Для простоты выбора есть специальные таблицы, одна из них ниже.
Таблица подбора номинала автомата защиты и УЗО
В крайнем левом столбце находим сечение провода, правее есть рекомендуемый номинал автомата защиты. Такой же должен быть и у УЗО. Так выбрать номинал защитного устройства от тока утечки несложно.
Величина тока отключения
При определении этого параметра тоже понадобится схема подключения УЗО. Номинальный отключающий ток УЗО — это величина тока утечки, при котором происходит отключение питания на защищаемой линии. Этот параметр может быть 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 500 мА. Самый малый ток — 6 мА — используется в США, в европейских странах и у нас их и в продаже нет. Устройства с максимальным током утечки в 100 мА и выше ставят в качестве пожарной защиты. Они стоят перед входным автоматом.
Для всех остальных УЗО этот параметр выбирается по простым правилам:
- Устройства защиты с номинальным током отключения 10 мА ставят на линии, которые идут в помещения с повышенной влажностью. В доме и квартире это ванная комната, еще может быть освещение или розетки в бане, бассейне и т.д. Этот же ток отключения ставят если линия питает один электроприбор. Например, стиральную машину, электроплиту и т.д. Но если в той же линии есть розетки, нужен больший ток утечки.
- УЗО с током утечки 30 мА ставят на групповые линии питания. Когда подключено более чем одно устройство.
Это простой алгоритм, основанный на опыте. Есть другой способ, который учитывает не только количество потребителей, но и номинальный ток в зоне защиты, а, вернее, сечение провода, так как именно от этого параметра зависит номинальный ток линии электропитания. Это более правильно, так как объясняет, как подобрать величину тока утечки для общего УЗО, к примеру, а не только для устройств, которые ставят на потребителей.
Таблица подбора номинального тока отключения для УЗО
Надо еще учитывать индивидуальные токи утечки каждого из приборов. Дело в том, что на каждом более-менее сложном устройстве какой-то небольшой ток «утекает». Ответственные производители указывают его в характеристиках. Допустим прибор на линии один, но его собственный ток утечки более 10 мА, ставят УЗО с током утечки 30 мА.
Тип отслеживаемого тока утечки и селективность
Разные приборы и устройства используют ток разной формы, соответственно, УЗО должно контролировать токи утечки разного характера.
- АС — отслеживается переменный ток (синусоидальная форма);
- А — переменный + пульсирующий (импульсы);
- В — постоянный, импульсный, сглаженный переменный, переменный;
- Селективность. S и G — с выдержкой по времени отключения (для исключения случайных срабатываний), у G-типа выдержка меньше.
Выбор типа отслеживаемого тока утечки
УЗО выбирается в зависимости от типа защищаемой нагрузки. Если к линии будет подключена цифровая техника, требуется либо тип A. На линии освещение — АС. Тип В, конечно, хорош, но слишком дорог. Его обычно ставят в помещениях с повышенной опасностью на производстве, а в частном секторе или в квартирах очень редко.
УЗО класса G и S ставят в сложных схемах, если есть УЗО нескольких уровней. Этот класс выбирают для «высшего» уровня, тогда при срабатывании одного из «низших», входное защитное устройство не отключит питание.
