В современных электроустановках присутствует дополнительный заземляющий проводник, который подключается через электрическую вилку к металлическим корпусам различных электроприборов. В случае повреждения изоляции автоматически срабатывает выключатель, что предотвращает возможные последствия.
Как правильно подключить УЗО: схемы, варианты подключения, правила безопасности
Создание современной электрической установки — серьезный процесс, который включает в себя расчеты, выбор кабелей, подбор электроустановок, а также монтажные работы. Одна из ключевых задач, которую необходимо решить, — это обеспечение безопасности жильцов и защита их имущества от повреждений. Вы согласны с тем, что безопасность должна стоять на первом месте?
Если защитные устройства выбраны правильно и схема автоматического выключателя с электрической цепью хорошо проработана, риски несчастных случаев сводятся к минимуму. Однако как именно это должно быть реализовано? Какие факторы следует учитывать при выборе? Ответы на эти и многие другие важные вопросы вы найдете в данной статье.
В нашем материале вы сможете лучше понять принцип работы устройства защитного отключения (УЗО) и ознакомиться с различными вариантами его подключения. Также мы привели советы экспертов и рекомендации по установке, которые помогут вам избежать распространенных ошибок. В дополнение к тексту в статье вы найдете видеоролики, в которых обсуждаются важные аспекты монтажа электропроводки и показаны практические примеры подключения УЗО.
- Назначение и принцип действия УЗО
- Варианты защиты для однофазной сети
- Вариант #1 – общее УЗО для однофазной сети.
- Вариант #2 – общее УЗО для однофазной сети + счетчик.
- Вариант #3 – общее УЗО для однофазной сети + групповые УЗО.
- Вариант #4 – однофазная сеть + групповые УЗО.
- Вариант #1 – общее УЗО для трехфазной сети + групповые УЗО.
- Вариант #2 – общее УЗО для трехфазной сети + счетчик.
Назначение и принцип действия УЗО
В отличие от автоматического выключателя, который защищает электрическую сеть от перегрузок и коротких замыканий, УЗО специально предназначено для быстрого обнаружения утечек тока и немедленного реагирования на это путем отключения цепи или отдельной электрической линии.
Поскольку эти два устройства имеют разные функциональные назначения, в электрической схеме должны присутствовать оба для обеспечения максимальной безопасности.
Принцип работы УЗО заключается в сравнении значений входящего и исходящего токов. При обнаружении разницы, что может свидетельствовать о наличии утечки, устройство срабатывает и отключает линию.
На изображении представлена схема работы устройства в случае обрыва фазы. В первую очередь срабатывает реле напряжения (PH), после чего активируется контактор (K).
Внутри корпуса УЗО располагается трансформатор, состоящий из сердечника и обмоток, что создает магнитные потоки, равные в обоих направлениях.
Когда происходит утечка тока, мощность магнитного потока уменьшается, что приводит к активации реле и размыканию электрической цепи. Данная ситуация может возникнуть, когда человек касается заземленного устройства и электрической цепи одновременно. Полное отключение происходит в пределах 0,2 до 0,4 секунды, что очень быстро и эффективно защищает от поражений электрическим током. Мы более подробно рассмотрели конструкцию и принцип работы УЗО в других источниках.
Существует несколько типов устройств, предназначенных как для постоянного, так и для переменного тока. Важно сделать акцент на такой технической характеристике, как ток утечки, который должен быть отражен на маркировке самого устройства.
Для обеспечения безопасности жильцов рекомендуется выбирать устройства с номинальным током 30 мА. В условиях повышенного риска, например, в комнатах с высокой влажностью, таких как ванные, или же в зонах, frequented детьми, лучше использовать устройства с током утечки 10 мА.
При этом более высокие значения, к примеру, 100 мА или 300 мА, имеют свою специфику — они подбираются для защиты от возгораний, поскольку крупные токи утечки могут спровоцировать пожар. Подобные устройства обычно устанавливаются в качестве общих выключателей сети или в промышленных объектах и крупных системах.
Дополнительную информацию о выборе подходящего УЗО можно найти в специализированных статьях.
УЗО, изображенное слева, не следует путать с дифференциальным автоматом, который находит расположение справа. Дифференциальный автомат объединяет функции автоматического выключателя и устройства остаточного тока, поэтому он может срабатывать как при перегрузке, так и при утечке.
УЗО обычно меньше по размеру, чем комбинированное устройство, что позволяет экономить пространство в распределительном щите, но в то же время выявить причину отключения может быть сложнее.
Схема подключения зависит от задач и специфик сети — однофазной или трехфазной. Чтобы обеспечить защиту всего дома или квартиры от возможных токовых утечек, УЗО следует устанавливать на входе электрической сети.
Варианты защиты для однофазной сети
Производители большого количества бытовых приборов подчеркивают необходимость установки защитного комплекта. Часто в документации к таким устройствам, как стиральные машины, электроплиты, посудомоечные машины и водонагреватели, перечисляются рекомендации по дополнительным приборам, которые необходимо установить параллельно с электроустановками.
Тем не менее, в последнее время стало популярно использовать различные схематические варианты в отдельных цепях или группах. В этих случаях прибор устанавливается вместе с выключателем в распределительном щите и подключается к конкретной линии.
Учитывая разнообразие схем, розеток, выключателей и других устройств, а также максимальную нагрузку, можно утверждать, что существующие схемы подключения УЗО практически безграничны. Например, можно установить розетку с встроенным УЗО в жилых помещениях.
Далее представлены наиболее распространенные варианты подключения.
Вариант #1 – общее УЗО для одномфазной сети.
Устройство устанавливается на входе в цепь электропередачи в квартиру (или дом). Оно находится между обычным двухполюсным автоматическим выключателем и рядом автоматических выключателей, которые питают разные электрические линии — такие как цепи освещения, розетки, а также отдельные ответвления для бытовых приборов и устройств.
Если в какой-либо из отходящих цепей возникает ток утечки, то выключатель немедленно отключает всё, что подключено к сети. Однако стоит учесть, что такое решение лишает возможности локализовать проблему — обнаружить, где именно произошла неисправность, может быть сложно.
Предположим, утечка произошла из-за повреждения проводника, который контактирует с металлическим корпусом подключенного устройства. Это в итоге приведет к срабатыванию общего устройства, потеря напряжения произойдет, а определить место неисправности будет достаточно трудно.
Тем не менее, достоинством этого подхода является экономия средств — одно УЗО стоит меньше, а также освободит пространство на панели управления.
Вариант #2 – общее УЗО для однофазной сети + счетчик.
Ключевой особенностью данной схемы является наличие электрического счетчика, который необходимо правильно установить.
При этом защита от утечки тока также подсоединяется к автоматическим выключателям, но счетчик размещается на линии питания, соединяясь к этой же схеме.
Когда возникнет необходимость отключить подачу электроэнергии в дом или квартиру, отключается общий выключатель, а не само УЗО, даже если оба набора установлены рядом и питают одну и ту же сеть.
Преимущества расположения подобны предыдущему варианту — это экономия пространства на электрической панели и средств на приобретение оборудования. Недостаток — сложность в определении места утечки.
Вариант #3 – общее УЗО для однофазной сети + групповые УЗО.
Этот вариант является более сложной и усовершенствованной версией предыдущей схемы.
Установка дополнительных УЗО в каждой рабочей цепи позволяет увеличить уровень защиты от утечек тока, что, с точки зрения безопасности, является отличным решением.
Предположим, в системе возник ток утечки. Если по какой-либо причине один из автоматических выключателей, например, для освещения, выйдет из строя, то общее УЗО сработает и отключит все цепи.
Как работает УЗО
УЗО могут быть использованы как в однофазных, так и в трехфазных системах, включая бытовые и промышленные установки. Главное предназначение УЗО — отключение питания в двух ситуациях:
- Когда человек случайно коснулся токоведущей части. В этом случае устройство отключает напряжение и предотвращает поражение электрическим током.
- Когда происходит нарушение изоляции проводки, что может привести к контакту токоведущих частей с землей или корпусом электрического оборудования, к примеру, стиральной машины, водонагревателя или холодильника. В результате происходит утечка тока, и УЗО отвлекает подачу энергии.
Принцип действия УЗО
Работа устройства защитного отключения заключается в сравнении токов, которые проходят через внешний проводник и нейтральный проводник. Если значения равны, значит, система функционирует корректно. Если токи отличаются, это может указывать на утечку. Если человек касается фазного проводника, часть тока будет направляться на землю через его тело, что создает разницу между токами, проникшими через проводники L и N на входе устройства. При таком расхождении происходит срабатывание автоматического выключателя.
УЗО также эффективно защищает от возгораний. Одна из распространенных причин пожаров в электрических проводках — это прохождение тока через поврежденную изоляцию к земле. В местах повреждений возникает тепло, что может вызвать горение кабеля. В случае, если в схеме предусмотрен автоматический выключатель, такая ситуация может произойти крайне редко. УЗО автоматически определяет разность токов при нарушении изоляции и отключает систему.
Важно отметить: необходимо различать автоматические выключатели, УЗО и изолирующие устройства. Хотя эти защитные устройства могут иметь сходный внешний вид, они различаются по своему назначению. Автоматический выключатель отвечает за защиту линий от короткого замыкания и перегрузок. УЗО предназначено для защиты людей, отключая напряжение при прикосновении к электрическим частям. Дифференциальный автоматический выключатель сочетает функции обоих устройств, обеспечивая защиту от поражения электрическим током и защиты проводки от короткого замыкания.
Типы устройств защитного отключения по принципу срабатывания
УЗО подразделяются на электронные и электромеханические автоматические выключатели. Электронные устройства обычно стоят меньше, чем их электромеханические аналоги, что связано с их меньшей надежностью и более низкой стоимостью производства. Работоспособность электронного УЗО зависит от качества проекта и параметров самой сети.
Пример: если на заземляющей пластине обгорает нуль, то электронное устройство может перестать получать ток и тем самым не сработать. Если в этот момент произойдет замыкание между фазой и корпусом устройства, человек, дотронувшись до него, окажется в опасной ситуации, так как электрический автоматический выключатель не сработает в силу отсутствия токопроводимости. Таким образом, электромеханическое УЗО, независимое от условий в электросети, оказывается надежнее электронного.
Принцип действия УЗО основан на сравнении токов, поступающих на обычный дифференциальный трансформатор тока. Если ток на выходе не соответствует или превышает установленное значение (номинальный ток срабатывания УЗО в мА), устройство срабатывает.
Эти диаграммы помогут вам определить, является ли УЗО электронным или электромеханическим; соответствующая информация помещается на корпусах устройств. Уважаемые производители, такие как ABB, Schneider Electric, Hager и Legrand, не выпускают электронные УЗО, производя лишь электромеханические изделия. В своих распределительных щитах я применяю именно электромеханические. Чтобы продемонстрировать различия, я бы привел фотографии «внутренностей» обоих типов устройств, однако как упоминалось, ABB, Schneider Electric, и Legrand не производят электронные устройства.
Особенности приборов для отключения нагрузки
Если сеть электрической системы разделена на отдельные цепи, рекомендуется устанавливать отдельный выключатель для каждой линии, а на розетке — защитное устройство. Однако вариантов подключения может быть много, поэтому изначально важно понять, чем УЗО отличается от других автоматических выключателей.
Автоматические выключатели — усовершенствованные «пробки»
Многое лет назад, до появления современных защитных систем, увеличение нагрузки на электрическую линию вызывало срабатывание простейших устройств — «пробок», которые не обладали многообразием современных функций.
С течением времени они были значительно модернизированы, что привело к возникновению автоматических выключателей, реагирующих на такие причины, как короткое замыкание и перегрузка линии. В общем распределительном щите может быть один или несколько автоматов, количество которых зависит от количества электрических линий в конкретном помещении.
Стоит отметить, что чем больше отдельных линий под контролем, тем легче проводить ремонтные работы. Это обусловлено тем, что для замены одного устройства нет необходимости отключать всю электрическую сеть.
Устаревшие «пробки» заменены автоматическими выключателями.
Установка автоматического выключателя является важным этапом при проектировании системы управления домом, так как они реагируют напрямую на перегрузки и короткие замыкания. Тем не менее, они не защищают от сбоев в подаче электроэнергии.
Цены на защитную автоматику
УЗО – устройства автоматической защиты
УЗО контролирует ток и помогает предотвратить потери энергии. Хотя по своим функциям оно схоже с автоматическим выключателем, принцип их работы различен.
Следует отметить, что это многофазное устройство, которое функционирует при напряжении 230/400 В и токе до 32 А. Однако оно также может работать и при более низких значениях.
Устройства с номинальным током 10 мА часто используются в помещениях с повышенной влажностью. Прежде чем делать выбор, важно ознакомиться с двумя основными типами УЗО.
Таблица 1. Типы УЗО.
Тип Описание Электромеханическая Основным элементом является магнитопровод с обмотками, который сравнивает количество тока, подаваемого в сеть и возвращающегося обратно. Электронный Эти устройства также сравнивают значения тока, однако за этот процесс отвечает печатная плата. Важно помнить, что электронные устройства функционируют только при наличии напряжения. Что такое дифавтомат и чем он отличается от УЗО?
Говоря о дифференциальном автоматическом выключателе, важно подчеркнуть его сочетание с автоматическим выключателем. В итоге, дифференциальный автомат — это, по сути, комбинированное устройство, которое объединяет функции двух устройств в одном корпусе.
Основные функции этого устройства таковы:
- Защита от утечки тока;
- Предотвращение чрезмерной нагрузки на электрические линии;
- Немедленное отключение питания при коротком замыкании.
Хотя это компактное устройство может привести в действие всего за несколько секунд, это возможно лишь при качественной установке надежным производителем. Основные характеристики, отраженные на корпусе, помогут вам определиться с выбором устройства.
Как и у УЗО, на корпусе дифавтомата указаны параметры тока нагрузки/утечки, что измеряется в миллиамперах (мА).
Некоторые пользователи могут предположить, что установка УЗО должна быть достаточной для отказа от использования автоматического выключателя. Однако оба устройства все еще востребованы и находят широкое применение.
Цены на различные виды дифавтоматов
Видео – Что лучше: УЗО или дифференциальный автомат?
Какие бывают типы УЗО и дифференциальных автоматов по роду утечки тока?
В современных электрических цепях используются разные виды тока, что обусловливает выделение защитных устройств на следующие категории:
- Тип АС. Это самый распространенный класс приборов, которые имеют доступную цену, что и обуславливает их использование в квартирах и домах. Данные устройства рассчитаны на работу с переменным током, который преобладает среди большинства бытовых приборов.
- Тип А. Эти устройства могут обнаружить утечку как переменного, так и постоянного токов. В последние годы производители начали выпускать приборы, специально адаптированные для таких условий. Для них применяются импульсные блоки питания, что обеспечивает регулировку мощности. Поскольку это более надежные устройства, они стоят немного дороже первой категории.
- Тип B. Эти устройства также реагируют на утечку любого направления тока, однако их применение в основном ограничено производственными объектами и местами общественного пользования. Их установка в жилые кварталы нецелесообразна, поскольку это приводит к излишним затратам.
Маркировка определяющего класса расположена на корпусе устройства.
Как подключить УЗО и автоматы?
Перед тем как приступить к электромонтажным работам, желательно составить принципиальную схему. Затем необходимо разместить все электроприборы и элементы на панели.
Пошаговое руководство по подключению:
- Современные электроприборы имеют модульное строение. Для их установки используются специальные монтажные DIN-рейки, что значительно упрощает процесс монтажа. Выключатели, устройства защитного отключения и прочее оборудование удобно устанавливаются на такие рейки.
- Далее необходимо произвести размещение нужных приборов на местах крепления в электрощите. После этого, согласно правилам электробезопасности, следует подключить электроприборы согласно схемы.
- На входе электроэнергии в щит должен находиться двухполюсный автоматический выключатель. Его главная задача заключается в защите электросчетчика от короткого замыкания и перегрузки, а также в обеспечении возможности проведения работ по замене оборудования.
- Входной автомат также служит ограничителем максимальной мощности, потребляемой квартирой или домом. Его номинал выбирается в соответствии с максимально разрешенным значением потребляемой мощности. Этот автомат нужно устанавливать на верхней DIN-рейке.
- После входного автоматического выключателя следует подключить электрический счетчик. Для этого требуется открутить пломбировочный винт и снять нижнюю крышку. Под ней располагается группа контактов. Схема подключения контактов, как правило, размещается на внутренней стороне крышки. Если там схемы нет, посмотрите её в инструкции прибору. Каждый контакт электрического счетчика имеет по два зажимных винта для провода. Эти винты служат для обеспечения надежного контакта. После завершения подключения счетчик пломбируется, и доступ к контактам становится невозможным.
- В большинстве счетчиков первый контакт получает питающую фазу. Второй контакт передает выходящую фазу. Третий контакт предназначен для приходящего нулевого провода, а четвертый для выходящего.
- После подключения счетчика производится установка УЗО. На контактах устройства обычно имеются маркировки. На верхние контакты подается входящее напряжение. Соответственно, к нижним контактам подключаются провода, идущие к последующим автоматическим выключателям и другим потребителям. В этом случае важно соблюдать полярность: на контакт фазы непременно должна приходить фаза, а не ноль.
- После завершения монтажа, обязательно проведите проверку работоспособности УЗО. Для этого на устройстве предусмотрена кнопка тестирования. Нажатие на эту кнопку инициирует имитацию утечки тока. Устройство должно сработать, отключив подачу электроэнергии.
Возможные ошибки и их последствия
Большинство ошибок возникает на этапе установки, особенно если работу выполняют непрофессионалы:
- Неправильное подключение подающих контактов, часто наблюдается путаница между нулем и фазой.
- Подача питающего напряжения снизу устройства превращает его в неисправное, что является серьезной ошибкой.
- Нельзя соединять выходные нулевые контакты нескольких приборов между собой. В противном случае устройство потеряет свою чувствительность и не сможет корректно реагировать на опасные ситуации.
- Важно заметить, что недопустимо соединять нулевой провод с заземлением в розетках, так как это также может привести к сбоям в работе.
- Нельзя подавать питающие контакты с разных сторон устройства, например, подключать фазу снизу, а ноль сверху. Так функционирование устройства может быть нарушено.
Если вы планируете установить только одно устройство, разместите его сразу после измерителя мощности. Однако стоит учитывать, что в таком случае отключение электроэнергии в доме будет полным в случае возникновения проблем с подачей электричества и останется без электричества до устранения утечки.
Если у вас есть несколько зон с разными уровнями потребления энергии, разумно установить несколько устройств. Это поможет сократить область поиска неисправностей и обеспечит комфорт в других зонах.
Также стоит помнить, что установка подобных устройств в цепях пожарной сигнализации или других системах запрещена требованиями безопасности.
