Peterburg-okna.ru

Ремонт и стройка
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Узо принцип работы и подключение

Назначение УЗО

Основное назначение УЗО является защита людей от поражения электрическим током при неисправности электрооборудования(оказавшиеся под напряжением в результате повреждения изоляции) в результате случайного или неосознанного контакта человека с токоведущими частями.

Также предотвращение пожаров вызванных возгоранием электропроводки при протекании токов утечки.

Принцип работы

УЗО – устройство защитного отключения, срабатывающее в результате возникновения тока утечки. Защита срабатывает после попадания тока на землю или провод заземлителя.

Устройство мгновенно отключает потребителей от источников питания. Порог срабатывания задается настройками, которые определяют минимальный порог (номинал), после которого устройство будет срабатывать.

УЗО однофазное работает по такому же принципу, как и в случае подключения к трехфазным сетям. В случае с тремя фазами, провод заземления уменьшает время срабатывания УЗО. Схема включения УЗО в однофазной сети исключает наличие обязательного заземляющего провода.

Каждая схема подключения УЗО создается исходя из расчета общего количества потребителей. Чем больше потребителей, тем выше размер значения максимального тока. Работа УЗО в однофазной сети определяется разницей входного и выходного тока.

При возникновении разницы устройство срабатывает, и отключает цепь от источника питания. Если возникающий ток будет выше заданной величины максимального порога УЗО, то он сразу же выйдет из строя.

Поэтому такие устройства подбираются строго под определенный размер максимального тока.

Своевременное отключение электрической сети от источника тока позволяет избежать:

  • летальных исходов;
  • перегревов;
  • возгораний;
  • повреждений нормальной работы оборудования.

Устройство УЗО состоит из контактной группы и пружины, которая при достижении заданного номинального значения размыкает цепь. Часто УЗО путают с дифавтоматом.

Основное отличие этих устройств состоит в том, что перед УЗО обязательно должен быть установлен автоматический выключатель.

Задать вопрос автору статьи, оставить комментарий

Добрый день!
Скажите пожалуйста, как мне подключить бойлер в старой «хрущевке» если проблематично сделать заземление, так как его в доме нет. Читал, что можно поставить УЗО.

Здравствуйте, Сергей!
Для обеспечения безопасности эксплуатации при подключении электроприборов в квартире, где нет заземления нужно обязательно устанавливать УЗО. Для исключения ложных срабатываний целесообразно применять переносное УЗО, которое я рекомендовал при подключении стиральной машины.

Визуализация электричества

Наглядно эту силу можно сравнить с объёмом двигающейся воды, тогда как напряжение с разницей уровней. Падающая с большого вертикального расстояния тонкая струя не окажет ощутимого воздействия на человеческое тело, в сравнении с метровой высоты потоком, сбивающим с ног.

Напряжение U создаёт электрический ток, прямо пропорциональный U, а его сила I, согласно закону Ома, обратно пропорциональна сопротивлению R источника питания, питающих проводов и самого проводника, которым является человеческое тело в момент поражения, I=U/R. Поскольку напряжение сети стандартно, её сопротивление очень мало, степень поражающего влияния электричества зависит от сопротивления организма, сухости кожи, наличия обуви.

Измерение утечки вызывающей поражение.
В идеальной двухпроводной системе токи в фазном и нулевом проводе равны: IL= IN. Если где-нибудь в цепи произойдёт контакт провода с землёй через плохую изоляцию, или человеческое тело, то IL= IN+IΔn, где IΔn — ток утечки, вызывающий поражение, или воспламенение кабеля. Соответственно IΔnравен разнице входного и выходного токов: IΔn= IL-IN.

Измерение данной разницы (англ. different) с помощью дифференциального трансформатора дало возможность создать устройство защитного отключения (сокращённо УЗО), которое размыкает цепь, отключая напряжение, если IΔn превышает опасное для здоровья значение, или пожароопасный ток больше 100мА.

Дифференциальный трансформатор тока имеет две первичные обмотки (катушки), включённые разнонаправлено, и вторичную обмотку, которая имеет подключение к исполнительному устройству отключающего механизма. Если в первичных катушках IL= IN, то магнитный поток в тороидальном сердечнике будет взаимно скомпенсированным ФL = ФN, соответственно на вторичной обмотке не будет наводится электродвижущая сила, не будет тока и его воздействия на электромагнитное реле выключателя.

Момент срабатывания устройства

В случае появления утечки IL> IN , что приводит к дисбалансу магнитных потоков, ФL > ФN, а их разница, благодаря электромагнитной индукции, будет воздействовать на вторичную катушку, в ней возникнет ток IΔ>0, отключающий защитный выключатель.

Таким образом, принцип работы УЗО состоит в срабатывания размыкающего механизма (расщепителя) при сопоставлении входных и выходных токов, если превышение их разницы выше установленного значения, которое называют уставкой. В виду того, что существуют потери тока, вызванные электромагнитным излучением, конденсаторным эффектом, статичным разрядом, а также, потому что изоляция не идеальна, уставка принимается выше нулевого значения и зависит от сферы применения устройств защиты.

Данный принцип измерения дифференциального тока справедлив и для трёхфазного напряжения. В данном случае применяются четверо первичных обмоток: три фазные и одна нулевая, и в идеальной системе сумма всех токов равна нулю. При утечке на одном из фазных проводов равновесие нарушается и возникает IΔ, вызывающий срабатывание защиты.

Номинальный отключающий ток (уставка)

Для кабелей электрических линий, согласно ПУЭ, принимается значение потерь 0,01мА на каждый метр провода, и для электроприборов применяется коэффициент 0,4 мА потерь на каждый Ампер нагрузки.

Поэтому для подключения с помощью коротких проводов сравнительно небольшой нагрузки применяют как можно меньшую уставку из ряда унифицированных значений отключающего номинального дифференциального тока IΔn, который указывают на корпусе УЗО: 10; 30; 100; 300;500 мА.

Например, для подключения бойлера, розеток, освещения в ванной, где вероятность поражения велика в виду высокой влажности воздуха и мокрых поверхностей, применяется IΔn=10мА. Также данная уставка подходит для кухни или электрификации подвала, гаража. Для всего дома нужно выбрать устройство защитного отключения с IΔn=30мА, во избежание ложных срабатываний из-за большого количества потребителей при значительной протяжённости сети.

Читать еще:  Принцип работы светодиодной ленты

Для обеспечения пожарной безопасности энергосетей большой протяжённости применяют значения уставки выше 100мА. Для разных групп потребителей возможно параллельное подключение нескольких УЗО с разным дифференциальным током отключения. Также распространена схема последовательного включения УЗО с различной уставкой для обеспечения селективной защиты.

Практическое использование

Чтобы принцип работы УЗО был более понятен, нужно рассмотреть варианты его практического использования. В случае, если используется двухпроводная система питания, если внутренняя схема электроприбора дала сбой и появилось опасное напряжение на его корпусе, при прикосновении к нему или оголённому проводу под напряжением, ток пойдёт через человеческое тело в землю, тем самым нарушая баланс токов в дифференциальном трансформаторе, из за чего возникший IΔ отключит питание.

Пострадавший при этом получит шок из-за краткосрочного действия тока, превышающего уставку, значение которого будет зависеть от суммы сопротивлений кожи, тканей организма, обуви, пола.

Влажность и площадь контакта тоже имеют существенное значение, поэтому травматизм и глубина шока зависят от условий в каждом конкретном случае, но степень поражения не является фатальной ввиду краткосрочности воздействия поражающего фактора, из-за высокого быстродействия УЗО.

При условии использования дополнительного третьего заземляющего проводника РЕ, при пробое изоляции внутри электроприбора, поражения вообще не случится, так как в этот момент при появлении тока утечки тут же сработает УЗО. Без его использования, поражения хоть и не произойдёт ввиду заземления корпуса, но токи утечки опасны своим тепловыделением, которое может привести к дальнейшему разрушению электроприбора и даже спровоцировать его возгорание, приводящее к пожару.

Считается, что при токе большем 100мА в точке пробоя изоляции выделяется достаточно тепла, чтобы нагреть контактирующие материалы до температуры их плавления и возгорания.

Поэтому УЗО, помимо защиты от смертельного электрического шока также с успехом применяется для обеспечения пожарной безопасности сети. Очевидно, что данную функцию выполняют УЗО с любой уставкой, но нужно помнить, что устройства защиты с IΔn>100мА применяются только для предотвращения пожаров при токах утечки в пробоях изоляции.

Важно

При контакте выходного нулевого провода УЗО с землёй, заземлением или входным нулём, будет ложное срабатывание защиты.
Поскольку УЗО не защищает от короткого замыкания и перегрузок по току, его надо устанавливать вместе с защитным автоматом.
Работоспособность УЗО следует периодически проверять с помощью кнопки «Тест».

Принцип работы противопожарного УЗО

Принцип работы как противопожарного, так и обычного УЗО одинаков основан по постоянном сравнении векторов тока, протекающих по фазному и нулевому проводнику.

Рассмотрим подробно данный механизм:

  1. В нормальном режиме электроснабжения, когда векторы тока равны, наводимые магнитные потоки от каждого провода, складываясь в магнитопроводе, уничтожают друг друга.
  2. При образовании утечки ток в рабочем нулевом проводнике уменьшается на ее величину.
  3. Пропорционально утечке изменяется суммарный магнитный поток. Он индуцирует в катушке магнитопровода электродвижущую силу (ЭДС).
  4. Под воздействием ЭДС срабатывает исполнительное реле KL. Оно полностью снимает питание с защищаемой линии.

УЗО общего применения, обладая высоким быстродействием, предназначено для защиты человека от воздействия электрическим током. Противопожарное УЗО имеет повышенную уставку срабатывания на 100 или 300 миллиампер и, соответственно, меньшее быстродействие. Наглядно данное различие продемонстрировано в следующем графике:

Времятоковые характеристики УЗО

Противопожарное УЗО с чувствительностью в 100 — 300 мА предупредит короткое замыкание и не допустит возгорания, обесточив все здание до устранения утечки тока. И такие устройства с грубой отсечкой в первую очередь прикрывают те участки сети, которые не защищены УЗО общего применения.

Разновидности УЗО: как выбрать нужное устройство

Чтобы правильно решить вопрос, как выбрать УЗО, необходимо ознакомиться с его разновидностями. На сегодняшний день они отличаются по шести признакам.

1. По количеству полюсов – существуют двухполюсные и четырехполюсные дифференцированные реле. Здесь все просто – если в ваш дом, квартиру или гараж подведено напряжение 220V, то нужно использовать двухполюсное УЗО. В сети 380V применяется четырехполюсный дифференцированный автомат. Кстати, в четырехполюсном УЗО можно использовать не все полюса – попросту говоря, с таким же успехом его можно применять и в бытовой проводке 220V.

Принцип работы УЗО

2. Ток утечки является немаловажным показателем, на который просто необходимо обращать внимание, подходя к вопросу, как выбрать устройство защитного отключения УЗО. Их разделяют на защищающие автоматы от поражения током (как правило, они реагируют на утечку менее 30mA), защищающие от поражения током и возгорания (их ток утечки равен 30mA) и так называемые противопожарные УЗО (которые срабатывают при токе утечки свыше 30mA). Как видите, все крутится вокруг 30mA – это именно тот ток, который является более или менее безопасным для человека и в то же время позволяет обеспечить бесперебойную работу большинства бытовых электроприборов.

3. Мощность нагрузки. А как же без этого – ведь автомат УЗО просто обязан выдерживать нагрузку от потребителя. По этому признаку они классифицируются на маломощные (с рабочим током до 10А); средней мощности (способные выдерживать нагрузки от 16А до 32А) и мощные (нагрузка на которые может превышать 40А). Следует понимать, что чем мощнее УЗО, тем выше ток утечки, на который он срабатывает.

Читать еще:  Кран для подключения стиральной машины к водопроводу

Устройство УЗО изнутри

4. Скорость срабатывания УЗО. От этого показателя зависит в первую очередь безопасность эксплуатации всей электропроводки. Наиболее быстрыми в работе являются так называемые селективные дифференцированные автоматы – их разделяют на класс S и G. Последние являются более быстродействующими – здесь все дело в схеме самого автомата.

5. Техническое исполнение. Существует два основных типа УЗО – электромеханические и электронные. Разница между ними заключается непосредственно в устройстве и принципе работы. Электромеханические дифавтоматы не нуждаются в питании от сети – даже если пропадет одна из фаз или ноль, он все равно будет работать и реагировать на возникающие утечки. Электронные нуждаются в питании и при исчезновении фазы они перестают нормально функционировать.

6. По типу тока утечки. Здесь вообще все просто – существует дифавтомат или УЗО для постоянного тока и переменного. В бытовой электросети, как правило, используется переменный ток. Маркируются эти изделия следующим образом: АС – срабатывает при переменном токе утечки, А – реагирует и на постоянный, и на переменный ток.

Любой УЗО автомат играет роль быстродействующего выключателя. Принцип действия УЗО заключается в реагировании датчика тока на изменение дифференциального тока, проходящего в проводниках, по которым подается электроэнергия к потребителю, который защищает это защитное устройство. Датчиком тока является дифференциальный трансформатор, намотанный на тороидальный сердечник.

Для выявления порога срабатывания защиты, имеющей некоторое значение тока, используется магнитоэлектрическое реле, обладающее высокой чувствительностью. Релейные конструкции считаются наиболее надежными. Сегодня становятся популярными электронные модели устройств защиты, в которых порог срабатывания определяет электронная схема.

Но простые релейные устройства являются наиболее надежными. Исполнительное устройство приводится в работу посредством реле. В итоге выполняется разрыв цепи питания.

Такой механизм включает в себя две основные части:

  1. Группа контактов, рассчитанная на наибольший ток.
  2. Пружинный привод, способный разорвать цепь питания в случае аварии.

Для проверки работоспособности защиты внутри имеется тестовая цепь, которая имитирует утечку тока. Это способствует срабатыванию защиты и позволяет время от времени контролировать ее работоспособность, не прибегая к помощи квалифицированных специалистов из измерительной лаборатории.

Устройство защитного отключения действует по определенной схеме. Рассмотрим работу системы снабжения электроэнергией при отсутствии утечки тока в нормальном режиме. Рабочий ток протекает по трансформатору и наводит магнитные потоки, которые имеют противоположное направление между собой, и одинаковых по размеру, поэтому защита не срабатывает.

При возникновении малейшей утечки баланс токов первичной обмотки нарушается, вследствие чего возникает ток во вторичной обмотке.

С помощью такого тока пороговый датчик срабатывает, а исполнительное устройство обесточивает контрольную цепь.

1 — Дифференциальный трансформатор
2 — Вторичная обмотка
3 — Блок отключения
4 — Электромагнит
5 — Нагрузка (потребитель)
I — Ток утечки

УЗО автомат изготавливают в пластиковом корпусе, обладающем повышенной устойчивостью к горению. На его задней стенке есть специальный паз и защелка для монтажа на DIN-рейку в распределительном щите. Кроме вышеперечисленных элементов, в корпусе имеется дугогасительная камера, которая способна нейтрализовать электрическую дугу. Для удобства подключения электропроводки применяются специальные крепежные зажимы.

Параметры работы УЗО автомат

Чтобы правильно настроить уставку на срабатывание защиты, необходимо знать об опасности, создаваемой переменным током для здоровья человека. Под действием электрического тока может возникнуть фибрилляция сердечной мышцы, в то время, как удары сердца совпадают с частотой напряжения 50 герц. Такой эффект способен вызвать ток величиной от 100 мА.

В связи с этим обстоятельством уставки срабатывания УЗО настраивают с запасом величиной от 10 до 30 мА. Наименьшие значения применяются в комнатах с высокой опасностью. Уставки с более высокими показателями от 300 миллиампер используются в помещениях для защиты от пожара вследствие неисправностей электрической проводки и кабелей питания.

Во время подбора и расчета параметров защиты необходимо учитывать номинальную величину тока, необходимую чувствительность и число полюсов, согласно фаз сети питания. Необходимо также убедиться в степени термоустойчивости устройства защиты, работоспособности отключения и включения, руководствуясь сетевыми расчетными параметрами.

Величина тока по номиналу для устройства защиты должно превышать величину номинального тока электрического автомата в виде автоматического выключателя. Это даст возможность предостеречь УЗО автомат от неисправностей при коротком замыкании в электрической цепи.

Правильное подключение

Клеммы и контакты на корпусе устройства защиты обозначены соответствующими символами. Маркировка N служит для нулевого проводника, L служит для проводника фазы. Поэтому провода нужно подключать согласно маркировки.

Также, не следует забывать определенное положение выхода и входа. Замена их местами запрещается. Вход расположен вверху устройства защиты. К входу подключается кабель питания, приходящий от вводного автомата. В нижней части устройства защиты находится выход, к которому подключается кабель потребителя нагрузки. В случае ошибочного подключения и путаницы между входом и выходом, могут возникнуть ложные срабатывания УЗО, либо оно совсем не будет функционировать.

Установка УЗО автомат выполняется чаще всего в электрический щит совместно с автоматическими выключателями. В результате, устройства и приборы, подключенные совместно, обеспечат защиту от тока утечки, чрезмерной нагрузки и коротких замыканий. Непосредственно само устройство защитного отключения защищено вводным электрическим автоматом.

Читать еще:  Точечные светильники как подключить

Существуют некоторые особенности подключения УЗО для частного дома или квартиры. В больших частных строениях схема подключения устройств защиты имеет свои отличия от квартирной схемы, и специфические особенности. В этом случае подключение приборов выполняется в следующем порядке: автомат ввода – счетчик электроэнергии – УЗО с селективным действием на 100-300 миллиампер – автоматы для отдельных видов нагрузки – УЗО на ток 10-30 миллиампер на отдельные группы нагрузки.

Для квартир с применением однофазной бытовой сети, порядок подключения УЗО имеет свою последовательность: автомат ввода – счетчик расхода электрической энергии – непосредственно устройство защиты с током утечки 30 миллиампер – общая электрическая питающая сеть. Для мощных потребителей нагрузки целесообразно применять отдельные линии кабелей с подключением собственных устройств защиты.

Какое необходимо количество

Разобраться самостоятельно, какое необходимо число устройств защитного отключения, довольно трудно. Если вы решили применить такое устройство в собственном жилом помещении, то лучше всего для такого дела вызвать квалифицированного специалиста.

Грубо можно посчитать следующим образом. Если в вашем владении небольшая однокомнатная квартира, то вполне должно хватить одного устройства защиты. А если ваша квартира большая, состоящая из трех или четырех комнат, то целесообразно будет подключить пять устройств защитного отключения.

Еще следует добавить по одному устройству на:
  • Бойлерный нагреватель (при наличии).
  • Варочную панель электрической плиты.
  • Освещение в целом.

Плюс ко всему, необходимо добавить еще одно устройство защиты на общий вход в распределительном щите. Это входное устройство подключается с условием, что оно будет срабатывать на ток утечки величиной 300 миллиампер.

Перед подключением УЗО, необходимо все взвесить и проанализировать целесообразность его установки. Если в квартире или доме электропроводка старая, то УЗО автомат будет без всякой причины постоянно срабатывать и обесточивать сеть, так как качество старой изоляции низкое. Это будет особенно проявляться при большой нагруженности сети.

В таких случаях целесообразно применять специальные розетки, в которых уже встроены миниатюрные УЗО. Их устанавливают чаще всего в местах с предполагаемой утечкой тока.

Во время ремонтных работ в квартире, при замене электрической проводки с простой схемой целесообразно подключить только дифференциальный автомат. Если в вашем доме сложная разветвленная сеть, то рекомендуется использовать несколько отдельных УЗО с автоматами на отдельные группы потребителей. Если отдельная сеть малой мощности потребления, то можно обойтись без дифавтомата, установив только одно УЗО.

В современных квартирах все больше становится бытовых электрических устройств. Вследствие этого возрастает вероятность тока утечки, который часто становится причиной несчастных случаев поражения человека током. Непосредственно ток утечки имеет незначительную величину, и вряд ли сможет привести к смерти человека, однако он доставляет немало неприятностей для его здоровья. Поэтому нельзя пренебрегать установкой УЗО в своей квартире или доме.

Устройство защитного отключения или УЗО представляет собой компактный коммутационный прибор, который выполняет автоматическое отсоединение электрической цепи при появлении токов утечки, проходящих по непредназначенным для этого открытым проводящим путям или токоведущим частям электроприборов, металлическим трубам водоснабжения или отопления.

Сегодня на рынке электропитания появились модели УЗО в виде розеток и специальных переходников. Но в нашей статье пойдет речь именно о модульных типах, которые монтируются в распределительные электрощиты.

В любой электросистеме УЗО выполняет важную функцию – защищает пользователя от опасного для его жизни поражения электрическим током при пробое изоляции проводки или неисправности бытовых приборов, например, холодильника, бойлера, стиральной или посудомоечной машин.

Некоторые пользователи ошибочно полагают, что УЗО способно защитить электросеть от короткого замыкания, когда при пробое изоляции кабеля фазный ток начинает течь на землю или напрямую на ноль этого же провода. Однако от этого может защитить автоматический выключатель. УЗО же срабатывает:

  • на утечку через человека (прикосновение к токопроводящему корпусу, на который попала фаза, но нет заземления);
  • на утечку фазы через воду/влагу (пробитый ТЭН стиральной машины);
  • на утечку тока на землю, не связанную с жилой PE, этого же провода (пробитый в бетонной стене провод, и ток утекает через арматуру всей конструкции дома).

Токи утечки, при которых срабатывает УЗО настолько малы, что при их протекании проводка никак не будет греться и не сможет загореться.

Нормативное регулирование установки УЗО регламентируется следующими документами:

  • Правила устройства электроустановок (ПУЭ);
  • Свод правил СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»;
  • ГОСТ IEC 61009-1-2014 «Выключатели автоматические, срабатывающие от остаточного тока, со встроенной защитой от тока перегрузки, бытовые и аналогичного назначения»;
  • ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков».

Видео-инструкции

К Вашему вниманию видео инструкция по подключению двухполюсного УЗО к электропроводке в доме:

А на этом видео уроке показывается, как подключить четырехполюсное устройство защитного отключения без нуля:

Это и все, что хотелось рассказать Вам по поводу данного вопроса. Надеемся, что теперь Вы знаете, как правильно выполнить подключение УЗО в однофазной сети и трехфазной!

Полезное к прочтению:

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector