Разумеется, даже если произойдет нарушение изоляции в электрической системе, цепь соединения может замкнуться без участия человека. Однако в подобных случаях устройство защитного отключения (УЗО) активируется, что обеспечивает защиту цепи соединения от возможных опасных последствий, таких как нагрев или пожар. Символ ‘T’, изображенный на устройстве, указывает на кнопку, которая активирует тестовую схему. Чтобы произвести тестирование защитного устройства, необходимо нажать эту кнопку.
Принцип действия, устройство и установка УЗО
Что подразумевают под термином «ток утечки»? Как можно защитить себя от токов утечки? Устройство разности токов, чаще называемое УЗО, предназначено для обнаружения разности токов и размыкания электрической цепи. Иными словами, установка УЗО может значительно повысить безопасность вашего дома, защищая его от возможного возникновения пожара и спасая жизнь. Давайте разберемся подробнее, как устроены и функционируют устройства защитного отключения.
Токи утечки образуются, когда изоляция проводки устройства, к примеру, утюга, подвергается повреждениям в результате износа или внешних воздействий. В таком случае ток начинает просачиваться через дефекты, создавая потенциально опасное напряжение на корпусе устройства. При прикосновении к включенному утюгу человек может получить удар током, замыкая цепь. Это часто приводит к серьезным и иногда смертельным последствиям. Кроме того, если электропитание отключается, это может создать условия для перегрева и возгорания проводов. Заземление может служить защитой от этих угроз. Однако среди практических случаев встречается, что заземляющий контур расположен слишком близко к дому, имеет плохую изоляцию или особенно в условиях высокой влажности может пропускать ток через металлические части строения. Это часто наблюдается в частных домах с некачественным заземлением. Таким образом, в помещениях с повышенной влажностью, такими как ванные комнаты и кухни, установка УЗО становится обязательной мерой.
Конструкция УЗО
Устройства защитного отключения (УЗО) могут быть классифицированы на две основные группы, исходя из их принципа действия.
Электромеханические УЗО не нуждаются во внешнем источнике питания и состоят из ряда компонентов: трансформатора тока с двумя обмотками, магнитоэлектрического элемента и прецизионного поляризационного реле. Трансформатор — это сердцевина всего устройства. Для однофазного УЗО первичная обмотка состоит из двух проводников: одного фазного и одного нейтрального. В трехфазном устройстве первичная обмотка включает в себя четыре проводника (три фазных и один нейтральный). Вторичная обмотка — это провод, соединяющийся с реле, которое отвечает за отключение электрической цепи.
В отличие от них, электронные УЗО нуждаются в отдельном источнике питания. Эти устройства имеют схожую структуру с электрическими аппаратами, но вместо магнитных элементов здесь применяются различные электронные компоненты. К таким элементам относятся компараторы, выпрямители и усилители сигналов, которые способны проводить сравнение токов. Поляризационное реле в таких устройствах заменено на обыкновенное реле.
Особенности устройства
Что делает УЗО эффективным устройством для защиты от остаточных токов? В сравнении с автоматическими выключателями, УЗО отличаются своей высокой чувствительностью к дифференциальным токам; тогда как автоматические выключатели в основном реагируют на перегрузки и короткие замыкания.
Воздействие токов в диапазоне 3-5 мА может вызвать ярко выраженную боль. Токи до 30 мА классифицируются как токи без размыкания, в том случае, если человек не в состоянии самостоятельно убрать руки от источника электричества. Токи, превышающие 30-100 мА, могут быть смертельными, так как приводят к фибрилляции сердца (состоянию, когда сердцебиение происходит слишком быстро и неэффективно). УЗО позволяет остановить подачу тока до того момента, как он достигает уровня, угрожающего жизни человека.
Эта схема также показывает, что автоматический выключатель на главном щите неактивен в системе TN-C. В случаях, когда группе потребителей необходимы отдельные автоматические выключатели, их следует устанавливать сразу за соответствующим защитным устройством, выделяя последнего на схеме желтым цветом.
Устройство защитного отключения (УЗО) – описание
Многие люди имеют представление о устройствах УЗО, но лишь немногие знают, что это такое на самом деле, в чем их предназначение и необходимость в электрических системах.
Чтобы в полной мере осознать, что такое УЗО в контексте электротехнической отрасли, а также понять его функции, конструкцию и принципы работы, необходимо иметь соответствующие знания в области электротехники и желательно наличие специального образования. Тем не менее, основные принципы работы и общее описание этих устройств могут понять даже люди без профессиональной подготовки.
Поскольку в жилищах и квартирах на протяжении длительного времени УЗО не использовались, многие владельцы домов и квартир не знают о необходимости их установки и перспективах применения.
В терминологии электротехников УЗО представляет собой механизм, который автоматически размыкает электрическую цепь в случае превышения токовой разности заданного уровня, возникающего в определенных условиях.
На рынке уже давно появились различные модели УЗО, многие специалисты прекрасно осведомлены о принципах их работы и активно применяют данные устройства при проведении электромонтажных работ. Однако многие электрики, домовладельцы и лица, занимающиеся установкой электрических систем, не в полной мере осознают преимущества применения УЗО и нередко игнорируют этот высокоэффективный инструмент безопасности.
УЗО обеспечивает полную защиту пользователей в случае нарушения изоляции, случайного соприкосновения с токоведущими частями незащищённого электромеханического оборудования, а также защищает имущество от опасного теплового воздействия электротока.
Наиболее распространенные случаи поражения электрическим током в домашних условиях наблюдаются на кухне и в ванной комнате, где располагается множество электроприборов, имеются металлические заземляющие конструкции, такие как трубы для газа и водоемов, а также преобладает высокая влажность и ограниченность пространства.
Что подразумевает термин «утечка тока»? Это описание тока, который проходит через электроустановку или устройство, подключенное к электрической сети. При утечке тока устройство активирует УЗО, и если ток проходит через проводку или устройство, УЗО срабатывает, и сеть отключается.
Обратите внимание, что токи утечки, как правило, имеют небольшие значения, из-за чего обычные автоматические выключатели не реагируют на них, так как их задача заключается в защите от коротких замыканий и перегрузок. УЗО в этом случае предоставляет жизненно важную защиту от возгорания, вызываемого перегревом изоляции, и от электрического удара, который может угрожать жизни человека.
Каждый человек хотя бы раз в своей жизни сталкивался с воздействием электрического тока в домах с напряжением 220 вольт. Степень этого тока может достигать 4-5 миллиампер, но риск возникновения тяжелых последствий для здоровья и жизни значительно увеличивается при воздействии тока более высокой силы.
Чтобы получить удар током, не обязательно касаться розетки или других открытых участков электрической сети. Достаточно лишь прикоснуться к таким электроприборам, как стиральная машина, холодильник или утюг, что может стать причиной удара током. Однако, почему это происходит?
Ответ на этот вопрос довольно прост — когда электрическая техника испытывает повреждения изоляции проводов, проходящих электричество, ток начинает просачиваться через корпус устройства. Это, фактически, создает состояние, при котором корпус устройства оказывается под напряжением, что симптоматично похоже на прикосновение к оголенному проводнику.
Такое взаимодействие с устройством может создать замкнутую электрическую цепь, в результате чего набирается опасный уровень тока, который может поразить человека, если устройство не заземлено.
К сожалению, во многих случаях в домах и квартирах отсутствует надлежащее заземление, так как система электропроводки не предоставляет таких возможностей. Даже наличие защитного устройства, размещенного на столе, не гарантирует защиту от таких инцидентов.
Принцип работы УЗО (УЗО-Д)
Основная работа устройства УЗО основывается на способности обнаруживать токи утечки и активировать защитные механизмы при их возникновении. Ток утечки определяется как разность между током, выходящим из устройства (через фазу), и током, возвращающимся обратно (через нейтраль).
При отсутствии каких-либо отклонений в работе сети уровень силы тока остается стабильным и меняет лишь свое направление. Однако если происходит утечка, например, когда человек касается поврежденного провода, часть тока проходит через его тело, уходя в землю или другую цепь. В результате ток, возвращающийся через нейтраль обратно в устройство УЗО, становится меньше, чем исходящий ток.
Аналогичная ситуация наблюдается и при нарушении изоляции оборудования, когда ток начинает поступать на тело человека или другие электрические компоненты. При контакте с ними создается дополнительная цепь на землю, вследствие чего часть тока вновь уходит, нарушая электрический баланс (аналогичная ситуация показана на схеме).
Разница между входным и выходным токами определяется с помощью трансформатора с кольцевым сердечником. Провода фазы и нуля проходят через его внутреннюю частичную обмотку, тем самым выполняя функцию первичной обмотки. Вторичная обмотка подключена к механизму, который отвечает за размыкание электрических контактов.
Даже в тех случаях, когда нарушается изоляция и происходит замыкание цепи соединения без вмешательства оператора или человек, УЗО моментально срабатывает, отключая питательную цепь и защищая её от возможных неблагоприятных последствий, например, перегрева или возгорания. Символ ‘T’, как указано на рисунке, сигнализирует о кнопке, активирующей тестовую схему. Для тестирования защитного устройства нужно нажать на кнопку.
Тот же принцип контролируется в устройствах для трехфазной защиты, но здесь необходимо учитывать, что дифференциальные токи во вторичной обмотке могут возникать не только из-за утечек, но и от несоответствия фаз (неравномерного распределения нагрузки между фазами), что требует особого проектирования дополнительных цепей для предотвращения ложных срабатываний из-за дисбаланса.
Что такое УЗО в электрике и как его правильно подключить
УЗО, также называемое дифференциальными выключателями, зарекомендовали себя как высокоэффективные устройства защиты, широко используемые в домашних условиях. В настоящее время в Западной Европе насчитываются сотни миллионов различных типов этих устройств.
Но что же такое электрическое УЗО? Это современное, высокоэффективное устройство, используемое в множестве электрических цепей, и не имеет аналогов в своей способности защищать людей от поражений электрическим током.
Данное устройство обеспечивает защиту электросистем от возгорания, возникающего в результате токов утечки.
Терминология, используемая для обозначения УЗО в литературе, более точно отражает функции этого устройства, а его название говорит само за себя. УЗО — это устройство, которое отключает питание для повышения безопасности. Но кого и что оно защищает?
Основной функцией автоматического выключателя является защита электрической проводки, тогда как УЗО обеспечивает защиту пользователей от опасности электрического тока. Оно гарантирует отключение электричества в случае утечки тока на землю.
Что делает УЗО?
УЗО постоянно сравнивает электрический ток, проходящий к устройству и выходящий из него (через нейтраль), тем самым выявляя утечки в сети по разнице между входным и выходным токами.
Если разница токов достигает уровня, представляющего опасность для жизни (обычно это 30 мА), автоматический выключатель срабатывает и отключает питание. Таким образом, токи утечки, проходящие через поврежденную изоляцию или тело человека, не могут доставить вреда, поскольку УЗО имеет очень малое время срабатывания.
Когда УЗО полезно?
УЗО особенно полезно при повреждении изоляции кабелей внутри электроприборов. К примеру, если в стиральной машине разрушается изоляция на фазных проводах, ток начинает просачиваться на корпус.
Автоматический защитный выключатель быстро реагирует и отключает ток, поскольку ток, проходящий через корпус, не возвращается обратно к автомату. Он уходит «по земле» в обход защитного устройства, создавая разницу токов между входом и выходом.
Существует множество ситуаций, когда недостаточно аккуратное обращение с электросистемой приводит к случайным ударам током. Классическим примером является ситуация, когда человек случайно контактирует с оголенными проводами, проникая через них, например, в радиатор, получая электрический толчок, который может вызвать остановку сердца или привести к другим катастрофическим последствиям.
Однако автоматический защитный выключатель мгновенно чувствует, что через человека проходит часть тока, и тут же реагирует, отключая питание. Человек, безусловно, получит удар током, но без серьезных последствий.
Когда УЗО бесполезно?
К сожалению, УЗО не способно различать людей и лампы. Если ток утечек отсутствует, то устройство функционирует как обычно. Почему же так много людей считают, что УЗО незначительно повышает безопасность?
Потому что подавляющее большинство случаев поражения электрическим током так или иначе связано с утечками тока, которые обнаруживаются УЗО. Это означает, что в случае возникновения потенциально смертельной ситуации устройство, как правило, срабатывает и предотвращает серьезные последствия.
Сколько у вас УЗО?
Определить точное количество необходимых устройств УЗО может лишь квалифицированный специалист, который проводит соответствующие расчеты. Например, в квартире с одной спальней может оказаться достаточно устройства УЗО с током утечки в 30 мА.
