УЗО: устройство, принцип работы, назначение
Устройство защитного отключения (УЗО) — это электрический низковольтный аппарат, который служит для автоматического отключения защищаемого участка электрической цепи в случае возникновения дифференциального тока величины, превышающей допустимое значение для данного аппарата. Также можно встретить такую аббревиатуру, как ВДТ — это выключатель дифференциального тока, то есть фактически то же самое. В этой статье мы рассмотрим с читателями сам электрик, какое устройство, назначение и принцип работы УЗО, применяемого в электрике.Назначение
Сперва рассмотрим, какое назначение устройства защитного отключения (на фото ниже вы можете ознакомиться с его внешним видом). Ток утечки возникает в случае нарушения целостности изоляции кабеля одной из линии электропроводки либо в случае повреждения конструктивных элементов в бытовом электроприборе. Утечка может привести к возгоранию электропроводки или эксплуатируемого бытового электроприбора, а также к поражению электричеством в процессе эксплуатации поврежденного электроприбора или неисправной электропроводки.
УЗО в случае возникновения нежелательной утечки за доли секунды производит отключение поврежденного участка электропроводки или поврежденного электроприбора, чем защищает людей от поражения электричеством и предотвращает возникновение пожара.
Очень часто задают вопрос о том, чем отличается дифавтомат от УЗО. Отличие первого в том, что данный защитный аппарат, помимо защиты от утечки электричества (функции УЗО), дополнительно имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания, то есть выполняет функции автоматического выключателя. Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтоков, поэтому помимо него для реализации защиты в электрических сетях устанавливают автоматические выключатели.
Устройство и принцип действия
Рассмотрим конструкцию устройства защитного отключения, и как оно работает. Основные конструктивные элементы УЗО — дифференциальный трансформатор, осуществляющий измерение тока утечки, пусковой орган, осуществляющий воздействие на механизм отключения и непосредственно сам механизм расцепления силовых контактов.
Принцип работы УЗО в однофазной сети следующий. Дифференциальный трансформатор однофазного устройства защиты имеет три обмотки, одна из которых подключается к нулевому проводнику, вторая к фазному, а третья служит для фиксации разностного тока. Первая и вторая обмотки подключаются таким образом, что токи в них являются противоположными по направлению. Они в нормальном режиме работы электрической сети равны и наводят в магнитопроводе трансформатора магнитные потоки, которые направлены друг к другу встречно. Суммарный магнитный поток в данном случае равен нулю и соответственно в третьей обмотке отсутствует ток.
В случае возникновения повреждения электроприбора и появления на его корпусе фазного напряжения, при прикосновении к металлическому корпусу оборудования, человек попадет под действие утечки электричества, которое будет протекать через его тело на землю либо на другие токопроводящие элементы, имеющие другой потенциал. В данном случае токи в двух обмотках дифференциального трансформатора УЗО будут отличаться, и соответственно в магнитопроводе будут наводиться разные по величине магнитные потоки. В свою очередь результирующий магнитный поток будет отличен от нуля и наведет в третьей некоторое значение тока — так называемого дифференциального. Если он достигнет порога срабатывания, то устройство сработает. Основные причины срабатывания УЗО мы описали в отдельной статье.
Подробнее о том, как работает УЗО и из чего оно состоит, рассказывается на видео уроках:
Хотите узнать, как работает устройство защитного отключения в трехфазной сети? Принцип действия схожий с однофазным аппаратом. Тот же дифференциальный трансформатор, но он уже осуществляет сравнение не одной, а трех фаз и нулевого провода. То есть в трехфазном защитном аппарате (3P+N) пять обмоток — три обмотки фазных проводников, обмотка нулевого проводника и вторичная обмотка, посредством которой фиксируется наличие утечки.
Помимо вышеприведенных конструктивных элементов обязательным элементом устройства защитного отключения является проверочный механизм, который представляет собой резистор, подключенный через кнопку “TEST” к одной из обмоток дифференциального трансформатора. При нажатии на данную кнопку резистор подключается к обмотке, чем создается разностный ток и соответственно на выходе вторичной третьей обмотки он появляется и происходит, по сути, имитация наличия утечки. Срабатывание устройства защитного отключения свидетельствует о его исправном состоянии.
Область применения
Устройство защитного отключения применяется для защиты от утечек тока в однофазных и трехфазных электропроводках различного назначения. В домашней электропроводке УЗО должно в обязательном порядке быть установлено для защиты наиболее опасных с точки зрения электробезопасности бытовых электроприборов. Тех электроприборов, при эксплуатации которых происходит соприкосновение с металлическими частями корпуса непосредственно либо через воду или другие предметы. В первую очередь это электрическая печь, стиральная машина, водонагреватель, посудомоечная машина и др.
Как и любое электротехническое устройство, УЗО может в любой момент выйти из строя, поэтому помимо защиты отходящих линий необходимо установить данный аппарат на вводе домашней электропроводки. В данном случае АВДТ будет не только резервировать защитные аппараты отдельных линий проводки, но и выполнять противопожарную функцию, осуществляя защиту всей домашней электропроводки от возгораний.
Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, какая конструкция, назначение и принцип работы УЗО. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться с тем, как выглядит и работает данный модульный аппарат, а также для чего применяется.
Наверняка вы не знаете:
samelectrik.ru
что это такое в электрике? Цена и расшифровка, отличия от автомата
УЗО – устройство защитного отключения, отсекающее подачу тока в цепь при утечке на землю и тем самым предохраняющее от поражения током. Этот тип электрооборудования используется там, где нет возможности подключиться к заземлению, а это не только в быту, но и на производстве, где утечка тока через металлический корпус, также очень распространенное явление.
Некоторые производители оснащают свою технику УЗО, благодаря чему, пользователю не приходится отдельно приобретать и устанавливать его.
Устройства защитного отключения – это электротехническая защитная аппаратура, предназначенная для работы в сетях переменного тока 220 и 380 вольт, в однофазных и трехфазных цепях. Прибор выполнен в корпусе из негорючего ПВХ и рассчитан на протекание тока различной величины.
УЗО выпускаются с пределом по току утечки с номиналами, согласно стандарту:
- 10 мА;
- 30 мА;
- 100 мА;
- 300 мА;
- 500 мА;
Еще один параметр прибора – это номинальный ток нагрузки, который устройство может транзитом пропускать через себя.
Область применения
Поскольку устройства используются для защиты, то применять их целесообразно везде, где работают электрические аппараты, не оснащенные защитой от постороннего доступа, то есть там, где возможно случайное прикосновение.
В промышленности, для этих целей применяется заземляющий контур, однако, в большинстве жилых домов постройки советского периода, он отсутствует, и до появления УЗО в широком доступе, жители квартир подвергали себя опасности.
То же самое относится и к офисным электрическим сетям, серверным и другим помещениям, где используется электрическое оборудование и нет заземляющей шины.
УЗО используется в электрических сетях 220/380 вольт, для предотвращения электротравм, при пробитии фазы на корпус.
В большинстве случаев, появление потенциала на корпусе, не приводит к сбою в функционировании, поэтому, человеку, несведущему в вопросах электробезопасности, может показаться, что никакой опасности нет.
Устройство может устанавливаться перед конкретным прибором или на вводе в квартиру, в зависимости от необходимости.
Устройство
Не следует путать УЗО и автоматический выключатель, между ними есть существенные различия в конструкции, принципе действия и назначении:
- АВ предназначен для подачи или отключения нагрузки, защиты от короткого замыкания и перегрева.
- УЗО предназначено для предотвращения токов утечки и защиты от поражения током.
- АВ реагирует на выделение тепла при прохождении больших токов и токи КЗ.
- УЗО реагирует на ток утечки и не предохраняет цепь от КЗ и перегрева.
Тем не менее, очень часто можно встретить конструктивное исполнение в виде автомата и УЗО в одном корпусе, что достаточно удобно, особенно, если аппаратура размещается в небольшом щитке. Также, можно приобрести и отдельно каждое из устройств.
Работа УЗО построена на использовании дифференциального трансформатора тока, имеющего три обмотки – две первичных, включенных последовательно в фазный и нулевой провод и одну вторичную, от которой питается поляризованное реле.
Оно может быть электромеханическим или электронным, из-за чего различают электронные или механические устройства ЗО. Когда ток утечки отсутствует, первичные обмотки не возбуждаются.
В случае появления утечки на землю через корпус, сила тока в обмотках увеличивается, что приводит к появлению напряжения во вторичной обмотке, питающей поляризованное реле. Последнее приводит в действие пружинный механизм и отсекает потребителя от сети одновременно по нулю и фазе.
Где устанавливается?
Обычно, применяется установка для отсечки какой-то конкретной нагрузки, так как УЗО установленное на вводе, отключит всю электросеть.
Порядок установки, начиная от счетчика:
- Автоматический выключатель.
- УЗО.
При установке комбинированного прибора, необходимость в сохранении такой последовательности отпадает.
Типы и классификация
МаркировкаПринято различать три типа УЗО по роду дифференциального тока утечки, для чего наносится соответствующая маркировка на корпусе:
- АС – синусоидальный переменный, внезапный, либо нарастающий.
- А – синусоидальный переменный, внезапный, либо нарастающий и выпрямленный пульсирующий.
- В – переменный и постоянный.
Устройства классифицируются по следующим параметрам:
- По стойкости при импульсном напряжении:
- отключающие ток при его наличии;
- устойчивые к импульсному напряжению;
- По способу действия:
- не имеющие вспомогательного питания;
- подключаемые к вспомогательному питанию;
- с питанием и автоматическим отключением при его отказе;
- По способу установки:
- По числу полюсов:
- двухпроводные с одним полюсом;
- двухполюсные;
- трехпроводные двухполюсные;
- трехполюсные;
- четырехпроводные трехполюсные;
- четырехполюсные;
- По виду защиты от перегрузок:
- оснащаемые защитой от перегрузок;
- без защиты;
- По возможности регулирования:
- не регулируемые.
- с плавной регулировкой;
- со ступенчатой регулировкой;
- Технические параметры:
- для однофазных цепей;
- для трехфазных цепей;
Критерии выбора и стоимость
При покупке УЗО учитывается значение тока утечки, а также номинальный ток нагрузки, на который был рассчитан автоматический выключатель. Однако, для устройства защиты, данное значение должно выбираться на порядок выше, чем у автомата.
Дело в том, что диффавтомат довольно дорогостоящее оборудование и, как правило, дешевле приобрести модель без функции отключения в случае возникновения КЗ.
Выбранный же в соответствии с вышеописанным порядком, он не выйдет из строя, если произойдет замыкание, а выключатель обесточит цепь. Для жилых помещений рекомендуется устанавливать дифавтоматы с током утечки не более 30 мА, поскольку большее значение уже опасно для жизни.
Это оборудование, даже для бытовой установки, имеет достаточно высокую стоимость, что объясняется несколькими причинами.
Основная из них – это наличие дифференциального трансформатора, он выполняется из дорогостоящих материалов, и составляет до 50% всей стоимости.
Чем большее количество полюсов в аппарате, тем он дороже, кроме того, имеет значение конструкция реле – электромеханическое или электронное, а также наличие дополнительных опций.
Играет роль и название торговой марки. Так, например, аппарат на 30 мА, для установки дома, от российской компании IEK можно приобрести в среднем за 10 $. От известной же во всем мире французской Legrand минимум в два раза дороже.
Как правильно установить и подключить?
Схема подключенияУстановка и монтаж любого электротехнического оборудования требует соответствующей квалификации, тем более, если это касается средств безопасности.
Для работы понадобится:
- УЗО.
- Крестообразная отвертка.
- Индикатор напряжения, мультиметр.
- Монтажный нож.
- Соединительные провода.
- Перфоратор, сверло и корпус для УЗО – в том случае, если монтаж производится непосредственно возле потребителя.
Этапы работы
Монтаж возле потребителя:
- Размечаем место установки корпуса и просверливаем отверстия для монтажа.
- Монтируем корпус и подводим провода.
- Проверяем отсутствие напряжения на фазе, зачищаем провода ножом и заводим в соответствующие разъемы с маркировкой L и N, строго соблюдая полярность, как указано на схеме.
- УЗО фиксируется на DIN рейке в корпусе, после чего можно подать напряжение и проверить работу нажав кнопку «TEST»
Монтаж в электрощите:
- Найти необходимую пару проводов и определить полярность.
- Отключить питание и зачистить проводники.
- Установить УЗО на DIN рейку и подсоединить провода, к соответствующим разъемам, соблюдая полярность.
- Включить питание и протестировать работу.
Современные аппараты защиты выполнены таким образом, что ошибиться в установке невозможно. Основная ошибка допускается на стадии расчета, как правило, это неверный выбор предела рабочего тока относительно параметров автоматического выключателя.
Если данное значение ниже или соответствует тому, на которое рассчитан АВ, то устройство защиты выходит из строя и в большинстве случаев, восстановлению не подлежит.
househill.ru
УЗО что это такое в электрике, схема подключения
Думаю, если Вы читаете эту статью, то уже начали задаваться вопросом: «Что такое УЗО в электрике?» Аббревиатура УЗО переводится как устройство защитного отключения и касается электричества.
В настоящее время электрическая проводка обеспечена надежной защитной оболочкой. Но и здесь иногда случаются утечки электричества. Они происходят в достаточно небольших размерах, но могут оказать пагубное влияние на человека. Вот здесь УЗО реагирует на превышение значения тока утечки и автоматически отключает поступление электричества.
В статье Вы сможете более детально познакомиться с тем, как это происходит. Вы прочитаете информацию о том, как УЗО может защитить помещение от угрозы пожаров. Изучайте информацию и применяйте полученные знания на практике.
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 (УЗО-Д)
В основе работы УЗО-Д заложена фиксация тока утечки на «землю» и отключения сети при ее появлении. Факт утечки обнаруживается по разнице между токами: выходящим из УЗО и возвращающимся в него через нейтраль.
Если сеть в порядке, то они равны по величине, но противоположны по направлению. При появлении утечки, например, человек коснулся провода, часть тока уйдет через его тело «на землю» по другому контуру, и в итоге ток возвращающийся в УЗО через нейтраль будет меньше выходящего.
Такая же ситуация возникнет, если в каком-то электроприборе нагрузки нарушилась изоляция и под напряжением оказался корпус или другая деталь. Человек, задев за них создаст дополнительный контур «на землю», часть тока пойдет по нему и баланс нарушится (эта ситуация показана на рисунке).
Разницу между выходящим и входящим токами засекает трансформатор с сердечником в виде кольца. Фазный провод и нейтраль N проходят внутри него и служат первичной обмоткой. Вторичная обмотка подключается к исполнительному механизму, размыкающему контакты.
Разумеется, при повреждении изоляции контур ответвления может образоваться и без «участия» человека, но и в этом случае УЗО также сработает и защитит участок сети от опасных последствий (например, нагрева и пожара). Символом «Т» на рисунке обозначена кнопка, включающая схему тестирования устройства – УЗО -Д должно сработать при ее нажатии.
Этот же принцип используется и для трехфазных устройств защиты, однако в них дифференциальный ток во вторичной обмотке появляется не только при утечках, но и при «перекосе фаз» (неравномерно распределенной между фазами нагрузке), поэтому разработаны дополнительные схемы, исключающие срабатывание из-за нарушения симметрии.
Что такое УЗО в электрике и как его правильно подключить
Практика показала, что УЗО, которое еще иногда называют дифференциальным выключателем, очень эффективное защитное устройство для быта, и сегодня только в одной Западной части Европы применяется сотни миллионов этих приборов разного типа.
Но все же, что такое узо в электрике? – это современное, очень эффективное, во многих схемах безальтернативное средство призванное защищать людей от поражения электричеством.
УЗО также защищает электроустановки от возникновения пожара, от возгорания, которое может произойти в результате протекания тока утечки.
Понятие – устройство защитного отключения, принятое в литературе, самым точным образом определяет значение этого прибора, само название говорит за себя – это оборудование отключающее электричество с целью защиты. Но, что и кого оно защищает?
Если автоматический выключатель должен защищать электрическую проводку, то УЗО служит на страже безопасности людей. Оно обеспечивает отключение напряжения при утечке тока на землю.
Что делает УЗО?
Устройства защитного отключения (УЗО) постоянно сравнивают ток, протекающий к электроприбору с током, протекающим от электроприбора (по нейтрали) и распознает утечку из электросети по появлению разницы между входящим и выходящим токами.
Когда разность токов достигает опасного для жизни человека значения (обычно это 30 мА), то УЗО отключает напряжение. Таким образом, ток утечки, текущий через поврежденную изоляцию или через тело человека, не успевают причинить вреда, т.к. время срабатывания УЗО очень мало.
В каких случаях УЗО оказывается полезно?
В случаях повреждения изоляции проводов в электроприборах. Например, внутри стиральной машинки повреждена изоляция на фазном проводе, в результате чего он коснулся корпуса.
Устройство защитного отключения (УЗО) тут-же отключит электричество, потому что ток, ушедший в квартиру по фазному проводу, не вернулся в УЗО (с корпуса машинки он по проводу «заземления» вернулся в щиток, минуя УЗО и следовательно, входящий и исходящий токи через УЗО оказались различны).
При неосторожном обращении с электропроводкой. Вот классический пример. Мужчина сверлит стену, опираясь голой ногой на батарею, и попадает в фазный провод. Ток, пройдя по цепи «металлический корпус дрели — рука — грудная клетка — нога — батарея» вызывает паралич сердца и/или остановку дыхания.
Но если есть УЗО, то оно сразу «почувствует», что часть тока не вернулось (та часть, которая прошла через человека и ушла в батарею). Напряжение будет отключено столь быстро, что беды не случится. Конечно, человека током дернет, но не более того.
Когда УЗО не поможет?
Увы, Устройства защитного отключения не так уж интеллектуально, чтобы различить, что именно включено в электрическую цепь — человек или лампочка. Если утечки тока нет — все в порядке. Почему тогда считается, что УЗО значительно повышает безопасность?
Да потому, что подавляющее большинство случаев поражения электрическим током так или иначе связано с утечкой тока — ситуацией, которую распознает УЗО. Вероятность возникновения опасных для жизни ситуаций (т.е. когда ток проходит через грудь) без утечки значительно ниже.
Сколько штук УЗО нужно иметь?
Точное количество приборов Устройство защитного отключения (УЗО), которое Вам потребуется, сможет определить лишь специалист после проведения соответствующих расчетов. Например, в однокомнатной квартире скорее всего будет достаточно одного УЗО, рассчитанного на ток утечки в 30 мА.
В четырехкомнатной квартире, где установлено пятнадцать групп розеток, лучше использовать 5 УЗО, а также по одному УЗО на всю группу освещения, электроплиту и водонагреватель. Для контроля всей электропроводки на входе в коттедж можно установить дополнительно к расчетным одно общее УЗО с номинальным отключающим током 300 мА.
Однако, чтобы не перегружать домашнюю сеть лишней автоматикой, рациональнее использовать дифференциальные автоматы.
В каких случаях установка УЗО нецелесообразна?
Например, в случае старой ветхой проводки. Свойство устройства защитного отключения (УЗО) обнаруживать утечку тока может принести больше проблем, чем пользы, если оно начнет непредсказуемо срабатывать.
А при старой электропроводке это может начаться в любой момент, даже при первом включении УЗО. Поэтому в такой ситуации лучшим выбором, возможно, будет не устанавливать УЗО в цепь электроснабжения всей квартиры, а в местах с повышенной опасностью использовать розетки с встроенным УЗО.
Прежде, чем купить устройство защитного отключения (УЗО) следует обратить внимание на маркировку прибора — на лицевой панели каждого УЗО обязательно должно присутствовать значение номинального тока, который оно способно проводить в продолжительном режиме, и номинального отключающего дифференциального тока, вызывающего срабатывание устройства. Остальные сведения можно располагать и на боковых поверхностях.
Стоит также отметить, что помимо оригинальных УЗО известных производителей на белорусском рынке появилось огромное количество самых разнообразных подделок УЗО неустановленного происхождения и имеющих часто привлекательный внешний вид, но по техническим параметрам не выдерживающих даже приемосдаточных испытаний.
Применение подобных устройств совершенно недопустимо, поэтому, при выборе УЗО необходимо обратить внимание и на наличие сопроводительной технической документации, в том числе обязательно двух сертификатов — сертификата соответствия и сертификата пожарной безопасности.
Виды УЗО
УЗО бывают разные — трехфазные и однофазные… Но на этом деление УЗО на подклассы не завершается. В настоящий момент на рынке присутствуют 2 принципиально различающиеся категории УЗО:
- электромеханические (независящие от сети),
- электронные(зависящие от сети).
Рассмотрим по отдельности принцип действия каждой из категорий.
Электромеханические УЗО
Родоначальники УЗО – электромеханические. В основе принцип точной механики т.е. заглянув внутрь такого УЗО вы не увидите компараторов операционных усилителей, логики и тому подобного.
- Состоит из нескольких основных компонентов:
- Так называемый трансформатор тока нулевой последовательности, его цель отследить ток утечки и передать его с неким Ктр на вторичную обмотку( I 2), I ут= I 2*Ктр (весьма идеализированная формула, однако отражающая суть процесса).
- Чувствительный магнитоэлектрический элемент (запираемый т.е. при срабатывании без внешнего вмешательства не может вернуться в исходное состояние – защелка) – играет роль порогового элемента.
- Реле – обеспечивает расцепление в случае если сработала защелка.
Данный тип УЗО требует высокоточной механики для чувствительного магнитоэлектрического элемента. В настоящий момент всего несколько мировых компаний продают электромеханические УЗО. Их стоимость значительно выше цены на электронные УЗО.
Почему же в большинстве стран мира получили распространение именно электромеханические УЗО? Все очень просто – данный тип УЗО сработает в случае обнаружения тока утечки при любом уровне напряжения в сети.
Почему этот фактор(независимость от уровня напряжения сети) столь важен?
Это вызвано тем что при использовании работоспособного(исправного) электромеханического УЗО мы гарантируем в 100% случаях срабатывание реле и соответственно отключение подачи энергии потребителю.
В электронных УЗО этот параметр тоже велик, но не равен 100%(как будет показано далее это связанно с тем что при определенном уровне напряжения сети схема электронного УЗО окажется не работоспособной), а в нашем случае каждый процент – это возможно человеческие жизни (будь то прямая угроза жизни человека при касании им проводов, либо косвенная, при возникновении пожара от обгорания изоляции).
В большинстве так называемых “развитых” стран электромеханические УЗО – это эталон и устройство обязательное к повсеместному использованию. В нашей стране постепенно идут подвижки в сторону обязательного использования УЗО, однако потребителю в большинстве случаев не дается информации о типе УЗО, что влечет за собой использование дешевых электронных УЗО.
Электронные УЗО
Такими УЗО наводнен любой строительный рынок. Стоимость на электронные УЗО местами ниже чем на электромеханические до 10 раз.
Недостаток таких УЗО, как уже писалось выше, не 100% гарантия при исправном УЗО получить его срабатывание в следствии появления тока утечки. Достоинство – дешевизна и доступность.
В принципе электронное УЗО строится по той же схеме, что и электромеханическое (Рис.1). Разница заключается в том, что место чувствительного магнитоэлектрического элемента занимает элемент сравнения (компаратор, стабилитрон). Для работоспособности такой схемы понадобится выпрямитель, небольшой фильтр,(возможно даже КРЕН).
Т.к. трансформатор тока нулевой последовательности – понижающий (в десятки раз), то также необходима цепочка усиления сигнала, которая кроме полезного сигнала также будет усиливать помеху(или сигнал небаланса присутствующий при нулевом токе утечки). Из вышесказанного очевидно, что момент срабатывании реле, в данном типе УЗО определяется не только током утечки, но и сетевым напряжением.
Если Вы не можете позволить себе электромеханическое УЗО, то брать электронное УЗО все же стоит, т.к. оно обеспечивает срабатывание в большинстве случаев.
Существуют также случаи, когда покупать дорогое электромеханическое УЗО не имеет смысла. Одним из таких случаев является использование при питании квартиры/дома стабилизатора, либо источника бесперебойного питания (ИБП). В этом случае брать электромеханическое УЗО смысла не имеет.
Сразу отмечу, что я веду речь о категориях УЗО их плюсах и минусах, а не о конкретных моделях т.к. Вы можете купить некачественно УЗО как электромеханического так и электронного типов. При покупке спрашивайте сертификат соответствия, т.к. многие электронные УЗО представленные на нашем рынке не сертифицированы.
Характеристики УЗО
- Производитель.
- Наименование модели. В данном случае буквы «ВД», в названии модели, означают «Выключатель Дифференциальный».
- Рабочий ток. Максимальная величина тока, который данное УЗО может коммутировать. Другими словами, если на линии, которое защищает УЗО с рабочим током 25А будет нагрузка 30А, устройство выйдет из строя.
- Параметры электрической сети. Здесь указываются два основных параметра под которые рассчитанное данное устройство: напряжение – 230В и частота – 50Гц. Это стандартные характеристики для бытовой электросети в России.
- Ток утечки. Величина тока утечки, при котором сработает УЗО.
- Тип УЗО. В данном случае это устройство «АС», для переменного тока. Подробнее все типы мы рассмотрим далее.
- Рабочий температурный диапазон. От -25 до +40 градусов Цельсия.
- Номинальный условный ток короткого замыкания. Это величина возможного тока при КЗ, которое сможет выдержать УЗО без потери работоспособности, если будет защищена автоматическим выключателем соответствующего номинала.
- Схема устройства УЗО. В зависимости от производителя, маркировки на устройствах могут незначительно отличаться, добавляться или убираться некоторые характеристики. Но основа везде одинакова и такие важные показатели как рабочий ток и ток утечки, указываются всеми и всегда.
Отличие дифференциального автомата от УЗО
Устройство защитного отключения (УЗО) — коммутационный аппарат, который защищает человека от прямого или косвенного поражения электрическим током, а также контролирует текущее состояние электропроводки, и при возникновении в ней каких-либо повреждений в виде утечек, отключает ее.
УЗО не защищает электропроводку и электрооборудование от коротких замыканий и перегрузки — его самого необходимо защищать, устанавливая перед ним автоматический выключатель.
Дифференциальный автомат (дифавтомат) — это коммутационный аппарат, который совмещает в одном корпусе и автоматический выключатель, и УЗО, т.е. дифференциальный автомат способен защищать электрическую сеть от коротких замыканий и перегрузов, а также от возникновения утечек, связанных с повреждением электропроводки, электрических приборов и при попадании человека под напряжение.
Дифференциальный автомат = УЗО + Автомат.
Подключение УЗО в квартире
Типовая схема подключения УЗО в квартире приведена на рисунке. Видно, что общее УЗО включается как можно ближе к вводу, но после счетчика и главного (подъездного) автомата.
Там же на врезке показано, что в системе TN-C общее УЗО включать нельзя. При необходимости отдельных УЗО для групп потребителей их включают сразу же ЗА соответствующими автоматами, выделено желтым на рисунке.
Номинальный ток вторичных УЗО берут на ступень-две выше, чем у «своего» автомата: для ВА-101-1/16 – 20 или 25 А; ВА-101-1/32 – 40 или 50 А. Но это в новых домах, а в старых, где защита нужнее всего: земли нет, проводка аховая? Кто-то там обещал просветить на предмет подключения УЗО без земли. Верно, как раз до этого дело и дошло.
- Помните, что:
- Ставить общее УЗО или дифавтомат на квартиру с проводкой TN-C недопустимо.
- Потенциально опасные потребители должны быть защищены отдельными УЗО.
- Защитные проводники розеток или розеточных групп, предназначенных для подключения таких потребителей, должны быть кратчайшим путем заведены на ВХОДНУЮ нулевую клемму УЗО, см. схему справа.
- Допускается каскадное включение УЗО при условии, что верхние (ближние к электровводу УЗО) менее чувствительны, чем оконечные.
Человек сообразительный, но незнакомый с тонкостями электродинамики (чем, кстати, грешат и многие дипломированные электрики-силовики) может возразить: «Погодите, а в чем проблема-то? Ставим общее УЗО, заводим на его входной ноль все РЕ – и готово, защитный проводник не коммутируется, заземлились без земли!»
Так, да не так. Отрезок РЕ с соответствующим отрезком нуля и эквивалентным сопротивлением потребителя R образуют петлю, охватывающую магнитопровод дифтрансформатора, см. принцип работы УЗО-Д. Т.е., на магнитопроводе появляется ПАРАЗИТНАЯ обмотка, нагруженная на R. Хотя R мало (48,4 Ом/кВт), на синусоиде в 50 Гц влиянием паразитной обмотки можно пренебречь: длина волны излучения – 6000 км.
Электромагнитное поле установки и шнура к ней также исключаем из рассмотрения. Первое сосредоточено внутри аппарата, иначе он не пройдет сертификацию и не поступит в продажу. В шнуре же провода проходят вплотную друг к другу, и их поле сосредоточено между ними независимо от частоты, это т. наз. Т-волна.
Но при пробое на корпус электроустановки или при наличии наводок в сети по паразитной петле проскакивает короткий мощный импульс тока.
- В зависимости от конкретных факторов (просчитать которые точно может только специалист с опытом научной работы и на мощном компьютере) возможны два варианта:
- «Анти-дифференциальный» эффект: всплеск тока в паразитной обмотке компенсирует разбаланс токов в фазе и нуле и УЗО будет, что называется, мирно сопеть носиком в подушку, когда на проводах уже повисла скрюченная головешка. Случай исключительно редкий, но крайне опасный.
- Также возможен «супер-дифференциальный» эффект: наводка усиливает разбаланс токов, и УЗО срабатывает без утечки, побуждая хозяина к тягостным размышлениям: почему то и дело выбивает УЗО, если в квартире все исправно?
Величина обоих эффектов сильно зависит от размеров паразитной петли; тут сказывается ее открытость, «антенность». При длине РЕ до полуметра эффекты пренебрежимо малы, но уже при его длине в 2 м вероятность несработки УЗО возрастает до 0,01% По цифрам это мало, но по статистике – 1 шанс из 10 000. Когда речь идет о человеческой жизни, это недопустимо много. А если в квартире без заземления проложена паутина из «защитных» проводников, то чего удивляться, если УЗО «вышибает» при включении зарядки мобильника.
В квартире с повышенной пожароопасностью допустимо, при обязательном наличии индивидуальных УЗО потребителей, включенных по рекомендуемой схеме, ставить и общее ПОЖАРНОЕ УЗО на 100 мА разбаланса и с номинальным током на ступень выше, чем у защитных, независимо от тока отсечки автомата.
В описанном выше примере для хрущевки нужно подключить УЗО и автомат, но не дифавтомат! При выбивании автомата УЗО должно остаться в работе, иначе резко возрастает вероятность несчастного случая.
Поэтому УЗО по номиналу нужно брать на две ступени выше автомата (63 А для разобранного примера), а по разбалансу – на ступень выше оконечных 30 мА (100 мА). Еще раз: в дифавтоматах номинал УЗО делают на ступень выше тока отсечки, поэтому для проводки без земли они не годятся.
Источники: electricvdome.ru, elektrika-svoimi-rykami.com, www.eplan.by, electricalschool.info, vopros-remont.ru, karkasnik.su
first-apartment.ru
Содержание:
УЗО — расшифровывается как устройство защитного отключения, основной функцией которого отсечка тока при его утечке на землю. Устройства защитного отключения обеспечивают защиту от поражения током, особенно в тех случаях, когда отсутствует возможность подключения к заземлению. Отключающая защитная аппаратура способна работать в однофазных и трехфазных сетях с переменным током 220 и 380В. Устройство заключено в корпус из негорючих ПВХ материалов и способно пропускать через себя токи различной величины. Для чего устанавливают УЗООчень многие только слышали о том, что существуют устройства, специально предназначенные для защитного отключения. Сокращенно они называются УЗО. Полное представление о его работе можно получить, обладая хорошими знаниями электротехники. Однако понять общие принципы работы устройства, его специфические особенности вполне возможно и не имея специальных знаний. В большинстве квартир и частных домов УЗО ранее не использовались. Этим и объясняется отсутствие знаний об устройстве, назначении, особенностях эксплуатации данных приборов.
Каждое устройство защитного отключения представляет собой коммутационный электромеханический прибор. Основной функцией которого является автоматическое прерывание цепи, когда ток превышает установленное определенное значение. УЗО расшифровка в электрике, означает устройства защитного отключения. Они представлены большим количеством разнообразных моделей, в целом, обладающих одинаковой функциональностью и принципом работы. УЗО очень эффективны при использовании в системе электробезопасности. Однако многие хозяева квартир и домов при самостоятельном монтаже проводки забывают о существовании защитных устройств и пренебрегают их использованием. УЗО защищает жизнь и здоровье человека от поражения электротоком в случае нарушения изоляции, а также при случайных контактах с неизолированными проводами и токопроводящими частями электрооборудования. В отличие от автоматов, защищающих электропроводку от перегрузок и коротких замыканий, устройства защитного отключения обеспечивают безопасность людей. Своевременно реагируя и отключая напряжение при уходе тока «на землю». Как правило токовые утечки имеют небольшие значения, поэтому традиционные автоматы на них просто не реагируют.
Практически каждый человек подвергался воздействию слабых токов, возникающих в домашней сети. Несмотря на малое значение тока в 4-5 мА, человеческий организм его ощущает, например, при касании холодильника, стиральной машины и другой бытовой техники. С возрастанием силы тока возрастает и угроза жизни человека. Основной причиной подобного состояния считается нарушенная изоляция проводов. В результате ток начинает проходить непосредственно через корпус прибора, который оказывается под напряжением. Последствия касания к нему могут быть такими же, как и в случае соприкосновения с оголенным проводом. В момент касания возникает замыкание на землю, и далее, при отсутствии защитного заземления, человек получает удар током. В настоящее время не во всех домах существует возможность заземления корпусов электроприборов и оборудования, поскольку это не предусмотрено схемой и конструкцией проводки. Поэтому для защиты от поражения током используются УЗО, устанавливаемые вместе с автоматическими выключателями, которые способны реагировать даже на слабые токи и своевременно отключать сетевое напряжение. Принцип действия устройства защитного отключенияПринцип работы устройства защитного отключения основан на фиксации токовых утечек «на землю» и своевременном отключении напряжения при возникновении подобного состояния. При нормальном значении напряжения в сети, отсутствии утечек и скачков, сила тока на входе и выходе прибора будет одинаковой. Их отличие будет заключаться лишь в противоположном направлении. Определение самого факта утечки определяется по разнице значений входящего и выходящего тока.
При наличии токовой утечки, например, при пробое на корпус оборудования, человек, соприкасаясь с ним, превращается в своеобразный проводник тока на землю. В результате, значение тока, возвращающегося в УЗО по нейтральному проводу, снижается. К такой же ситуации приводит нарушение целостности изоляционного покрытия, возникающее в электроприборах и оборудовании. Разница входного и выходного тока регистрируется трансформатором с кольцевым сердечником. Фазный и нейтральный проводники размещаются внутри трансформатора и выполняют функцию первичного витка обмотки. Подключение вторичной обмотки сердечника осуществляется к механизму, который размыкает контакты, разрывает цепь и предотвращает дальнейшее течение тока. При повреждении изоляционного покрытия, образование отводящего контура происходит независимо от того, касается человек токоведущих частей или нет. В любом случае устройство срабатывает и размыкает электрическую цепь. Это и есть ответ на вопрос: что такое УЗО в электрике.
Современные УЗО предназначены для работы в двухфазных и трехфазных сетях. Последний вариант отличается наличием системы слежения. Она контролирует и фиксирует изменения нагрузки, когда напряжение неравномерно распределяется по фазам. Исправление ситуации осуществляется путем восстановления симметрии в каждой из них. Где устанавливают УЗОПрежде всего установка УЗО предназначена для защиты групповых линий от избыточных нагрузок. Они представляют собой обычную электрическую проводку, включающую себя различные группы розеток, в которые подключаются бытовые приборы или производственное оборудование.
Использование УЗО обязательно в следующих случаях:
Устройства защитного отключения запрещено применять на линиях, от которых поступает питание к системам аварийного освещения или оповещения. При выборе УЗО следует обращать внимание на номинал, который должен быть выше номинала автоматического выключателя. В противном случае контакты устройства перегреются. Если в сети установлено сразу несколько автоматов, значение минимальной номинальной мощности УЗО рассчитывается, исходя из суммы номиналов всех автоматических выключателей. Как установить УЗОСуществуют различные варианты подключения УЗО вместе с автоматическими выключателями. В одном из них одно устройство обеспечивают защиту нескольких групповых линий. Которое устанавливается на первом месте, а за ним устанавливаются автоматы. Эта простая схема широко используется в бюджетных щитках. Ее работу можно рассмотреть на примере аварийной ситуации, когда короткое замыкание произошло на одной из групповых линий. Ток будет проходить по маршруту от УЗО к групповому автомату, далее по кабелю к розетке. Считается, что в данной ситуации УЗО должно сгореть под действием тока короткого замыкания, поскольку автомат установлен после прибора и не способен защитить от высокого тока и напряжения.
В другом варианте линия защищена одним автоматом и одним УЗО, причем автоматический выключатель устанавливается на первом месте. Если предположить, что в розетке произошло короткое замыкание, то путь тока будет проходить от автомата к УЗО и далее по кабелю к розетке. Есть мнение что в данной ситуации наступает срабатывание автомата и таким образом пресекается разрушающее действие тока. Однако по схеме ток все-таки доходит до розетки. Получается, что независимо от места расположения, УЗО не выйдет из строя по нескольким причинам. Защитное устройство остается целым так же как и провода, подключенные к розетке. Под действием короткого замыкания возникает высокая температура, от которой изоляция проводов и корпуса приборов начинают плавиться. Тем не менее, для этого нужно определенное время, в течение которого срабатывает автоматический выключатель и дальнейший процесс разогрева прекращается. Нет разницы где его подключать, до или после автомата. Выбор того или иного варианта связан лишь в удобством монтажа.
Большое значение имеет правильный выбор номинала защитного устройства, чтобы исключить его выход из строя в результате перегрузок. На корпусе каждого УЗО обозначен номинал, то есть величина максимально длительного тока, который может протекать через него без какого-либо вреда. Контакты прибора своевременно обесточивают линию в случае возникновения в ней утечки. Не допускается прохождение через контакты тока, превышающего номинальное значение, поскольку это вызовет их разогрев, плавление корпуса и другие повреждения. В связи с этим УЗО защищается с помощью автоматического выключателя, срабатывающего от перегрузок раньше, чем будет причинен вред устройству. Для наиболее эффективной защиты УЗО от перегрузок его номинал должен выбираться на одну ступень больше, чем у защищающего автомата. Например, если номинал автоматического выключателя составляет 16А, то устройство защитного отключения должно иметь номинал 25А. Такой запас по току необходим для исключения протекания через УЗО повышенного тока, прежде чем произойдет срабатывание автомата от перегрузки. Электромонтажные работыПрактическая установка УЗО в электрическую цепь квартиры не вызывает каких-либо затруднений. Непосредственное подключение осуществляется на DIN-рейке, которая может быть встроена в щиток или расположена отдельно. Она оборудована специальными перфорированными отверстиями, куда вставляются защелки прибора. На корпусе имеется маркировка верхних и нижних клемм фазного и нулевого проводов. В соответствии со схемой подключение вводного силового кабеля осуществляется сверху, а нагрузок – снизу.
Порядок подключения защитного устройства:
Другая схема предполагает подключение УЗО в электрике в двухфазную цепь. Работа устройства обеспечивает своевременное отключение оборудования в случае утечки тока на корпус. Практически такую же функцию выполняет и заземление, предотвращающее прохождение тока через участки, не предназначенные для этого. Таким образом, УЗО и система заземления выполняют обесточивание приборов различными способами, а в некоторых ситуациях они дополняют друг друга. Основным преимуществом УЗО является возможность использования его в старых зданиях, где до сих пор используются двухфазные цепи, а заземляющий провод отсутствует. Подключение УЗО в электрощитке зависит от схемы и разводки домашней сети. В одном из вариантов применяется одноуровневая защита с использованием одного УЗО. Для этой цели подбирается аппарат с высокой мощностью, в расчете на нагрузку от всех имеющихся потребителей. Применяется следующая схема подключения: с выхода УЗО проводник подключается к автоматам, после чего он разводится на розетки и приборы освещения. Эта простая и компактная схема имеет существенный недостаток: в случае неисправности УЗО или автомата подача электричества в квартиру прекращается. Как правило, одноуровневая защита устанавливается для отключения какого-то одного потребителя (стиральной машины или бойлера). |
electric-220.ru
Для чего нужно УЗО — принцип работы, отличия от автомата
Аббревиатура УЗО расшифровывается как — устройство защитного отключения. Данный механизм также как и автомат являются аппаратами защиты. Для чего же нам нужны еще и УЗО, если есть автоматические выключатели? Дело в том, что изоляция проводов от времени изнашивается. Кроме этого, даже новую проводку можно повредить случайным образом в результате механического воздействия.
Контакты на эл.оборудовании при отсутствии регулярной ревизии ослабляются. Все это приводит к утечкам тока. А из-за этого образуется искрение и пожар.
Не исключена ситуация, когда человек может дотронуться до оголенного фазного провода. Или маленькие дети проявляя любопытство могут засунуть что-нибудь постороннее в электрическую розетку. И тогда ток пойдет сквозь тело человека. Величина этого тока может быть чуть более 100мА.
Простые автоматы на ток такой малой величины не сработают, т.к. они рассчитаны для отключения токов перегрузки и токов КЗ, а это несколько десятков и даже сотен ампер. Тем временем даже небольшой ток в несколько десятков миллиампер способен оказать негативное воздействие на человека.
К примеру чтобы сработал автомат номиналом 16А, ток который через него пройдет должен превысить величину 18А. То есть ток минимум на 13% больше номинального тока самого автомата.
Более того, автомат отключится не сразу, а через время превышающее 1 час (согласно его токовых характеристик). Именно поэтому разработали и внедрили УЗО.
Еще один важный аспект при выборе использования УЗО — система заземления в доме. Если в вашем доме система TN-C (3 фазы и ноль), то вопрос зачем ставить в щиток УЗО даже не должен возникать. Фактически это является единственной действенной и экономичной мерой для обеспечения безопасности эксплуатации всей проводки и эл.приборов.
Параметры УЗО
По каким основным параметрам характеризуется УЗО? Два важнейших из них это:
- ⚡номинальный дифференциальный ток отключения (или ток утечки)
- ⚡номинальный ток нагрузки
В сетях 220-380В домашней эл.проводки, чтобы защитить человека от воздействия эл.тока, применяется УЗО с чувствительностью или дифф. током отключения 10мА и 30мА. Дабы защититься от пожара требуется выбрать УЗО с чувствительностью 100мА и более.
Если у вас дома всего одна или две группы эл.проводки, можно установить одно УЗО на ток 30мА.
Оно будет играть роль как противопожарного, так и будет способно защитить вас от поражения эл.током.
Принцип работы
Из чего же состоит УЗО? Сама конструкция УЗО выполнена из диэлектрика. Внутри смонтирован маленький трансформатор тока. Он имеет три обмотки.
- ⚡обмотку управления
- ⚡две первичные обмотки
Первичные обмотки подключены встречно друг другу. По первой течет ток к нагрузке, по второй (которая образуется нулевым проводником), ток течет в обратном направлении (от нагрузки).
А что происходит, когда повреждается изоляция и образуется ток утечки? А происходит то, что ток в фазном проводнике будет не равен току в нулевом проводнике. То есть, к току который протекает по фазе, добавится еще ток утечки. Так как токи будут разные, то и магнитные потоки будут наводиться разные. И суммарный магнитный поток окажется не равным нулю. Следовательно будет наводиться электрический ток в обмотке управления.
В тот момент когда такой ток превысит величину 10-30-100-300мА (в зависимости от используемого УЗО), силовые контакты устройства под действием расцепителя отключатся и эл.оборудование с проводкой будут обесточены.
То же самое происходит если человек случайно дотрагивается до оголенных токоведущих частей или не изолированного корпуса оборудования с поврежденной изоляцией. Через наше тело в землю начинает течь ток. Появляется разность токов в проводниках, и как следствие наводится ток в обмотке управления. Затем срабатывает расцепитель и отключаются силовые контакты.
Чтобы проверить УЗО нужно воспользоваться кнопой ТЕСТ. Нажимаете ее и искусственно создаете ток утечки. Исправное устройство защитного отключения обязано отключиться сразу же при нажатии этой кнопки.
Статьи по теме
domikelectrica.ru
Что такое УЗО в электрике Устройство, характеристики принцип работы
В данной статье, мы подробно поговорим о том:
- Что такое УЗО в электрике?
- Разберем как работает УЗО и принцип его действия.
- Поговорим о стандартах.
- Рассмотрим классификацию УЗО.
- Конструкцию.
- Основные характеристики.
- Применение в быту.
Теперь, обо всем по порядку.
Что такое УЗО в электрике?
Аббревиатура УЗО расшифровывается как — устройство защитного отключения (более точно, устройство защиты управляемое дифференциальным током, сокращенно дифавтомат УЗО-Д).
Устройство защитного отключения УЗО (дифавтомат УЗО-Д)
Защита людей от поражения электрическим током остается одной из важнейших инженерных проблем с начала широкого применения электричества в промышленности и быту. Решить ее оказалось сложнее, чем защитить сами сети и электрооборудование от сверхтоков. Автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями, успешно контролирующие ток нагрузки, не могут спасти человека, коснувшегося токоведущих частей, или деталей под напряжением. Также с их помощью не удается вовремя реагировать на токи утечек, связанные с нарушением изоляции и снизить опасность возникновения пожаров. Заметно улучшить ситуацию позволила разработка устройств защитного отключения, отслеживающих появление дифференциальных токов и разрывающих цепь при их определенной величине. Подобные защитный устройства получили название УЗО–Д, в СССР они были разработаны в начале 70-х в лаборатории электробезопасности ВИЭСХ и производились на Гомельском заводе электроаппаратов. Сегодня на российском рынке представлены УЗО-Д как отечественных, так и зарубежных производителей.
Принцип работы УЗО (УЗО-Д)
В основе работы УЗО-Д заложена фиксация тока утечки на «землю» и отключения сети при ее появлении. Факт утечки обнаруживается по разнице между токами: выходящим из УЗО и возвращающимся в него через нейтраль. Если сеть в порядке, то они равны по величине, но противоположны по направлению. При появлении утечки, например, человек коснулся провода, часть тока уйдет через его тело «на землю» по другому контуру, и в итоге ток возвращающийся в УЗО через нейтраль будет меньше выходящего. Такая же ситуация возникнет, если в каком-то электроприборе нагрузки нарушилась изоляция и под напряжением оказался корпус или другая деталь. Человек, задев за них создаст дополнительный контур «на землю», часть тока пойдет по нему и баланс нарушится (эта ситуация показана на рисунке). Разницу между выходящим и входящим токами засекает трансформатор с сердечником в виде кольца. Фазный провод и нейтраль N проходят внутри него и служат первичной обмоткой. Вторичная обмотка подключается к исполнительному механизму, размыкающему контакты. Разумеется, при повреждении изоляции контур ответвления может образоваться и без «участия» человека, но и в этом случае УЗО также сработает и защитит участок сети от опасных последствий (например, нагрева и пожара). Символом «Т» на рисунке обозначена кнопка, включающая схему тестирования устройства – УЗО -Д должно сработать при ее нажатии. Этот же принцип используется и для трехфазных устройств защиты, однако в них дифференциальный ток во вторичной обмотке появляется не только при утечках, но и при «перекосе фаз» (неравномерно распределенной между фазами нагрузке), поэтому разработаны дополнительные схемы, исключающие срабатывание из-за нарушения симметрии.
Общая схема. Принцип работы УЗО (УЗО-Д)
Как работает УЗО?
Рассмотрим как работает устройство защитного отключения (УЗО-Д) на наглядном примере :
Имеем двухпроводную электрическую цепь 220В (без заземления), конечным потребителем которой является стиральная машина. Для защиты от токов утечки в схему включено устройство защитного отключения. В нормальном режиме работы оно беспрепятственно пропускает через себя ток.
Выходящий I1 ток и возвращающийся I2 равны.
В результате возникшей неисправности электродвигателя, корпус стиральной машинки оказался под напряжением.
Ничего неподозревающий человек касается корпуса машинки, в результате чего попадает под воздействие электричества.
При возникновении тока утечки, часть тока ушло через тело человека на землю, возвращающийся ток становиться меньше выходящего. Устройство защитного отключения срабатывает.
Человек в безопасности.
Разобравшись как работает УЗО можно более плотно подойти к пониманию принципа его работы.
В примерах, описанных выше и на рисунке показаны УЗО с электромеханическим исполнительным механизмом размыкания контактов. В то же время нет никаких препятствий для использования электронных узлов с полупроводниковыми «выключателями». Действительно, сегодня предлагается множество электронных приборов защиты, стоимость их в несколько раз ниже, чем электромеханических, главные недостатки – не срабатывают при падении напряжения питания и более низкая надежность.
Стандарты
В настоящий момент в России разработан и принят пакет стандартов, регулирующих применение, характеристики и методы проверки УЗО-Д. Их действие распространяется на устройства переменного тока с номинальным напряжением не выше 440 В и номинальным током не более 200 А, применяемых для защиты от поражения электрическим током людей и их имущества от последствий развития тока утечек. ГОСТ Р 50807-95 (2001) содержит определения, классификацию, характеристики и перечень стандартных методик проверки. Также в нем есть полные списки документов, на которые ссылается этот стандарт. Что касается правил применения, то все необходимое изложено в ГОСТ Р-30331.3 (Защита от поражения электрическим током). Эти стандарты согласованы с международными и содержат исчерпывающий объем информации по устройствам защиты, управляемым дифференциальными токами. Добавим, что стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) относит к УЗО-Д не все виды защитных устройств, работающих по принципу контроля дифференциальных токов. Согласно определению УЗО-Д считаются только механические коммутационные аппараты или комплексы, размыкающие контакты при достижении дифференциальным током установленного значения. Устройство может быть реализовано в виде набора отдельных специализированных узлов, фиксирующих, измеряющих дифф. ток и узлов, разъединяющих контакты. Примером таких пространственно разделенных УЗО-Д могут служить системы защиты воздушных линий электропередачи. В то же время многочисленные электронные изделия с полупроводниковыми выключателями к стандартным УЗО-Д не относятся.
Классификация УЗО (УЗО-Д)
Ниже представлена классификация устройств защиты по нескольким важнейшим признакам, информация соответствует ГОСТ Р 50807-95, но представлена в более удобном и систематизированном виде.
Классификация УЗО-Д
По способу действия:
- Без вспомогательного источника питания.
- Со вспомогательным источником питания:
С авт. отключением при отказе источника с выдержкой времени без нее:
- с авт. повторным вкл. при восстановлении работы источника;
- без авт. повторного вкл. при восстановлении работы источника;
Без авт. отключения при отказе источника:
- с отключением в опасной ситуации после отказа источника;
- без отключения в опасной ситуации после отказа источника;
По способу установки:
- Стационарные:
- монтаж стационарной электропроводкой
- Переносные:
- монтаж гибкими проводами с удлинителями
По числу полюсов:
- однополюсные двухпроводные
- двухполюсные;
- двухполюсные трехпроводные;
- трехполюсные;
- трехполюсные четырехпроводные
- четырехполюсные
По виду защиты от сверхтоков и перегрузок по току полюсов:
- без встроенной защиты от сверхтоков;
- со встроенной защитой от сверхтоков;
- со встроенной защитой от перегрузки;
- со встроенной защитой от коротких замыканий.
По возможности регулирования отключающего дифференциального тока:
- Регулируемые:
- дискретная регулировка
- плавная регулировка
- Нерегулируемые.
По стойкости при импульсном напряжении:
- с возможностью отключения при импульсном напряжении
- стойкие при импульсном напряжении
По характеристикам наличия постоянной составляющей дифференциального тока:
- тип АС:
- отключение при появлении или медленном возрастании переменного синусоидального дифференциального тока.
- тип А:
Отключение от дифференциальных токов:
- синусоидальных переменных;
- пульсирующих постоянных;
- пульсирующих постоянных с модуляцией пульсацией до 0,006 А, с контролем угла контроля сдвига фазы, или без него независимо от полярности внезапных или медленно растущих дифференциальных токов.
- тип В:
- отключение от дифференциальных токов:
- синусоидальных переменных;
- пульсирующих постоянных;
- пульсирующих постоянных с модуляцией сглаженной пульсацией постоянного тока до 0,006 А;
- постоянных от выпрямителей
Каждый из классификационных признаков – способ действия, способ установки и др. используется не только для классификации, он также считается важнейшей характеристикой УЗО-Д. Кроме них имеется еще ряд характеристик общих для всех устройств защиты и отключения.
Конструкция УЗО
С технической точки зрения конструкция УЗО-Д не представляет собой ничего сложного или нового по сравнению с конструкциями автоматических выключателей. Более того, российские производители начали и освоили выпуск этих изделий как раз на базе автоматов ВА. Примером могут служить хорошо известные УЗО22 завода Сигнал, производимые на базе автоматических выключателей ВА66-29 и ВА88-29. У них механика свободного расцепителя, катушка, контакты, дугогасители – все такое же, как и у ВА. Более подробно вы можете ознакомиться с их конструкцией принципом работы и устройством в статье автоматический выключатель (бытовой). Отличие заключается только в модуле, управляемом дифференциальным током (МЗО), устройство и работа которого описаны выше. То же самое можно сказать и об УЗО, выпускаемых на основе зарубежных автоматов.
Характеристики УЗО
Стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) дает рекомендуемые или предпочтительные значения характеристик УЗО-Д, и производители, желающие сертифицировать свою продукцию в системе ГОСТ Р должны придерживаться этих значений, но также они вправе выпускать продукцию и с другими показателями (в этом случае они не получат сертификата соответствия ГОСТ Р 50807-95). Полный перечень характеристик имеется в этом же ГОСТе, здесь будут показаны только некоторые основные. Для важнейших характеристик стандарт предлагает следующие величины.
Таблица 1
НАИМЕНОВАНИЕ | ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ |
| Номинальное напряжение Un | 100, 110, 120, 200, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 440(В) |
| Номинальный ток In | 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 (А) |
| Номинальный отключающий дифф. ток In | 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3; 5; 10; 20 (А) |
| номинальный неотключающий дифф. ток I∆n | 0,5 In |
| предельный неотключающий ток при нарушении симметрии фаз | 6 In. |
Время отключения УЗО определяется его конструкцией и зависит от значений номинального тока и номинального отключающего дифф. тока. В ГОСТ Р 50807-95 имеются соответствующие таблицы, в качестве ориентира покажем время отключения устройства с номинальным отключающим дифф. током 0,030 А. При непосредственном прикосновении, вызвавшим дифф. ток номинального значения устройство сработает за 0,5 с, при двойном превышении номинала за 0,2 с, при дифф. токе 0, 25 А (восьмикратное превышение) УЗО-Д отключится за 0,04 с.
Применение УЗО
Устройство защитного отключения УЗО (УЗО-Д) применяются для защиты людей от поражения электрическим током в промышленности, сельском хозяйстве, быту и пр. Причем их нельзя рассматривать, как альтернативу другим мерам безопасности, более того стандарт ГОСТ Р-30331.3 относит их к вспомогательным устройствам и дополнительным способам защиты от прямого прикосновения. Для этих целей, а также для защиты от косвенных прикосновений в РФ применяются УЗО-Д с дифф. током отключения порядка 30мс. Устройства с большим дифф. током отключения используются для защиты электрооборудования от последствий токов утечек (пожаров, выхода из строя обор.).
elektrika-svoimi-rykami.com
УЗО что это такое в электрике схема подключения
УЗО – аббревиатура, обозначающая низковольтный электрический прибор, применяемый для защитного отключения определенного участка при возникновении дифференциальных токов по величине превышающих заданное аппаратом значение, определенное как допустимое.
Полное название прибора – Устройство защитного отключения. Иногда прибор называют выключателем дифференциального тока. Это тот же прибор, а сокращенно его маркируют как ВДТ.
Зачем нужно УЗО
Начнем рассмотрение прибора с его назначения. Целевые для аппарата токи утечки возникают при нарушении механической целостности кабелей либо их изоляции на одной из линий, также подобные вредоносные помехи в электрической сети появляются при нарушении конструкции потребителей сети (бытовых электроприборов).
Когда подобная проблема возникает, она может привести к целому ряду негативных последствий:
- пожары в быту и на производстве;
- выход из строя станков и бытовой техники;
- поражение током пользователей сети и операторов на производстве.
УЗО предназначен для решения трех вышеуказанных проблем и исключения подобных рисков.
В момент появления утечки его конструкция оперативно реагирует на возникший фактор риска и отключает участок, чем спасает от перегревов, пожаров, защищает пользователей электроприборов и сами электроприборы сети.
От дифференциального автомата УЗО отличается следующим:
- УЗО более простой прибор он защищает от утечки и только, а дифавтомат дополнительно снабжен механизмом защищающим сеть от перегрузок, дополняя прибор функциями автоматического выключателя.
- УЗО в отличии от старшего прибора не защищен от сверх сильных токов, потому при использовании УЗО, для дополнительной защиты к сети подключают автоматические выключатели, в чем нет необходимости при использовании дифференциального автомата.
Принцип действия
Конструкционно УЗО состоит из трех элементов, каждому из которых отведена отдельная роль в работе устройства:
- Дифференциальный трансформатор – измерительный прибор регистрирующий возникновение тока утечки.
- Пусковой орган – деталь, осуществляющая механическое воздействие на отключающий систему механизм.
- Механизм расцепления – при воздействии на него пусковой детали, он размыкает силовые контакты.
В однофазной сети УЗО работает по следующему алгоритму:
Дифференциальный трансформатор однофазного УЗО состоит из трех обмоток: первая – подключена к фазному проводнику, вторая – к нулевому, а третья – фиксирует разность тока. Две первых обмотки подключены так, чтобы идущие по ним токи были направленны в противоположенном, относительно друг друга направлении.
При такой конструкции, при нормальной работоспособности сети, токи в первых двух катушках равны, соответственно ток на средней катушке равен нулю, ведь потоки, идущие по двум крайним катушкам, взаимно нейтрализуются.
Когда возникает механическое повреждение сети, а к ней касается человек, то фазное напряжение «воспринимает» человеческое тело как проводник и пропускает через него ток в землю либо к другому проводнику, с которым он соприкасается.
В случае такой конструкции катушек, при возникновении фазного напряжения, сила тока в двух катушках дифференциального трансформатора начинает отличатся, и на находящейся между ними контрольной обмотке возникает ток, который, при определенном значении, провоцирует срабатывание пускового органа, следственно сеть размыкается.
Трехфазный аппарат работает по схожему принципу, но вместе трех имеет пять катушек обмотки. Три обмотки являются фазными, остальные две выполняют функцию нулевой и вторичной, именно таким образом происходит сравнение напряжения тока в пяти проводах трехфазной сети.
Кроме вышеперечисленных элементов современные УЗО имеют систему тестирования, обычно она выведена на кнопку с соответствующим названием “TEST”. Она подключена к одной из обмоток и при нажатии начинает пропускать ток только по ней, имитируя наличие утечки. Данная искусственная разница создает, ток на контрольной обмотке и устройство срабатывает. Если прибор размыкает контакты в тестовом режиме, значит он – исправен.
Сфера применения
УЗО применяется в трехфазных и однофазных сетях широкого назначения (от бытовых, до промышленных). В домашних сетях его применяют для защиты наиболее важных элементов сети, либо возможности отключения наиболее опасных приборов. Дополнительно им защищают человека при использовании электроприборов, соприкасающихся при работе с водой, металлом или иными веществами обладающими высокой проводимостью. К бытовым приборам наивысшего риска относят стиральную машинку, электропечи, посудомоечные машины и иные водонагревательные приборы.
На практике, кроме защиты отдельных веток домашней электросети, дополнительный УЗО ставят на ввод электричества в жилище. Он выполняет дублирующую функцию и дополнительно защищает помещение от пожаров, на случай выхода из строя УЗО который ближе к источнику проблемы.
В промышленных масштабах, данный прибор применяют при аналогичных обстоятельствах, с разницей лишь в размерах прибора и возложенных на него мощностях, потребителей промышленной сети.
Полезное видео
Подробнее узнать о конструкции УЗО и принципе его действия вы можете из видео ниже:
УЗО полезный и важный прибор, как в домашней так и производственной электросети. Он оберегает имущество от пожаров, а владельца от непредвиденных накоплений тока на корпусе техники и кабелей, чем исключает возможность непредвиденного поражения тела пользователя током.
web-electric.ru