УЗО также классифицируются по типу установки (стационарные или подвижные), по типу защиты от внешних воздействий (защищенные или незащищенные) и по типу монтажа (поверхностный, скрытый или монтаж на панели и в распределительном щите).
Как выбрать УЗО по мощности
Среди многочисленных защитных устройств, установленных в распределительной панели, УЗО занимают важное место. В то время как другие устройства защищают кабели и оборудование от повреждения, УЗО защищают людей от поражения электрическим током.
Перед выбором УЗО необходимо подготовить электрическую схему устройства. Это связано с тем, что параметры дифференциальной защиты и количество этих устройств выбираются после планирования электрической системы и разделения нагрузок на группы.
Для чего нужно УЗО и кого оно защищает
Электрическое напряжение является источником опасности, а контакт с деталями под напряжением может привести к серьезным травмам. Если человек вступает в контакт с напряжением, необходимо немедленно отключить линию. Для этого используются УЗО или автоматические выключатели.
Защитное заземление также используется для предотвращения поражения электрическим током. Для этого металлические корпуса электроприборов подключаются к контуру заземления или к нулевой точке заземленного трансформатора. В случае повреждения изоляции электрический ток начинает протекать по пути цепь-разрыв-изоляция-изоляция-заземление.
Если ток утечки превышает настройку автоматического выключателя, он отключится, но при меньших повреждениях ток будет продолжать течь до тех пор, пока не будет повреждена или сожжена изоляция. Чтобы избежать подобных ситуаций, второй функцией УЗО является отключение прибора с поврежденной изоляцией.
Принцип работы УЗО
Работа УЗО основана на первом законе Кирхгофа — равенстве токов во входящем и выходящем проводниках. Она может быть нарушена только в одном случае — при возникновении токов утечки из-за контакта человека с токоведущими частями или дефектной изоляции.
Устройство содержит трансформатор тока, первичная обмотка которого пропускает ток подключенных устройств, а вторичная обмотка подключается к исполнительному устройству либо напрямую, либо через промежуточный усилитель.
При нормальной работе устройства ток в первичных обмотках одинаков, а результирующее электромагнитное поле компенсирует друг друга так, что во вторичной обмотке отсутствует напряжение.
При возникновении тока утечки баланс нарушается, вызывая протекание тока во вторичной обмотке и срабатывание защиты.
| Информация. Время деактивации УЗО не должно превышать 25-40 мс. |
При подаче в жилое помещение трехфазного напряжения 380 В необходимо использовать трехфазные УЗО в дополнение к однофазным УЗО, занимающим 4 стандартные единицы в УЗО. Они подключаются в соответствии с маркировкой L1, L2, L3 — внешний проводник, N — нулевой проводник.
ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА АВТОМАТов по дифференциальному току утечки УЗО
Наиболее важной характеристикой, влияющей на выбор количества переключателей, является ток утечки.
Согласно ПУЭ 7 (Постановление об электроустановках), значение, безвредное для человека, составляет 30 мА, или VDU должен быть рассчитан на это. SEE SE 7.1.79:
В распределительном щите переключатель дифференциального тока групповой линии не должен быть установлен на ток более 30 мА. Однако допускается подключение к нему нескольких групповых коммутаторов.
Подключение любого количества УЗО к такому УЗО осложняется тем, что даже в полностью исправной системе электроснабжения существуют утечки, которые суммируются при одновременном подключении нескольких групп. Возможно, что сумма всех утечек от всех питаемых нагрузок приведет к срабатыванию УЗО.
Существует два способа определения величины групповой утечки:
1. 1. Измерьте фактическое значение (с помощью мА или переменного резистора).
2. рассчитать значение теоретически (PUE 7 рассчитывается исходя из 0,4 мА на 1 А нагрузки и 10 мА на 1 м длины линии).
Согласно ПУЭ 7.1.83:
Часто производится расчет, который, хотя и не более точный, чем измерение, позволяет выбрать правильное количество предохранителей УЗО на этапе проектирования. Ниже приведен пример такого расчета:
Если вы подключаете к УЗО 3 автоматических выключателя по 16 ампер каждый, не зная заранее, какие устройства будут когда-либо подключены к этим линиям, то для расчета добавляется максимально возможный ток групп:
Умножьте полученную нагрузку на 0,4 мА:
Затем рассчитайте размер кабеля, используемого для проводки, согласно плану квартиры или дома для всех ответвлений, например, 200 метров, умножьте на 10 мА:
200 м x 10 мкА = 2 000 мА = 2 мА.
Сложение значений дает общую утечку для трех групп отводов:
Как видите, рассчитанный дифференциальный ток ниже предела срабатывания в 30 мА, и видно, что такая схема может быть безопасно реализована. Также не помешает установить еще один автоматический выключатель, но это только теоретически. Кроме того, в том же пункте 7.1.83 ПУЭ указано, что максимальный ток утечки сети не должен превышать номинальный ток утечки УЗО более чем на одну треть (1/3), т.е. 10 мА.
Если следовать этому правилу, то даже два автоматических выключателя на 16 А, используемые в квартирных электроустановках, не могут быть подключены к одному УЗО. Согласно расчетам, максимально допустимая нагрузка не должна превышать 22-25 А, например, для двух групп освещения (10 А для каждого защитного устройства).
То есть, если следовать формуле PUE, на практике люди, на свой страх и риск, прерывают эту формулу. Например, они используют коэффициент спроса на электрооборудование и не учитывают в формуле мощность автоматических выключателей, но рассчитывают показатели для энергопотребления каждой группы.
Логика такова: Вряд ли вы будете использовать все приборы в доме одновременно, особенно некоторые из них, и поэтому потребление будет не 16А, а ниже. Средний коэффициент плоского спроса составляет от 0,5 до 0,8. Если взять меньшее значение 0,5, то получится нагрузка 24 А вместо 48 А, что предполагает наличие трех приборов по 16 А каждый, которые беспрепятственно проходят через расчеты. Либо используется общий номинальный ток этих групп, а не номинальные значения соответствующих автоматических выключателей.
ВЫБОР КОЛИЧЕСТВО АВТОМАТОВ ПО номинальному ТОКУ УЗО
Второй характеристикой, которую необходимо учитывать при расчете количества подключаемых выключателей, является номинальный ток.
Как уже упоминалось, эта характеристика показывает, какой ток может безопасно пропускать устройство. Если это значение превышено, УЗО выйдет из строя. Поэтому номинал УЗО на один уровень выше, чем у автоматического выключателя. Если подключено несколько автоматических выключателей, их токи суммируются.
Например, два автоматических выключателя на 16 А (всего 32 А) подключены к автоматическому выключателю с номиналом более 40 А.
В настоящее время существует множество моделей дифференциальных автоматических выключателей на 63 А или 100 А. Примите это во внимание при выборе коммутатора.
ВЫВОДЫ
При соблюдении всех правил несколько выключателей не должны подключаться через УЗО. Этому препятствуют токи утечки, которые всегда присутствуют в сети, а теоретический расчет согласно ПУЭ 7 гласит, что общая номинальная мощность подключаемых выключателей не должна превышать 25 А.
Для защиты дифференциальных автоматических выключателей используйте устройства с более высоким номиналом, чем суммарный номинал подключенных выключателей. Часто эти устройства стоят дороже, и экономическая выгода от использования одного УЗО меньше.
Если вы хотите подключить несколько предохранителей к одному УЗО, помните, что
— Если потери в линии группы превышают предел срабатывания УЗО, то в периоды пикового потребления электроэнергии будут происходить временные отключения группы. Это не опасно для жизни, но доставляет неудобства и раздражает. Он срабатывает при увеличении нагрузки, например, при включении обогревателей холодной зимой. И вполне вероятно, что со временем придется вносить коррективы в схемы панелей, внедрять экраны, и тогда экономия может оказаться невозможной.
Если общий ток в подключаемых группах выключателей превышает предельное значение — предохранительный выключатель выйдет из строя незаметно для вас, пока не возникнет аварийная ситуация — этого не должно произойти!
Обычно имеет смысл иметь дифференциальный выключатель для многих АВ в гостиной или для освещения. Потребители, использующие электроэнергию — водонагреватели, стиральные машины, кухонные приборы, плиты — лучше всего защищены отдельными РЦКБ.
Если общий ток в подключаемых группах выключателей превышает предельное значение — предохранительный выключатель выйдет из строя незаметно для вас, пока не возникнет аварийная ситуация — этого не должно произойти!
Как правильно выбрать
Чтобы выбрать УЗО для квартиры, дачи или коттеджа, необходимо сначала решить, какого уровня безопасности вы хотите достичь.
Следует учитывать тип проводки. Если проводка старая, нет причин устанавливать устройство остаточного тока: Почти наверняка возникнут токи утечки. Если вы выберете и установите устройство остаточного тока 30 мА, оно будет срабатывать очень часто.
Если выбрать устройство с более высоким пределом отключения, оно не будет иметь практического применения.
Кроме того, многие марки УЗО не предназначены для использования с алюминиевыми кабелями, которые были стандартом в советских квартирах.
Алгоритм выбора
Следуйте приведенным ниже пошаговым инструкциям при расчете УЗО с нужным номиналом. Поэтому необходимо:
- Убедитесь, что качество проводки позволяет использовать УЗО,
- Определите количество групп потребителей, которые должны быть защищены УЗО,
- Определите количество уровней защиты.
Расчет и установка этих устройств должны производиться одновременно с расчетом и установкой всей электрической системы. УЗО всегда «комбинируется» с автоматическим выключателем.
Существует эмпирическое правило. УЗО должно быть на одну ступень выше номинального тока автоматического выключателя. Это означает, что если автоматический выключатель рассчитан на 20 А, то УЗО должно быть рассчитано на 40 А и выбираться соответствующим образом.
Номинальный и дифференциальный ток
В технических характеристиках этого устройства всегда написано что-то вроде: 25/10 мА, 40/30 мА и т.д. Это номинальный и дифференциальный токи, при которых работает устройство. Номинальный ток, выраженный в амперах (A), представляет собой сумму всех токов, которые могут протекать через устройство неограниченное время при нормальной работе.
Вот пример. Группа нагрузок — розетки и освещение в гостиной — питается через отдельный 16-амперный автоматический выключатель. Предохранитель рассчитан на то, чтобы выдерживать номинальную нагрузку 1,13 неограниченно долго и номинальную нагрузку 1,45 в течение одного часа.
Это не относится к защитным устройствам. Таким образом, если к розеткам в течение нескольких часов подключено несколько сильноточных потребителей с общим током, например, 17 А, автоматический выключатель не сработает, но УЗО может выйти из строя.
Дифференциальный ток, выраженный в миллиамперах, — это ток утечки, при котором должно сработать устройство GDC. Устройства с пределом дифференциального тока 10-30 мА используются для защиты людей от поражения электрическим током. УЗО с диапазоном 100 мА используются для противопожарной защиты.
Предположим, вам нужно защитное устройство для стиральной машины мощностью 2,3 кВт, подключенной через кабель длиной 10 м. В этом случае дифференциальный ток утечки выглядит следующим образом:
Устройство защитного отключения для квартиры
- Номинальное напряжение прибора составляет 220 В.
- Обычное жилище — выбран прибор однофазного переменного тока.
- Для защиты людей достаточно 30 мА.
- Наиболее чувствительное УЗО для квартиры — 10 мА. Перед выбором УЗО для помещения необходимо также определить количество защищаемых объектов.
Защита в частном жилище является особой. Последовательность установки устройств: установить на входе — исполнительное устройство — 100 мА или более, тип S, номинальный ток 63 A.
Устройство защитного отключения для дома
Отдельные группы нагрузок защищаются отдельными устройствами 30 мА типа A (AC) номиналом 16/25/32 A. Чтобы понять, как рассчитать УЗО для дома, задаются параметры устанавливаемых устройств — многие индивидуальные, групповые.
Действие защитных устройств основано на определении разницы между токами, протекающими по разным проводам, но выходящими из одной жилы. Устройства типа AC чувствительны к переменному току, а устройства типа A — к выпрямленному импульсному току.
Разновидности приборов
Существуют типы B, S, G — каждый из них чувствителен к постоянному и переменному току, используемому в промышленности — с точкой отсечки.
Это всемирно известные компании, которые производят действительно надежное электрооборудование. Однако если у вас небольшой бюджет, стоит выбрать отечественные бренды, такие как DEK или Austro-UTR.
Здесь все очень просто: нужно только определить количество полюсов устройства. Для однофазных сетей достаточно двухполюсных устройств, для трехфазных — четырехполюсных. Типичным представителем четырехполюсных является УЗО IEK 30mA AC типа УЗО VD1-63 MDV10-4-040-030.
Как выбрать агрегат для однофазной и трехфазной сетей?
Этого достаточно для контактора трансформатора или инвертора. Кстати, мы уже писали, как выбрать сварочный инвертор, так что вы можете ознакомиться с этим руководством.
Помимо выбора УЗО в соответствии с его номиналом, вам также необходимо указать тип тока утечки, при котором сработает защита. В зависимости от этого параметра УЗО делятся на три группы:
УЗО отличается от УЗО следующими характеристиками:
Дифференциальный автомат или УЗО?
Согласно надписи на корпусе. На современных устройствах производители обычно указывают название устройства,
- УЗО
- По маркировке: АВДТ — автоматический выключатель дифференциального тока (дифференциальный автомат) ВД — выключатель дифференциальный. (УЗО)
Типы автоматических выключателей, наиболее часто используемые производителями: автоматические выключатели (ACCB). Если перед номинальным током стоят буквы A, B, C (например, C 16A), то это автоматический выключатель. A — самый быстрый, C — самый медленный и самый дешевый. Как правило, автоматические выключатели с характеристикой C используются в бытовых целях. 
- В большинстве случаев подходит следующее решение: Установите УЗО 100 мА после главного выключателя и УЗО 30 мА на отходящих линиях. Установите УЗО 10 мА в отдельной линии, ведущей к влажному помещению, например, ванной комнате. Номинальный ток УЗО не должен быть меньше тока автоматического выключателя, расположенного перед УЗО.
- По схеме, изображенной на корпусе прибора. УЗО имеет лишь дифференциальный трансформатор:
На схеме дифференциального автомата помимо диф. трансформатора указаны обмотки теплового и электромагнитного расцепителя: 
Выбор УЗО
Электромеханические автоматические выключатели подходят для бытового использования, также они дешевле электронных и не требуют внешнего источника питания для работы. В следующем видеоролике автор показывает, как распознать тип УЗО.
УЗО электромеханическое или электронное?
Старые дома, дачи и квартиры не всегда заземлены и поэтому не имеют УЗО. Поэтому для обеспечения безопасности при использовании электроприборов можно использовать адаптер УЗО. Он обычно используется для плит, водонагревателей, стиральных машин — электроприборов с металлическими корпусами и сложными схемами.
Когда применять адаптер с УЗО?
В большинстве случаев достаточно адаптера на 16 А с током отключения 30 мА.
Для простоты, ясности и понятности на схеме показаны 2 линии. Такие схемы часто используются в квартирах в многоэтажных домах. Пусть 1-я линия питает электроплиту, а 2-я — ванную комнату. В целях безопасности для влажной зоны было выбрано УЗО с меньшим дифференциальным током. Эта схема обеспечивает селективное защитное отключение (выборочное), например, при неисправности на кухне (линия 1) срабатывает УЗО 30 мА. Ванная комната (линия 2) остается в рабочем состоянии. То же самое относится и к обратной ситуации. В случае пожара или плавления проводов ток утечки увеличивается. По мере его увеличения отключается сначала линия 2, а затем последовательно линия 1. Когда дифференциальный ток превышает 100 мА, срабатывает сетевой автоматический выключатель и отключает сеть. УЗО 100 мА называется пожарной сигнализацией.
Схема однофазного подключения
Ниже приведен пример подключения 3-фазного УЗО к частному дому. Трехфазное подключение предусмотрено, поскольку предполагается, что в доме имеется трехфазная нагрузка (машины, электрическое отопление, насосы). Допустимая мощность для частных домов составляет 15 кВт, а сила тока ограничена 25 А. Для простоты и ясности я указываю трехфазное подключение и однофазное подключение. Предполагается, что сауна, сарай подключены (схема подключения идентична схеме подключения дома). В качестве входа я использую УЗО 100 мА (противопожарная защита) с временной задержкой. Выдержка времени необходима для селективного отключения зданий, так как каждое здание имеет собственное пожарное УЗО 100 мА без выдержки времени, за которым следуют устройства защиты (10 мА и 30 мА).
Видео о правильном подключении УЗО на примере плоского экрана:
В большинстве случаев подходит следующее решение: Установите УЗО 100 мА после главного выключателя и УЗО 30 мА для отходящих линий. Для отдельной линии во влажном помещении, например, в ванной комнате, установите УЗО 10 мА. Номинальный ток УЗО не должен быть меньше тока автоматического выключателя перед УЗО.
Электромеханические автоматические выключатели подходят для бытового использования, также они дешевле электронных и не требуют внешнего источника питания для работы. В следующем видеоролике автор показывает, как распознать тип УЗО.
Селективность
Эти выключатели УЗО срабатывают через определенный период времени, называемый временем задержки. Они используются при последовательном подключении нескольких устройств. Для защиты отходящих потребительских фидеров устанавливаются устройства без выдержки времени, а на входящей линии используются УЗО типа «G» и «S». Если произошло отключение электроэнергии и отходящее УЗО не сработало, то через определенное время отходящее устройство должно быть отключено.
Для SSC типа «S» задержка устанавливается в диапазоне от 0,15 до 0,5 секунды, для SSC типа «G» — от 0,06 до 0,08 секунды.
В деревянном доме особенно важно обеспечить пожарную безопасность. Поэтому в данном случае необходимо выбрать УЗО, спроектировав двухступенчатую систему дифференциальной защиты. Его основное назначение заключается в том, что функция защиты является общей:
Двухуровневая противопожарная защита
УЗО с определенной степенью противопожарной защиты обеспечивает отключение в случае высокого тока утечки, способствующего развитию пожара,
- Обычные устройства предотвращают поражение человека электрическим током при низких уровнях утечки.
- Поскольку огнестойкое УЗО имеет высокий ток утечки, оно само по себе не защитит человека. Поэтому его всегда устанавливают вместе с реле, имеющим меньший ток утечки.
Независимо от номинального рабочего тока и количества полюсов, которые имеет противопожарное устройство, параметр тока утечки такого устройства составляет 100 мА и 300 мА, в остальном оно не отличается от обычного устройства.
Система подключения подключается последовательно, противопожарное устройство размещается ближе к источнику питания (на входе), а в отходящих ветвях защищаемой линии размещается универсальная проводка.
На видео вы можете увидеть визуальное представление устройства противопожарной защиты:
Пример: входящее УЗО выбирается с параметрами 63 A (номинальный рабочий ток) и 300 мА (ток утечки), остальные устройства — 40 A и 30 мА для розеточной группы, 25 A и 10 мА для ванной комнаты и 16 A и 10 мА для группы освещения.
В квартире также рекомендуется использовать противопожарные устройства. Часто группа освещения не защищена от токов утечки. Однако, с небольшой вероятностью, высокие токи утечки могут возникнуть и в этой ветви, и если такое УЗО установлено на входе, оно представляет собой своего рода защитную сетку.
Для наглядности попробуем рассчитать, какой автоматический выключатель следует выбрать для конкретной ветви защищаемой бытовой установки.
Выполнение расчётов
На практике не всегда возможно точно рассчитать общий ток утечки. По этой причине он определяется приблизительно по следующей методике: ток утечки 0,4 мА на 1 А потребляемой нагрузки. Также основывайтесь на длине внешнего проводника — 10 мА на 1 м.
Предположим, что в зависимости от мощности электроплиты (3 кВт) необходимо выбрать правильный автоматический выключатель. Сначала рассчитайте его нагрузку: 3000 Вт / 220 В = 13,64 А. Ток утечки для плиты: 13,64 A x 0,4 мА = 5,46 мА. Аналогично рассчитайте для проложенного кабеля, например, 10 м: 10 мА x 10 м = 100 мА = 0,1 мА. Сумма токов утечки составляет: 5,46 мА + 0,1 мА = 5,56 мА.
Результирующая сумма токов утечки не должна превышать 33 % от дифференциального номинального тока УЗО. А затем расчет из уроков математики в школе, используя рудиментарную аналогию, получаем: 5,56 мА х 100% / 33% = 16,85 мА.
Существует специальная таблица со стандартными значениями номинальных токов утечки, на основании которой для плиты подходит устройство на 25 мА.
Теперь вы знаете, как выбрать автоматический выключатель утечки на землю для вашей квартиры или дома, и можете самостоятельно определить расчетный суммарный остаточный ток. Если у вас есть сомнения в своих знаниях и навыках, то для выполнения работ следует нанять профессионального электрика. Помните, что автоматический выключатель утечки на землю гарантирует вашу безопасность.
