УЗО также классифицируются по типу установки (стационарные или переносные), по уровню защиты от внешних факторов (защищенные или незащищенные) и по методу монтажа (поверхностный, скрытый или установка на панели и в распределительном щите).
Как правильно выбрать УЗО по мощности
Среди множества защитных устройств, которые устанавливают в распределительных панелях, УЗО играют ключевую роль. В то время как другие устройства предохраняют кабели и оборудование от повреждений, УЗО защищают людей от поражений электрическим током.
Перед выбором УЗО важно подготовить электрическую схему устройства. Это необходимо, так как параметры дифференциальной защиты и количество этих устройств определяются после проектирования электрической системы и распределения нагрузок по группам.
Назначение УЗО: кому и для чего оно необходимо
Электрическое напряжение представляет собой серьезный источник угрозы, и контакт с его активными элементами может привести к тяжелым травмам. Если произошло соприкосновение человека с электричеством, крайне важно сразу отключить подачу энергии. Для этой цели применяются устройства защитного отключения (УЗО) или автоматические выключатели.
Земляное заземление служит дополнительной мерой для защиты от поражения электрическим током. Металлические корпуса электрических приборов подключаются к системе заземления или нулевой точке трансформатора, который находится в состоянии заземления. В случае нарушения изоляции электрический ток начинается двигаться по цепи: проводник — разрыв — изоляция — изоляция — земля.
Если ток утечки превышает установленное значение автоматического выключателя, он моментально отключится. Однако если повреждения невелики, ток продолжит поступать до тех пор, пока изоляция не будет повреждена или не сгорит. Чтобы избежать таких ситуаций, второстепенной функцией УЗО является отключение устройства, у которого наблюдается поврежденная изоляция.
Принцип работы УЗО
Работа УЗО основана на первом законе Кирхгофа — равенстве токов в проводниках, входящих и выходящих из устройства. Нарушение этого равенства может произойти лишь в одном случае — при возникновении утечек тока из-за контакта человека с токоведущими частями или при наличии дефектной изоляции.
Устройство включает трансформатор тока, первичная обмотка которого пропускает ток подключенных к сети приборов, а вторичная обмотка соединяется с исполнительным механизмом либо напрямую, либо через промежуточный усилитель.
При корректной работе устройства ток в первичных обмотках остается одинаковым, а результирующее электромагнитное поле компенсирует друг друга, что приводит к отсутствию напряжения во вторичной обмотке.
Когда возникает утечка тока, баланс нарушается, что приводит к протеканию тока во вторичной обмотке и срабатыванию защитного устройства.
| Информация. Время отключения УЗО не должно превышать 25-40 мс. |
При подаче трехфазного напряжения 380 В в жилое помещение необходимо использовать трехфазные устройства защиты (УЗО) наряду с однофазными, которые занимают 4 стандартные единицы. Подключение производится согласно маркировке L1, L2, L3 – для внешних проводников, а N – для нулевого проводника.
ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА АВТОМАТОВ ПО ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОМУ ТОКУ УТЕЧКИ УЗО
Ключевым параметром, который определяет выбор количества автоматических выключателей, является утечка тока.
Согласно Правилам Устройства Электроустановок (ПУЭ) 7, безопасное для человеческого организма значение составляет 30 мА. Следовательно, ВДУ должен быть спроектирован с учетом этого параметра. Смотрите также пункт SE 7.1.79:
В распределительном щите устройство защиты от короткого замыкания (УЗО) для групповой линии должно быть настроено на ток не более 30 мА. Однако допускается присоединять к нему несколько групповых переключателей.
Подключение множества УЗО к этому устройству усложняется тем, что даже в абсолютно исправной системе электропитания могут возникать утечки тока, которые складываются при одновременном подключении нескольких групп. Это может привести к тому, что общая сумма утечек от всех подключенных нагрузок сработает УЗО.
Принимаются два метода для определения уровня групповой утечки:
1. Измерение фактического значения (с использованием миллиамперметра или переменного резистора).
2. Теоретический расчет величины утечки (по ПУЭ 7 принимается 0,4 мА на 1 А нагрузки и 10 мА на 1 м длины линии).
Согласно ПУЭ 7.1.83:
В процессе проектирования часто требуется провести расчет, который, хотя и не является более точным, чем измерения, помогает определить необходимое количество предохранителей УЗО. Приведем пример такого вычисления:
Предположим, вы планируете подключить к УЗО три автоматических выключателя на 16 ампер каждый, при этом не имея информации о том, какие устройства будут подключены к этим линиям в будущем. Для расчета необходимо учесть максимально возможный ток для каждой группы:
Умножьте полученную нагрузку на 0,4 мА:
Далее рассчитайте сечение кабеля, который будет использован для проводки, согласно вашему проекту квартиры или дома для всех ответвлений. Например, если длина составит 200 метров, умножьте на 10 мА:
200 м x 10 мкА = 2 000 мА = 2 мА.
Сложите все значения, чтобы получить общую утечку для трех групп выводов:
Как видно, рассчитанный дифференциальный ток ниже предела срабатывания в 30 мА, что свидетельствует о безопасности реализации такой схемы. Будет полезно также установить дополнительный автоматический выключатель, хотя это только теоретическая рекомендация. Кроме того, в пункте 7.1.83 ПУЭ указано, что максимальный ток утечки для сети не может превышать номинальный ток утечки УЗО более чем на одну треть (1/3), что соответствует значению 10 мА.
Следуя этому принципу, даже пара автоматических выключателей на 16 А, которые часто используются в бытовых электроустановках, не должны подключаться к одному и тому же УЗО. Согласно расчетам, максимально допустимая нагрузка не должна превышать 22-25 А, например, для двух групп освещения (по 10 А на каждое защитное устройство).
Таким образом, следуя формуле PUE, люди на свой страх и риск игнорируют некоторые ее аспекты. К примеру, они применяют коэффициент спроса для электрооборудования, не принимая во внимание мощность автоматических выключателей, но вычисляют результаты потребления для каждой группы устройств.
Основной мыслью является то, что вряд ли все приборы в доме будут использоваться одновременно, особенно это касается отдельных устройств. Поэтому фактическое потребление тока оказывается ниже 16А. Средний коэффициент плоского спроса колеблется от 0,5 до 0,8. Если взять минимальное значение 0,5, то полученная нагрузка составит 24 А вместо 48 А, что предполагает наличие трех устройств по 16 А каждый, которые без проблем проходят через все расчеты. Также может использован общий номинальный ток этих групп, а не индивидуальные значения соответствующих автоматических выключателей.
ВЫБОР КОЛИЧЕСТВА АВТОМАТОВ ПО НОМИНАЛЬНОМУ ТОКУ УЗО
Второй важной характеристикой, которую следует принимать во внимание при определении числа подключаемых выключателей, является их номинальный ток.
Как было упомянуто ранее, эта характеристика демонстрирует, какой ток устройство может передавать безопасно. При превышении этого значения УЗО может выйти из строя. Поэтому номинал УЗО должен быть выше, чем у автоматического выключателя. В случае подключения нескольких автоматических выключателей, их токи складываются.
К примеру, если два автоматических выключателя имеют номинал 16 А (в сумме 32 А), они соединяются с автоматическим выключателем, который предназначен для работы с током свыше 40 А.
На сегодняшний день существует множество моделей дифференциальных автоматических выключателей с номиналом 63 А или 100 А. Учитывайте это при выборе устройства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
При соблюдении всех норм и правил необходимо учитывать, что несколько выключателей не должны быть подключены через одно устройство защитного отключения (УЗО). Это связано с тем, что в сети всегда присутствуют токи утечки. Согласно теоретическим расчетам, изложенным в Правилах устройства электроустановок (ПУЭ), максимальный допустимый суммарный номинал выключателей не должен превышать 25 А.
Для обеспечения надежной работы дифференциальных автоматических выключателей рекомендуется использовать устройства с более высоким номиналом, чем сумма всех подключенных выключателей. Следует отметить, что такие устройства могут стоить дороже, в результате чего экономическая эффективность от применения одного УЗО снижается.
Если у вас возникло желание подключить несколько предохранителей к одному УЗО, важно помнить, что
— При превышении потерь в группе над пределом срабатывания УЗО, в периоды максимального потребления электричества могут возникать временные отключения данной группы. Это не представляет угрозы для здоровья, но может вызвать определённые неудобства и раздражение. Устройство защищает при увеличении нагрузки, например, когда запускаются обогреватели в морозные дни. Таким образом, со временем может возникнуть необходимость в изменениях схем подключения, установке дополнительных экранов, что сделает экономию электроэнергии затруднительной.
Если суммарный ток в подключенных группах выключателей превысит допустимое значение, предохранительный автомат может выйти из строя незаметно для вас, что создаст риск возникновения аварийной ситуации — этого следует избегать!
Часто имеет смысл установить дифференциальный автомат для группы розеток и освещения в жилом помещении. Приборы, которые потребляют электроэнергию, такие как водонагреватели, стиральные машины, кухонные устройства и плиты, требуют защиты с помощью отдельных устройств защитного отключения (УЗО).
Если суммарный ток в подключаемых группах превышает предельно допустимое значение, выключатель может сработать без вашего ведома, что приведет к потенциальной аварийной ситуации — этого следует избегать!
Как выбрать правильно
Для выбора УЗО для квартиры, загородного дома или коттеджа необходимо сначала определить, какого уровня безопасности вы стремитесь достичь.
Необходимо учитывать тип проводки. В случае если проводка устарела, нет основания для установки устройства защитного отключения: почти гарантированно возникнут токи утечки. Если вы выберете и установите устройство защитного отключения с порогом 30 мА, оно будет срабатывать слишком часто.
Если выбрать устройство с более высоким порогом отключения, его применение не будет целесообразным.
Также важно отметить, что не все модели устройств защитного отключения (УЗО) подходят для эксплуатации с алюминиевыми кабелями, которые до недавнего времени применялись в советских квартирах.
Руководство по выбору
Следуйте нижеприведенным пошаговым рекомендациям при выборе УЗО с необходимым номиналом. Для этого нужно:
- Убедиться, что состояние проводки позволяет применять УЗО,
- Определить количество групп потребителей, нуждающихся в защите от УЗО,
- Выявить необходимое число уровней защиты.
Расчет и монтаж этих устройств следует осуществлять параллельно с проектированием и установкой всей электрической системы. Устройства защиты от короткого замыкания (УЗО) всегда «сочетаются» с автоматическими выключателями.
Существует общее правило. УЗО должно иметь номинал на одну ступень выше, чем ток автоматического выключателя. Это значит, что если автомат рассчитан на 20 А, то УЗО должно быть на 40 А и подбираться в соответствии с этим требованием.
Номинальный и дифференциальный токи
В технических спецификациях данного устройства часто указаны значения вроде: 25/10 мА, 40/30 мА и так далее. Эти цифры обозначают номинальный и дифференциальный токи, при которых устройство функционирует. Номинальный ток, выраженный в амперах (A), представляет собой максимальное количество токов, которые могут проходить через устройство без ограничения времени в нормальном режиме эксплуатации.
В качестве примера можно привести ситуацию, когда группа нагрузок, состоящая из розеток и освещения в комнате, подключена через отдельный автоматический выключатель на 16 ампер. Этот предохранитель сконструирован так, чтобы обеспечивать надежную работу при номинальной нагрузке до 1,13 А в течение неопределённого времени и до 1,45 А на протяжении одного часа.
Однако это правило не распространяется на защитные устройства. Таким образом, если к розеткам на протяжении нескольких часов будет подключено несколько мощных потребителей с общим током, например, 17 А, то автоматический выключатель не сработает, однако устройство защиты от короткого замыкания может выйти из строя.
Дифференциальный ток, измеряемый в миллиамперах, представляет собой ток утечки, при достижении которого должно сработать устройство защитного отключения (УЗО). Устройства с пределом дифференциального тока от 10 до 30 мА используются для минимизации риска поражения электрическим током у людей. УЗО с диапазоном 100 мА предназначены для обеспечения противопожарной безопасности.
Предположим, вам требуется защитное устройство для стиральной машины мощностью 2,3 кВт, подключенной через кабель длиной 10 метров. В этом случае можно рассчитать дифференциальный ток утечки следующим образом:
Устройство защитного отключения для квартиры
- Номинальное напряжение устройства составляет 220 В.
- Для типичного жилого помещения выбран однофазный прибор переменного тока.
- Для защиты людей достаточно значения в 30 мА.
- Наиболее чувствительное устройство защитного отключения (УЗО) для квартир составляет 10 мА. Прежде чем выбрать УЗО для вашего помещения, необходимо определить общее количество объектов, которые будут находиться под защитой.
Защита в частном доме имеет свои особенности. Процесс установки устройств включает такие шаги:начинать с входа в систему — устанавливать исполнительное устройство номиналом 100 мА или выше, преимущественно типа S, с номинальным током 63 A.
Устройство защитного отключения для дома
Каждая группа нагрузок должна быть защищена отдельными устройствами УЗО на 30 мА типа A (AC) с номиналами 16/25/32 A. Чтобы правильно рассчитать УЗО для вашего дома, требуется установить параметры для каждого из применяемых устройств — они могут значительно варьироваться как индивидуально, так и группами.
Принцип работы защитных устройств основывается на выявлении различий в токах, которые проходят по отдельным проводам, но исходят из одной и той же жилы. Устройства типа AC реагируют на переменный ток, тогда как устройства типа A чувствительны к выпрямленному импульсному току.
Виды приборов
Существуют типы B, S, G — все они реагируют как на постоянный, так и на переменный ток, применяемый в промышленном секторе, с определённой точкой отсечки.
Это известные на мировом рынке компании, производящие высококачественное электрооборудование. Однако при ограниченном бюджете стоит рассмотреть возможность выбора отечественных производителей, таких как DEK или Austro-UTR.
Процесс выбора устройства очень прост: всего лишь нужно установить количество полюсов, необходимых для вашего устройства. Для однофазных сетей подходят двухполюсные устройства, а для трехфазных — четырехполюсные. К примеру, типичным представителем четырехполюсных устройств является УЗО IEK 30mA AC модели VD1-63 MDV10-4-040-030.
Как правильно выбрать устройство для однофазных и трехфазных сетей?
Этого количества полюсов достаточно для контактора трансформатора или инвертора. Заметьте, что мы ранее обсуждали, как подбирать сварочный инвертор, и вы можете ознакомиться с данной информацией в нашем руководстве.
Кроме того, выбирая УЗО, важно учитывать его номинальные параметры, а также указать тип тока утечки, при котором срабатывает защитный механизм. В зависимости от этого критерия УЗО подразделяются на три основные категории:
УЗО отличается от других устройств своими особенностями:
Дифференциальный автомат или УЗО?
В соответствии с маркировкой на корпусе устройства. На современных технологических изделиях производители, как правило, указывают название самого устройства,
- Устройство защитного отключения (УЗО)
- По маркировке: АВДТ — автоматический выключатель дифференциального тока (также известный как дифференциальный автомат) ВД — дифференциальный выключатель (УЗО).
- Как правило, правильным подходом является установка УЗО с номиналом 100 мА после главного выключателя, а также использование УЗО на 30 мА для отдельных электрических линий. Для влажных помещений, таких как ванная комната, рекомендуется применять УЗО на 10 мА. Важно помнить, что номинальный ток УЗО не должен быть ниже тока автоматического выключателя, который предшествует ему.
- Согласно схеме, представленной на корпусе устройства, УЗО состоит только из дифференциального трансформатора:
В схеме дифференциального автомата, кроме диф. трансформатора, также обозначены обмотки теплового и электромагнитного расцепителя: 
- Стандартные устройства защищают людей от поражения электрическим током при низком уровне утечек.
- Поскольку огнестойкое УЗО имеет высокий порог тока утечки, оно не обеспечивает защиту человека самостоятельно. Поэтому его следует устанавливать совместно с реле, которое имеет меньший предел тока утечки.
| Наиболее распространенные типы автоматических выключателей, используемые производителями: автоматические выключатели (ACCB). | Если перед номинальным током стоят буквы A, B, C (например, C 16A), это указывает на тип автоматического выключателя. A — самый быстрый, C — наиболее медленный и, как правило, наиболее доступный по цене. Автоматические выключатели с характеристикой C чаще всего применяются в бытовых условиях. |
 |
 |
Подбор УЗО
Электромеханические автоматические выключатели идеально подходят для домашнего использования, поскольку они являются более экономичным вариантом по сравнению с электронными и не нуждаются во внешнем источнике питания для функционирования. В данном видео автор демонстрирует, как определить тип устройства защитного отключения (УЗО).
Какой выбрать: электромеханическое или электронное УЗО?
Старые здания, дачи и квартиры зачастую не оборудованы заземлением, что приводит к отсутствию УЗО. Для повышения безопасности при использовании электрических приборов можно применить адаптер УЗО. Такой адаптер обычно используется для подключения плит, водонагревателей и стиральных машин — электрических устройств с металлическими корпусами и сложными электрическими схемами.
Когда применять адаптер с УЗО?
В большинстве ситуаций подходит адаптер на 16 А с отключением током в 30 мА.
Для упрощения восприятия и понимания на схеме изображены две линии. Подобные схемы часто применяются в квартирах, расположенных в многоэтажных зданиях. Пусть первая линия подключена к электроплите, а вторая — к ванной комнате. В целях безопасности в влажной зоне установлено устройство защитного отключения (УЗО) с меньшим дифференциальным током. Данная схема обеспечивает селективное защитное отключение: например, при возникновении неисправности на кухне (первой линии) срабатывает УЗО на 30 мА, в то время как ванная комната (вторая линия) продолжает функционировать. Аналогично, при обратной ситуации сохраняется тот же принцип. В случае возникновения пожара или плавления проводов уровень утечки тока увеличивается. При его росте сначала отключается вторая линия, затем последовательно отключается и первая. Когда дифференциальный ток превышает 100 мА, срабатывает автоматический выключатель сети, который отключает цепь. УЗО на 100 мА называется пожарной сигнализацией.
Схема однофазного подключения
В данном примере рассматривается процесс подключения трехфазного устройства защитного отключения (УЗО) к частному дому. Применение трехфазного подключения обусловлено наличием трехфазной нагрузки в доме, которая может включать такие элементы, как электрооборудование, системы отопления и насосы. Максимально допустимая мощность для частных домов составляет 15 кВт, а предельный ток не должен превышать 25 А. Для большей наглядности я представлю схемы как для трехфазного, так и для однофазного подключения. Предполагается, что такие пристройки, как сауна и сарай, также подключены; схема их подключения аналогична той, что используется для дома. В качестве входного устройства применяется УЗО на 100 мА (для противопожарной безопасности) с функцией временной задержки. Эта задержка необходима для обеспечения селективности отключения в случае аварии, поскольку каждое здание оборудовано своим собственным устройством защитного отключения на 100 мА без временной задержки, за которым следуют защитные устройства на 10 мА и 30 мА.
Видео, демонстрирующее корректное подключение УЗО на примере плоского телевизора:
В большинстве ситуаций рекомендуется следующее решение: установите УЗО с номиналом 100 мА после главного выключателя и УЗО на 30 мА для остальных линий. Для отдельной линии в помещениях с повышенной влажностью, например, в ванной, лучше использовать УЗО на 10 мА. Номинал тока УЗО должен быть равен или превышать ток автоматического выключателя перед ним.
Автоматические выключатели электромеханического типа идеально подходят для бытового применения, поскольку они более доступны по цене по сравнению с электронными аналогами и не требуют внешнего источника питания для функционирования. В приведенном видео автор демонстрирует, как можно определить тип устройства защитного отключения (УЗО).
Селективность
Эти УЗО срабатывают через определенное время, которое называется временем задержки. Они применяются при последовательном подключении нескольких устройств. Для защиты выходящих потребительских фидеров используют устройства без задержки, а на входной линии устанавливаются УЗО типов «G» и «S». Если произошло отключение электроэнергии и выходящее УЗО не отреагировало, то по истечении заданного времени оно должно быть отключено.
Для УЗО типа «S» время задержки устанавливается в пределах от 0,15 до 0,5 секунды, тогда как для УЗО типа «G» этот диапазон составляет от 0,06 до 0,08 секунды.
В деревянных строениях крайне важно обеспечить должный уровень пожарной безопасности. В этой связи необходимо правильно выбрать устройство защитного отключения (УЗО) и спроектировать систему дифференциальной защиты с двумя уровнями. Основная задача такого устройства заключается в предоставлении комплексной защиты:
Двухуровневая система противопожарной защиты
УЗО, обладающее нужным уровнем пожарной безопасности, отключается при возникновении высокого тока утечки, что может привести к возгоранию.
Независимо от номинального рабочего тока и количества полюсов, которые имеют устройства для защиты от поражения электрическим током, параметр тока утечки составляет 100 мА или 300 мА. При этом по своим характеристикам они не отличаются от стандартных устройств.
Система подключения организована последовательно: устройство защиты от поражения электрическим током устанавливается ближе к источнику питания (на входе), а в отходящих ветвях защищаемой линии располагается универсальная проводка.
На данном видео вы сможете увидеть наглядное представление устройства противопожарной защиты:
Пример: входящее устройство защиты выбирается с параметрами 63 A (номинальный рабочий ток) и 300 мА (ток утечки). Остальные устройства подбираются так: 40 A и 30 мА для розеточной группы, 25 A и 10 мА для ванной комнаты, а также 16 A и 10 мА для групп освещения.
В помещениях настоятельно рекомендуется устанавливать устройства для предотвращения пожарной опасности. Часто группы освещения не имеют защиты от токов утечки. Тем не менее, с небольшой вероятностью высокие токи утечки могут возникнуть и в этой цепи. Если на входе установлен соответствующий устройством защитное отключение (УЗО), оно будет выполнять функцию своего рода защитного барьера.
Для лучшего понимания давайте попробуем рассчитать, какой автоматический выключатель следует выбрать для конкретной ветви, которая обслуживает определённые бытовые приборы.
Проведение расчетов
На практике не всегда достигается возможность точно определить общий ток утечки. Поэтому его значение рассчитывается приблизительно по следующей методике: ток утечки составляет 0,4 мА на каждый 1 А потребляемой нагрузки. Также стоит учитывать протяженность внешнего проводника — около 10 мА на каждый метр длины.
Представим, что необходимо выбрать подходящий автоматический выключатель на основе мощности электроплиты (3 кВт). Для начала рассчитаем его нагрузку: 3000 Вт / 220 В = 13,64 А. Ток утечки для плитки составляет: 13,64 A x 0,4 мА = 5,46 мА. Подобным образом следует сделать расчеты для проложенного кабеля, например, длиной 10 м: 10 мA x 10 м = 100 мА = 0,1 мА. Общая сумма токов утечки равняется: 5,46 мА + 0,1 мА = 5,56 мА.
Эта итоговая сумма токов утечки не должна превышать 33% от номинального дифференциального тока устройства защитного отключения (УЗО). Воспользовавшись простыми математическими вычислениями, мы можем определить: 5,56 мА х 100% / 33% = 16,85 мА.
Существует таблица со стандартными значениями номинальных токов утечки, согласно которой для данного типа плиты будет уместно устройство с номиналом 25 мА.
Теперь вы обладаете знаниями о том, как правильно выбрать автоматический выключатель утечки на землю для вашего жилья, и способны самостоятельно рассчитать суммарный остаточный ток. В случае, если у вас возникают сомнения относительно своих знаний и умений, рекомендуется обратиться к квалифицированному электрику для выполнения работ. Учтите, что автоматический выключатель утечки на землю обеспечивает вашу безопасность.
