Главная Отделочные работы

Расчет узо по нагрузке. Как рассчитать узо для дома и квартиры

Чтобы защитить себя от ударов током, а также от замыкания проводки, и, соответственно, предупредить возгорание электрической проводки, необходимо установить УЗО. На рынке современного электрического оборудования представлен большой выбор устройств. Однако, чтобы знать, как выбрать УЗО, нужно точно знать характеристики и мощность электропроводки в квартире.

Что такое УЗО: особенности защитного устройства для квартиры

УЗО - специальное коммутационное оборудование для выключения электросети при изменении токов (при отклонении от нормативного значения). УЗО выключает электросеть при таких обстоятельствах:

при наличии прямого соприкосновения с электроприбором, находящимся под напряжением;
когда произошло повреждение основного изоляционного слоя, в связи с чем возможно соприкосновение с заземлением;
когда поменяли местами ноль и фазу, а жилец прикоснулся к элементам, запитанным напряжением, в то же время контактируя с "землей" ;
если произошел обрыв проводника, настроенного на ноль, и при соприкосновении с элементами прибора, находящимися под напряжением.

Данный аппарат позволяет защитить жильцов квартиры от поражений электротоком, а также от возможного возгорания, которое может быть вызвано утечкой электротока из-за поврежденной изоляции проводов.

По каким характеристикам разделяют современные УЗО

Существует достаточно большое количество типов устройств защитного отключения, классифицируемых по различным признакам. Если вы не знаете, как выбрать УЗО, необходимо заранее ознакомиться с принципиальными отличиями данных устройств. Современные УЗО можно классифицировать по таким признакам:

по типу тока утечки (AC - мгновенно срабатывает при возникновении утечки, A - срабатывает при возникновении пульсирующей утечки тока в подконтрольной цепи, B - реагирует на появление любых видов утечки тока в подконтрольной цепи);
по временной выдержке (S, G) - оба типа УЗО селективно срабатывают с определенной выдержкой по времени;
по способу срабатывания (электромеханические - работают независимо от напряжения сети, но нуждаются в постоянном электропитании, электронные - имеют прямую зависимость от напряжения в сети, нуждаются во внешнем источнике питания).

Ознакомившись со всеми особенностями современных устройств, вы сможете выбрать наиболее подходящее.

Принцип работы современного УЗО

Устройство защитного отключения работает на основе измерений разницы токов в проводниках, которые проходят через дифтрансформатор, измеряя суммарное векторное количество токов, проходящих через контролируемые проводники. К основным принципам функционирования устройства защитного отключения можно отнести следующие:

при нормальном функционировании устройства защитного отключения сумма токов соответствует нулю, и отключение оборудования не выполняется;
в случае образования утечки, сумма токов будет отличаться от нуля, из-за чего сработает устройство защитного отключения на защищаемую цепь.

Чтобы УЗО не только отсекало утечку тока, но и позволяло защитить жильцов от короткого замыкания, а также от возникновения возгораний из-за повреждений проводки, необходимо устанавливать перед ним дополнительный автомат-выключатель.

Что необходимо учитывать, чтобы правильно выбрать УЗО для квартиры

Чтобы правильно выбрать УЗО, необходимо осознавать, что суммарное количество естественного тока утечки может привести к ошибочному срабатыванию устройства. Необходимо заранее просчитать количество естественных токов, которое не должно превышать 1/3 от номинального значения . Чтобы выбранное устройство не сработало ошибочно, необходимо учесть все возможные естественные утечки от запитанных электрических приборов. Также необходимо проверить номинальное значение УЗО в техническом паспорте или на корпусе аппарата.

Необходимо обратить внимание на следующие нюансы:

чтобы выбрать УЗО для квартиры с однофазной электросетью, стоит обратить внимание на двухполюсные устройства типа AC ;
для защиты большого дома следует выбирать УЗО с трехфазными выключателями дифтока;
УЗО для промышленных объектов необходимо выбирать только при помощи квалифицированных специалистов.

В квартирах лучшим решением будет установить двухуровневую защиту отключения . Первый уровень защиты устанавливается непосредственно на вводе в квартиру (автоматический выключатель), и только после него подключается УЗО. Чтобы повысить уровень электробезопасности в жилье и обеспечить максимальный уровень бесперебойности электрического снабжения, необходимо отдельно установить УЗО для каждой потребительской группы.

Для помещений с повышенной влажностью, оснащенных отдельной линией ввода, необходимо установить устройство защитного отключения с уставным номиналом 10 мА . Многие, стараясь сэкономить, не учитывают общую нагрузку сети, которая возникает при одновременном включении сразу всех электрических приборов, тем самым подвергая себя и свое жилье риску возгорания электропроводки.

В этой статье рассмотрим назначение и принцип работы УЗО. Разберёмся, чем отличаются приборы разных типов, определимся, в каких условиях их применяют. Отдельно поговорим о подключении этих защитных устройств.

УЗО — это коммутационный (выключающий) аппарат, который при достижении и превышении дифференциальным током (током утечки) заданного значения размыкает контакты и отключает от питания сеть, или её участок. Это изделие имеет несколько названий: «устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным током», «выключатель дифференциального тока», «защитно-отключающее устройство». Так или иначе, но сотни миллионов УЗО, используемых в мире, выполняют две задачи — защищают человека от поражения электрическим током при прямом и непрямом прикосновении и предотвращают возникновение пожара из-за возгорания проводки. Во многих развитых странах применение дифференциальных выключателей является обязательным.

Устройства защитного отключения предназначены нейтрализовать токи при всевозможных повреждениях электроустановок. Несмотря на то, что это лишь часть комплексных мер, в некоторых случаях УЗО остаётся единственным средством защиты, например, при: снижении уровня изоляции, обрыве нулевого защитного проводника или при малых значениях тока замыкания. Так предохранители (автоматы защиты) разрывают цепь при значениях тока (коротких замыканиях или сверхтоках), в несколько раз превышающих критический для человека порог, при котором происходит сбой в работе сердечной мышцы, тогда как УЗО срабатывают за миллисекунды и реагируют даже на самый малый ток.

Смертельно опасным может быть прикосновение к токоведущим элементам в электрическом щите или корпусам электроприборов, которые оказались под напряжением, допустим, при повреждении изоляции, всегда есть риск инструментом повредить оболочки кабелей скрытой проводки. Ток в 5 мА уже ощущается человеком, при 10 мА мышцы сокращаются, и наступает порог «неотпускания», 30 мА вызывает нарушение дыхания, 50 мА становятся причиной аритмии сердца, 100 мА — возможен летальный исход. Вот почему по стандартам США УЗО, предназначенное для защиты людей, должно сработать при токах 4-5 мА, в Европе — 10 мА. В России жёстких нормативов нет — устройства защитного отключения согласно государственным требованиям должны использоваться в металлических строениях или зданиях с металлическим каркасом. Однако после выхода в свет ПУЭ седьмой редакции отношение к УЗО в нашей стране резко изменилось в лучшую сторону

Необходимо отметить, что устройство защитного отключения не может заменить автоматы, защищающие проводку, так как оно «не замечает» неполадки, которые не сопровождаются токами утечки, например, при коротком замыкании между линией и нейтралью.

Принцип работы УЗО

В основе действия любого УЗО лежит мониторинг баланса токов между проводниками, которые в него входят. Возможная разность токов обнаруживается и сравнивается с заданными величинами. Нарушение баланса является показанием для срабатывания исполнительной части (размыкателя).

Основной «следящий» узел УЗО — это дифференциальный трансформатор с тремя обмотками ферромагнитного сердечника: подводящей, отводящей, управляющей. Ток, протекающий через устройство (от фазного проводника, идущего на питание потребителя, до нулевого проводника, идущего от потребителя), возбуждает на обмотках магнитные потоки с противоположными полюсами. Если бытовые приборы, электроустановочные изделия исправны, проводка на защищаемом участке не имеет повреждений, и при этом утечек на землю нет, то сумма токов равна нулю. Если же, например, человек, стоящий на мокром полу, прикоснулся к оголённому проводу, то часть тока пойдёт через его тело в землю, сумма потоков в устройстве будет больше нуля (тока втекает в УЗО больше, чем уходит из него). Появление положительной суммы токов означает, что ток проходит и мимо УЗО, то есть имеет место утечка, повреждение в цепи. В этом случае нарушается баланс в управляющей обмотке трансформатора, возникает сила, которая передаётся на реле ЭДС, разрывающее контакт между линией и нейтралью. Электродвижущая сила может обнаруживаться устройством слежения, что становится сигналом для отключения соленоида (силового электропривода), удерживающего контакты — цепь размыкается.

Типы УЗО

Устройства защитного отключения могут отличаться множеством характеристик, начиная от способа установки и заканчивая общим назначением. Классификация насчитывает сотни типов УЗО, имеющих свои особенности. Предлагаем рассмотреть основные из них, чтобы правильно выбрать устройство, которое будет корректно функционировать в тех или иных условиях.

По характеру тока утечки

По данному критерию УЗО подразделяются на приборы типа АС, А и В. Устройства АС разрывают цепь при утечках переменного тока, если они нарастают внезапно или плавно. Эти УЗО недорогие, они получили наибольшее распространение, считаются приемлемыми для большинства условий эксплуатации.

УЗО типа А срабатывают не только от переменного, но и от пульсирующего постоянного тока, внезапно нарастающего или повышающегося плавно. Такие устройства более предпочтительны для жилых помещений, так как некоторые бытовые приборы являются источником именно постоянного пульсирующего тока, например, компьютеры, регуляторы освещённости, телевизоры, некоторые стиральные машины (все, где есть полупроводниковые блоки питания). Кстати, в инструкциях к некоторым из этих потребителей указывается, что они должны быть подключены только через УЗО типа А. Эти защитные устройства существенно дороже класса АС.

Тип В используется для постоянного, переменного и выпрямленного тока, в основном такие УЗО применяют на промышленных объектах.

По технологии срабатывания

В зависимости от того, по какому принципу разрывается цепь, выделяют УЗО:

электронные
электромеханические

Электромеханические устройства дифференциальной защиты не нуждаются в полноценном питании из общей сети. Они срабатывают только от тока утечки, который приводит в действие высокоточную механическую исполнительную часть. Эти устройства сравнительно дороги, мало производителей их выпускает, но они считаются самыми надёжными, так как работают при всех условиях и не зависимы от параметров питания.

Электронные УЗО в несколько раз дешевле электромеханических, поэтому они составляют львиную долю нашего рынка. Для функционирования этих устройств необходимо внешнее питание, которое «оживляет» его электронику с усилителем. Основная проблема заключается в том, что при перепадах напряжения в сети эффективность электронного УЗО (есть зависимость момента срабатывания) заметно снижается. Кроме того, всегда существует опасность, что прямое или непрямое касание к элементу под напряжением (провод, клемма или корпус прибора) произойдёт, когда нулевой проводник будет повреждён и, соответственно, УЗО будет не запитано — и не сработает. Электронные УЗО защищают не от всех рисков, но от большинства, поэтому если необходимо сэкономить, то это тоже хороший вариант. Также есть смысл не тратиться на электромеханическое устройство, если внутридомовая сеть имеет в своём составе источник бесперебойного питания или стабилизатор напряжения.

По скорости срабатывания (наличие задержки)

Литерой S обозначаются УЗО, которые срабатывают с выставленной задержкой до 0,5 секунды — «селективное». Этот тип устройств позволяет создавать многоуровневые «каскадные» системы защиты с несколькими защищёнными цепями. Каждый аварийный участок сети, в зависимости от поставленных задач и реализации схемы, будет отключаться отдельно, тогда как общее питание в помещение останется. УЗО с индексом G также имеет задержку, но она намного меньше.

1 - вводной кабель; 2 - вводной автомат; 3 - счетчик; 4 - УЗО типа S; 5 - автоматы; 6 - нулевая шина; 7 и 8 - УЗО типа AC; 9 - трехжильная электропроводка; 10 - шина заземления

Селективные УЗО обычно устанавливаются вверху каскада, поэтому при утечках сначала срабатывают неселективные устройства, не обесточивая все цепи, которые защищаются.

Высококачественные современные УЗО, не являющиеся селективными, срабатывают менее чем за 0,1 секунды.

По количеству полюсов

Для трёхфазной сети используются УЗО с четырьмя полюсами. Они защищают несколько однофазных сетей, либо отдельные трёхфазные потребители (электромотор, варочная плита…). В тандеме с таким типом УЗО должен работать четырёхполюсный автомат.

Для однофазной сети жилых помещений обычно применяют устройства с двумя полюсами (линия и нейтраль).

По току утечки

Ток утечки (номинальный отключающий дифференциальный ток или «уставка») при заданных условиях эксплуатации является одним из основных параметров, характеризующих функциональные особенности устройства защитного отключения. Граничным барьером для классификации является ток 30 мА. УЗО, которые срабатывают при меньших точках утечки, считаются такими, что защищают человека от поражения электрическим током. Аппараты, ток срабатывания которых выше 30 мА, считаются противопожарными, так как к ним можно подключить довольно большую нагрузку, но дифференциальные токи, которые они допускают, являются опасными для человека. Иногда УЗО на 30 мА считают универсальными, они получили наибольшее распространение.

Противопожарные УЗО являются первой ступенью защиты, расположенной в распределительном щите , они, как правило, устанавливаются на всю внутридомовую сеть, но могут применяться и для защиты отдельных сверхмощных и опасных потребителей от воспламенения (например, тепловентилятор с открытой спиралью). Ток утечки противопожарных УЗО обычно принимается в 100-300 мА, иногда в качестве противопожарных применяют и приборы на 500 мА. УЗО с меньшим током не могут нормально работать на этих позициях, так как из-за превышения допустимых нагрузок возникают ложные срабатывания.

УЗО с током утечки 10 мА обычно используются во второй или третей ступени защиты, их применяют либо для подключения элементов освещения, либо для отдельных электроприборов, которые располагаются в опасных зонах, например, в ванной, душевой, бассейне... Однако бойлер или стиральную машину запитать через них, скорее всего, не удастся, так как рабочая нагрузка будет ограничиваться 1,8 киловаттами.

Заметим, что номинал по току показывает только нижний предел срабатывания, так УЗО на 30 мА не отключит цепь при утечке, равной 25 мА, но сработает при любых токах, превышающих порог в 30 мА.

С каким током утечки необходимо применить УЗО в конкретном случае? Сначала определяется ток утечки цепи или прибора, это можно сделать измерением или по действующим нормам. Согласно СП 31-110-2003, ток утечки прибора принимается равным 0,4 мА на каждый 1 А его мощности. Сюда добавляется также 10 мкА для каждого метра фазного проводника. Например, для электроприбора мощностью 16 А, запитанный двадцатиметровым проводом, ожидаемый ток утечки нужно принять равным 4,2 мА. Теперь можно подобрать УЗО, но делается это так, чтобы ток утечки прибора составлял не более 33% тока срабатывания устройства защитного отключения. В нашем случае это 12,6 мА. 10-амперный прибор уже не подходит, значит необходимо поставить УЗО с током срабатывания 16 мА.

По рабочему току

Рабочий ток УЗО (или максимально допустимая нагрузка) определяет, сколько и какой мощности потребители можно запитать через это устройство. Данная характеристика показывает ток, который длительное время может проходить через УЗО, не разрушая его.

Расчёт необходимого УЗО производится от характеристик подключенных к нему потребителей. В электросетях жилых помещений часто применяются маломощные УЗО с рабочим током 10 А. Устройства дифференциальной защиты с допустимой нагрузкой 16-32 А считаются среднемощными. Аппараты на 40 А и более — называют мощными.

Примечательно, что на практике прослеживается чёткая зависимость между током отключения и рабочим током. Производители выпускают УЗО, в которых чем выше один показатель, тем выше и другой.

По возможности регулирования номинального тока утечки УЗО бывают:

нерегулируемые
регулируемые (плавная настройка, ступенчатая настройка)

По наличию защиты от короткого замыкания есть УЗО:

с защитой от сверхтоков (дифференциальные автоматы)
с защитой от перегрева
без защиты от сверхтоков

По способу установки УЗО разделяют на:

стационарные в виде автомата, которые монтируются на рейку в монтажном щите;
переносные — смонтированные на удлинителе или в разрыв питающего шнура;
УЗО в розетке (широко применяются в США).

Установка и подключение УЗО

В бытовой сети обычно применяют двухполюсные УЗО, которые занимают на дин-рейке два места (36 мм). Располагают их, как правило, поблизости линий защищаемых цепей, исключение составляют противопожарные устройства с током отключения 100-500 А, которые устанавливаются возле вводного автомата. УЗО могут располагаться также и в групповых ВРУ многоквартирных домов, и этажных щитках частного дома.

Если электропроводка разделена на группы, то рекомендуется установить одно УЗО на вводе и несколько устройств на разные группы, при этом обеспечив их селективность — каскадное отключение. Для этого на каждый следующий ниже ярус устанавливают УЗО с меньшим номиналом по току отключения или большей скоростью отключения.

Подключают УЗО согласно заранее разработанной схемы защиты от токов утечки. Система защиты проектируется в зависимости от выполняемых устройством функций и конкретных характеристик сети. Ниже приводим простую схему подключения УЗО в электроустановку с заземлением, она может применяться для устройства защиты отдельных цепей в многоярусных каскадных системах:

1 - вводной кабель; 2 - вводной автомат; 3 - счетчик; 4 - УЗО; 5 - автоматы; 6 - нулевая шина; 7 - трехжильная электропроводка; 8 - шина заземления; 9 - провод заземления

Как видите, ничего сложного нет, обратим ваше внимание на некоторые моменты:

Для корректной работы УЗО, в защищаемых цепях не должно быть контакта рабочего нулевого проводника с заземлёнными элементами или защитным проводником РЕ. Для каждого из них в щите применяется своя шина (ГОСТ Р 50571.3-94).
Проводник заземления в подключении УЗО «не участвует».
Подключение питания на УЗО производится к верхним клеммам. Разъёмы для ввода фазы на УЗО обычно обозначаются «1», для выхода — «2».
Нейтраль питания (ноль, провод с синей изоляцией) обязательно должен быть подключен к разъёму с обозначением «N». Это правило необходимо соблюдать для УЗО любого бренда, номинала и назначения.
Важнейший момент! Номинальный рабочий ток УЗО должен быть таким же или большим, в сравнении с рабочим током автоматов цепи. Только тогда автоматы смогут защитить дорогостоящие УЗО от перегрузки.
Установленное УЗО необходимо проверить на работоспособность.

Проверяем УЗО

После коммутации всех цепей, внутридомовую сеть необходимо запитать. Если автоматы защиты или УЗО не отключились, значит, короткого замыкания нет, и нулевой проводник с заземлением не контактируют.

Далее следует нажать кнопку «ТЕСТ» или «Т», расположенную на передней панели прибора. Таким образом мы принудительно имитируем возникновение тока утечки. Исправное УЗО должно моментально сработать и обесточить защищаемый участок. Если этого не произошло, то в случае возникновения аварийной ситуации устройство не поможет справиться с проблемой.

Последним этапом проверки можно считать подачу на УЗО нагрузки. Нужно поочерёдно включать все приборы, которые будут работать в конкретной цепи и сети в целом. При возможных неполадках необходимо внести изменения в схему защиты или менять номиналы устройств защитного отключения.

УЗО являются не единственным способом защиты человека от поражения током и перегрузок сетей, которые могут привести к пожару. Но часто именно эти приборы спасают жизни и обеспечивают сохранность имущества граждан.

Турищев Антон, рмнт.ру

Шаг 3.
Выбираем номинальный ток УЗО.

Помним, что УЗО защищает цепь только от токов утечки, а от токов короткого замыкания и токов перегрузки – не защищает. Поэтому последовательно с УЗО необходимо устанавливать автоматический выключатель.

Номинальный ток УЗО выбирается равным или на ступень выше номинального тока автоматического выключателя, который защищает данный участок цепи.

При этом номинальный ток вводного УЗО должен быть равен или больше номинала вводного автоматического выключателя. После водного автомата и УЗО электропроводка может быть разделена на любое количество групп, главное при этом, чтобы номиналы групповых автоматических выключателей соответствовали сечению применяемого в этих группах кабеля.

Предположим, что в каждой из групп будет одновременно включено много потребителей, и в сети возникнет перегрузка. В этом случае сработает вводной автомат и отключит внутреннюю сеть от внешней питающей электросети. УЗО в этой ситуации не будет перегружено, т.к. его номинальный ток равен или больше номинала вводного автоматического выключателя.

Вводное УЗО устанавливается после вводного автоматического выключателя.

В группе вначале устанавливается УЗО, а после него автоматический выключатель (в случае, если УЗО устанавливается на одну группу), либо несколько автоматических выключателей (если одно УЗО устанавливается сразу на несколько групп).

Номинальный ток группового УЗО выбирается так, чтобы он был равен или больше суммы номиналов групповых автоматических выключателей. Если сумма номиналов групповых автоматов превышает номинал вводного автоматического выключателя, тогда номинальный ток УЗО выбирается равным номинальному току вводного УЗО, а если вводное УЗО не установлено, тогда равным или больше номинала вводного автоматического выключателя.

Шаг 4.

Выбираем тип УЗО.

В бытовой электропроводке обычно используются УЗО двух типов: АС и А .

Подробно различные типы УЗО я уже рассматривал в статье . Напомню вкратце.

Самый распространенный тип АС , защищает от тока утечки синусоидальной переменной формы.

Однако, в современных бытовых приборах — телевизорах, компьютерах, электроинструменте используются выпрямители, импульсные блоки питания, тиристорные регуляторы, которые при пробое изоляции могут создавать пульсирующие токи утечки постоянного тока. На такие утечки УЗО типа АС не реагируют, поэтому в жилых квартирах желательно использовать УЗО типа А .

Шаг 5.

По конструктивному исполнению следует выбирать электромеханические УЗО. Они, в отличие от электронных, не требуют для своей работы никакого питания и для их срабатывания достаточно, чтобы появился дифференциальный ток.

Отличие электромеханического УЗО от электронного я рассматривал в одной из предыдущих статей .

Шаг 6.

Следующий шаг — выбор номинального условного тока короткого замыкания I nc . Этот параметр определяет надежность и прочность устройства, качество исполнения его механизма и электрических соединений.

В быту лучше использовать с показателем 6000 А. Кстати, в европейских странах не допускаются к эксплуатации УЗО с этим показателем, меньшим, чем 6000 А. Если дом новый и рядом находится трансформаторная подстанция то этот параметр, также как и отключающую способность у автоматических выключателей, по крайней мере, для вводного УЗО, желательно увеличить до 10кА.

Шаг 7.

Селективность.

Подробно вопрос селективности я уже рассматривал в публикации .

Поэтому здесь мы на этом вопросе останавливаться не будем и пойдем дальше.

Шаг 8.

Выбираем температурное исполнение . Стандартно УЗО рассчитаны на диапазон температуры окружающей среды от -5 до +40°С.

Однако, если по условиям эксплуатации необходимы более «морозоустойчивые» УЗО, необходимо выбрать с символом на передней панели, они работают в диапазоне температур от -25 до + 40°С.

Шаг 9.

Степень защиты УЗО.

В стандартном исполнении УЗО выпускаются со степенью защиты IР20 и на корпусе она не указывается. В случае, если необходимо другое исполнение, то выбираем его по каталогу для конкретного бренда.

Шаг 10.

Выбираем производителя (бренд).

Основные параметры УЗО мы выбрали, теперь выбираем марку и производителя. Для этого удобно пользоваться каталогами продукции конкретного производителя, которые можно найти и скачать в интернете.

Для соблюдения селективности используйте устройства одного бренда и одной серии. Удобно заказывать сразу всю комплектацию электрощита у официальных представителей выбранного вами бренда.

Смотрите видеоверсию Как выбрать УЗО. Часть 2:

Вот мы и разобрали все тонкости и моменты, которые необходимо знать при выборе устройств защитного отключения для бытового применения.

На этом серия публикаций по УЗО в рамках курса не заканчивается.

Хотите узнать о выходе новых материалов по этой теме? Тогда подпишитесь на новостную рассылку сайта и Вы получите сообщение о появлении новых статей на E-mail.

Устройства защитного отключения спасают человека от получения электрических травм за счет снятия напряжения с электропроводки при возникновении через нее токов утечек. Невидимые и неконтролируемые нарушения слоя изоляции способны причинить огромный вред нашей жизни и имуществу. Поэтому такие защиты постепенно набирают все большую популярность среди населения.

Фирмы-производители выпускают эти приборы довольно большим ассортиментом и наделяют их различными электрическими характеристиками, которые позволяют оптимально подобрать устройства под конкретные условия эксплуатации каждой электропроводки.

Работа УЗО на электронных компонентах зависит от наличия напряжения в сети. Для отключения необходимо питание логической схемы с встроенным усилителем. По этой причине такие устройства считаются менее надежными: они, как правило, не смогут выполнить свои защитные функции при обрыве нуля, когда образовался случай прохождения потенциала фазы через тело человека.

Этот вариант показан на картинке: блок питания не получает напряжения сети, а фаза через пробой изоляции на корпус стиральной машины проходит через пострадавшего на землю. Защитная функция не может быть выполнена из-за конструктивных особенностей прибора.

Электромеханические УЗО срабатывают непосредственно от тока утечки, используя не электрическую энергию питающей сети, а потенциал взведенной заранее механической пружины. Поэтому они, при возникновении аналогичной ситуации, выполняют свою защитную функцию.

На картинке показан самый тяжелый случай для работы электромеханического УЗО, подключенного в двухпроводную схему.

В начальный момент возникновения неисправности ток утечки станет проходить сквозь тело человека, но, через короткое время, необходимое для срабатывания электромеханического устройства, произойдет снятие потенциала фазы со схемы.

Поскольку этот промежуток времени меньше, чем период наступления фибрилляции сердца, то можно считать, что защитная функция электромеханического УЗО в этом случае выполняется.

Вполне естественно, что если в рассмотренных примерах корпус стиральной машины будет подключен к РЕ-проводнику, то:

электронная схема, как правило, тоже не сработает;

электромеханическое устройство отключит фазу в момент пробоя изоляции и этим полностью предотвратит прохождение тока через тело человека.

УЗО-Д

Обратите внимание на то, что при описании возможностей отключения токов утечек электронными УЗО сделано дополнение «как правило». Это объясняется тем, что сейчас производители учли недостатки предыдущих конструкций и наладили выпуск приборов с блоками питания, которые обеспечивают работу устройства при снятом с него напряжении.

Такие УЗО маркируют буквой «Д» и обозначают «УЗО-Д». Они могут отключать напряжение при отсутствии питания:

с установленной выдержкой времени;

или без нее.

При этом их наделяют способностью:

выполнения автоматического повторного включения (АПВ) схемы под нагрузку при возобновлении напряжения;

запрета АПВ.

УЗО-Д могут быть наделены условиями селективной работы, необходимыми для устройств, использующих автоматическое включение резерва (АВР) при исчезновении основной линии электропитания. Такие приборы маркируют буквами S и G.

Они отличаются продолжительностью задержки на срабатывание. УЗО-Д типа S обладает большим временем, чем тип G.

Таблица стандартных значений времен отключения и неотключения при работе УЗО из-за появления дифференциального тока по ГОСТ P 51326.1-99 представлена картинкой.

Для сравнения этих величин можно использовать графики, созданные для УЗО общего типа с отключением дифференциального тока 30 мА и типа S — 100 мА.

Устройства типа G работают со временем срабатывания порядка 0,06÷0,08 секунды.

УЗО типа S и G позволяют обеспечивать принцип избирательности для формирования каскадных схем защиты с недопустимыми токами утечек и созданием алгоритма определенной очереди отключения потребителей.

Вторым способом обеспечения селективной работы подобных устройств является подбор или регулировка уставки дифференциального органа.

Ток нагрузки, проходящий через УЗО

На корпусе каждого прибора и в технической документации указывается величина номинального рабочего тока устройства и защищаемых потребителей, по которой осуществляется выбор конструкции. Это численной выражение всегда соответствует ряду номинальных токов электрооборудования.

Каждое УЗО выпускается для обработки тока определенной формы колебаний. С целью обозначения этой характеристики прямо на корпусе делаются буквенные надписи и/или графические изображения типа прибора.

УЗО типов А и АС реагирует как на медленное нарастание дифференциального тока, так и на быстрое, скачкообразное его изменение. Причем, тип АС наиболее всего подходит для использования в обычных бытовых условиях потому, что он предназначен для защиты потребителей, питающихся переменными синусоидальными гармониками.

Приборы типа А используют в тех схемах, где проводится регулировка нагрузки за счет обрезания части синусоиды, например, изменения скорости вращения электродвигателей тиристорными или симисторными преобразователями напряжения.

Приборы типа В эффективно работают там, где используется электрооборудование, требующее применения токов разной формы. Чаще всего их устанавливают на промышленных производствах и внутри лабораторий.

Следует отметить, что в последние годы резко возросло количество электроприборов с бестрансформаторным питанием. Практически все персональные компьютеры, телевизоры, видеомагнитофоны имеют импульсные блоки питания, все последние модели электроинструмента снабжены тиристорными регуляторами без разделительного трансформатора. Широко применяются различные светильники с тиристорными светорегуляторами.

Это означает, что вероятность возникновения утечки пульсирующего постоянного тока, а, соответственно, и поражения человека значительно возросла, что и явилось основанием для внедрения в широкую практику УЗО типа А. В европейских странах, в соответствии с требованиями электротехнических норм, последние несколько лет ведется повсеместная замена УЗО типа АС на тип А.

Устройство защитного отключения подключается в работу вместе с автоматическим выключателем для защиты от перегрузов по току. Подбирая их номиналы, следует учесть то, что автомат наделен функциями теплового расцепителя и электромагнита отключения.

При токах, превышающих номинальные значения автоматического выключателя до 30%, работает только тепловой расцепитель, но с задержкой отключения порядка часа. Все это время УЗО будет подвергаться воздействию завышенной нагрузки и может сгореть. По этой причине его номинал желательно использовать на одну величину больше, чем у автомата.

Маркетологи производителей в целях рекламы стали наделять УЗО функцией защиты подключенной электрической схемы от перегрузов и сверхтоков коротких замыканий. Однако, электрик должен понимать, что это уже другое устройство, называемое дифференциальным автоматом.

Уставка дифференциального органа

Выбор УЗО по току ограничения утечки важен потому, что он обеспечивает условия безопасности. Приборы, работающие во влажных комнатах, необходимо подключать к устройствам защитного отключения с уставкой 10 мА. Для среды жилых помещений достаточно выбирать номинал в 30 мА.

Защита зданий от возгорания за счет нарушения изоляции электропроводки обеспечивается работой дифференциального органа, настроенного на 100 или 300 мА, в зависимости от конструкции и материалов строения.

Все приборы УЗО можно разделить на 2 условные группы:

1. обладающие возможностями регулировки уставки дифференциального органа;

2. без настроек.

Корректировку приборов первой группы можно проводить:

дискретно;

Однако, регулирование срабатывания дифференциального органа для домашних приборов не требуется. Его выполняют для решения задач специальных электротехнических установок.

Количество полюсов

Поскольку УЗО работает на сравнении токов, проходящих через дифференциальный орган, то число полюсов у прибора совпадает с количеством токоведущих проводников.

В отдельных случаях можно использовать устройство защитного отключения с четырьмя полюсами для работы в двухпроводной или трехпроводной сети. При этом надо будет оставить в резерве свободные полюса фаз. Прибор будет выполнять свои функции, реализуя собственные возможности не полностью, а частично, что экономически невыгодно.

Этот способ применяется для аварийной замены неисправного прибора либо при монтаже однофазной сети, которая в скором времени будет переведена на работу от трех фаз.

Метод установки УЗО изготавливаются в разных корпусах для стационарного крепления в электропроводку или с возможностью использования в качестве переносного прибора, снабженного гибким проводом-удлинителем.

Приборы с креплением на Din-рейку устанавливает в электрические щитки, расположенные в подъезде или квартире.

Встроенная в стену УЗО-розетка обеспечивает безопасность человека при пользовании им любого подключенного к ней электроприбора.

УЗО-вилка, соединенная проводом с одним проблемным прибором, защищает его при эксплуатации в местах с разными условиями окружающей среды.

Номинальное напряжение

Устройства защитного отключения, используемые в однофазной сети, выпускаются на рабочее напряжение 230 вольт, а в трехфазной — 400.

Дополнительные функции

Способность УЗО защищать человека от попадания под действие электрического тока постоянно совершенствуется производителями. Они наделяют эти приборы все большими возможностями, подключают к ним дополнительные элементы и аксессуары, создают корпуса с различными степенями защиты от воздействия окружающей среды.

Например, известны устройства, обладающие стойкостью к импульсным перенапряжениям за счет работы встроенного варистора и те, которые отключают токи утечек в подобных ситуациях.

Об основных опасностях электричества знают, наверное, все. Сюда относятся и различные замыкания, токи утечки, и перегрузки. Всё это может привести к негативным «и часто непоправимым» последствиям. Для того, чтобы предотвратить их, на автоматы в щитах устанавливаются устройства защитного отключения. Впрочем, для нормального функционирования системы для начала нужно знать, как выбрать УЗО правильно, то есть, именно для Ваших автоматов. Об этом и другом — далее.

Чем может обернуться неправильный выбор

Если Вы приобрели первое попавшееся устройство, скорее всего, оно может не функционировать должным образом. А вот чем это может обернуться:

устройство может отключать электричество во время незначительных утечек, которые не опасны для системы, но зато могут случаться часто;
если сделать неправильный выбор в другую сторону, УЗО не сработает во время серьёзной утечки, из-за чего можно получить удар током;
можно приобрести устройство и положить его на полку, так как во многих домах можно встретить алюминиевую проводку, а многих нынешние модели предназначены для медной.

Как же УЗО спасает нас и наши приборы? На самом деле всё просто. Под корпусом прячутся три катушки. Одна из них подключена к фазе, вторая — к нулевому проводнику. Протекая по катушкам, токи генерируют магнитные поля. Поскольку их силовые линии противоположно направлены, то в обычной ситуации они уничтожаются друг другом. Ели же ток хоть в фазе, хоть в нуле будет сильнее, получается остаточное поле, из-за которого появляется ток в следующей, третьей катушке. И тогда устройство отключает дом от электричества.

Как же правильно подобрать устройство для своего щита? Здесь нужно учитывать множество критериев. Если откинуть хотя бы один из них «особенно если он важный», можно получить вышеописанные последствия. На что же нужно обращать внимание? Сейчас мы об этом и расскажем.

Номинальный ток нагрузки

Любой автомат и УЗО рассчитаны на определённый номинальный ток. Выбирать по этому критерию устройство несложно: нужно просто посмотреть значение на автомате и подобрать защиту с большим. Так, для автомата на 16 А нужно УЗО на 25 А. Устанавливать оба аппарата с одним и тем же значением не стоит: в этом случае отключение произойдёт не сразу, а за это время может произойти что угодно.

Дифференциальный ток

Вот здесь нужно ненадолго вернуться к предыдущему пункту. Дело в том, что если установить на большой номинальный ток устройство с большей чувствительностью, оно может часто срабатывать. Но здесь есть одно «но». Дело в том, что для дома нельзя выбирать УЗО с уставкой тока утечки больше, чем 30 мА, поскольку большее напряжение может нанести вред здоровью.

Поэтому дифференциальный показатель должен быть больше номинального только в том случае, если он не превышает 30 мА. Для ванных комнат значение должно быть не больше 10 мА, поскольку здесь присутствует высокая влажность.

А как же устройства с большим значением, спросите Вы. Дело в том, что они предназначены не только для защиты человека и бытовых приборов. Если уставка выше, чем 30 мА «например, 100», то такие аппараты предназначаются для предотвращения возникновения пожаров из-за утечки «например, на производстве».

Тип защитного устройства

Как выбрать УЗО и автомат по мощности, мы разобрались. Теперь узнаем, как изделия разделяются по типу. Правда, он также разделяется на два подвида по двум признакам. Один из них — разновидность тока утечки. По нему УЗО бывают:

для переменного тока «тип «АС». Такие устройства стоят дешевле всего. Раньше их можно было выбирать бытовым потребителям, но сегодня лучше не обращать внимания на такое изделие, поскольку многие приборы «например, стиральная машина или компьютер» переменный ток не используют;
для переменного и постоянно пульсирующего токов «тип «А». Это УЗО подходят для домов и квартир как нельзя лучше. Да, они дороже предыдущих, но уже не бесполезны;
для переменного, постоянно пульсирующего и выпрямленного токов «тип «В». Его тоже можно использовать дома, только незачем: выпрямленный ток в квартирах не используется, то есть, от его утечки защищать не нужно, а стоимость такой защиты выльется в кругленькую сумму. Этот вид устанавливается, опять-таки, на производстве, где используются все виды токов.

С первым признаком закончили. Перейдём ко второму — времени срабатывания. Как правило, для квартир выбирают обычные УЗО, которые отключают домашнюю сеть через 20-40 мс. Кроме них есть ещё два типа с отложенным отключением:

тип «S». Срабатывает через 150-500 мс, используется на вводе;
тип «G». «Выключает» дом через 60-80 мс, ставится на отдельный прибор.

Зачем нужно такое УЗО? Ведь за это время можно получить удар током! Дело в том, что обычное устройство может выйти из строя и не сработать вовсе. Поэтому их ставят на определённую группу автоматов. Если они не срабатывают, через какое-то время «входит в игру» обычное.

Эта особенность тоже является важной. Более того, здесь легко обмануться, выбрав то, что кажется лучшим. Впрочем, если знать нюансы, здесь нет ничего сложного.

Итак, по конструкции УЗО бывают:

электромеханические. В их состав входят только дифференциальный трансформатор и реле, отключающее устройство;
электронные. Здесь есть ещё и усилитель, увеличивающий мощность тока в той самой третьей катушке. Дело в том, что для отключения нужно просто наличие лишнего напряжения. Если ток возникает слабый, трансформатор может не сработать, поэтому нужно ставить более мощный тип. С усилителем можно использовать более простой трансформатор, что, естественно выгоднее. Поэтому электронные УЗО стоят дешевле, а также отличаются компактностью.

Вот тут многие начинают думать, что второе устройство лучше, и стоит выбирать именно его. И ошибаются. Почему? Дело в том, что усилитель тоже требует питания, поэтому он подключён к обслуживаемой цепи. А теперь представьте, что где-то выше защиты оборвался ноль. Розетки не работают, электронное УЗО — тоже: усилитель не получает питания, трансформатор не может сработать из-за малого напряжения в катушке. Если пользователь видит оголённый провод, он может до него дотронуться. А ведь фаза-то целая, так что, будьте уверены, Вас ударит током.

Можете даже не трогать проводов, ведь под напряжением может быть какой-нибудь корпус. А вот электромеханическое УЗО в такой ситуации сработает, ведь здесь трансформатор подобран правильно, поскольку увеличивать мощность здесь нечему. Поэтому, если есть лишние деньги и место в щитке, лучше выбрать именно его.

Как же выбрать защитное устройство владельцам частных домов? Здесь принципы те же, только есть несколько дополнительных. Во-первых, в квартиру проводится только одна фаза, а в частный дом можно кинуть и три. В таком случае нужно выбирать трёхфазную модель. Кроме того, здесь может быть больше розеток и приборов, и ставить УЗО на каждый из них не рекомендуется, поскольку для этого нужно много места в щите. Можно просто поставить одну штуку на несколько автоматов, только здесь следует рассчитывать мощность на всю группу, что делается уже по-другому. Единственное, что на вводе должно стоять устройство на 100 мА «по крайней мере, не меньше», тип — как было сказано – «S».

УЗО или дифференциальный автомат: что выбрать

Сначала давайте скажем, что такое дифавтомат. По сути, это — автомат плюс УЗО, просто в одном корпусе. Что из них лучше? Однозначного ответа здесь нет. По разным показателям выигрывает то одно, то другое устройство. Рассмотрим их поближе:

схема подключения: в ДА «или АВДТ» она проще;
поиск причины отключения. Здесь выигрывает УЗО, поскольку оно отключается при утечке тока, а автомат — при замыкании или перезагрузке линии. ДА отключается во всех случаях;
место в щите. Допустим, каждый автомат защищён УЗО. Первый из них занимает одно место, защита — два. То есть, для одной розетки нам нужно три места. ДА занимает только два места, сочетая при этом функции двух этих объектов. Таким образом можно сэкономить немного места;
стоимость ремонтных работ. При выходе из строя устройство нужно менять. Отдельно заменить автомат или УЗО дешевле, а они могут выйти из строя по отдельности по разным причинам. Но все они могут сделать негодным ДА, поскольку он — два в одном;
ценовой вопрос. Для многих этот вопрос может быть решающим. Так вот, при подключении одиночного потребителя УЗО и автомат вместе взятые обойдутся дешевле, чем ДА. При подключении группы потребителей дуэт автомата и защиты выйдет дороже, но только при условии, что на каждый из них ставится отдельное устройство. Как правило же, делается так: автоматы разбиваются на группы потребителей «розетки в комнате, освещение и т.д.», и на каждую из них ставится один УЗО «мы об этом уже говорили».

Тогда выходит дешевле, чем покупать ДА на каждого потребителя.