Принцип действия и сферы применения
Основной элемент устройства, проверяющий наличие тока утечки – дифференциальный трансформатор. Он измеряет величину тока на входе и выходе электрической разводки. Если они отличаются друг от друга, происходит отключение электросети. Для этого в конструкции присутствует электромагнитное реле. Для правильного выбора на корпусе модели указывают значения номинального тока, напряжения, частоты и дифференциального тока утечки.
Когда и где применяется УЗО:
- жилые, общественные, производственные здания;
- однофазные или трехфазные сети 220В и 380В;
- обязательно наличие в системах заземления TN-C-S или TN-S;
- в сетях для обеспечения быстрого отключения в течение 0,1-0,2 сек;
- совместно с автоматами выключения при высокой токовой нагрузке.
Устройство нельзя интегрировать в схемы, не допускающие перерыва в электроснабжении. В таких случаях применяются другие методы защиты людей от поражения электрическим током.
Что должно быть в щитке
Есть несколько вариантов компоновки щитка — это касается места установки вводного автомата и счетчика. В частном доме могут счетчик поставить на столбе, а автомат — на фасаде дома, почти под крышей.
Электрощит
В некоторых многоквартирных домах счетчики стоят в боксах на лестничных клетках. В этом случае шкаф нужен только под УЗО и автоматы. В других случаях он стоит в квартире. При модернизации электросети, шкаф придется приобретать с расчетом, чтобы туда поместился и счетчик тоже или покупать отдельный бокс под счетчик с вводным автоматом.
Схема электросети для небольшого дома или квартиры
При составлении схемы электропитания очень важна безопасность. В первую очередь она обеспечивается для людей: при помощи УЗО — устройства защитного отключения, которое устанавливается сразу после счетчика. Это устройство срабатывает, если ток утечки превышает пороговое значение (произошло замыкание на «землю» или кто-то сунул пальцы в розетку). Это устройство разрывает цепь, минимизируя возможность поражения электротоком. От УЗО фаза поступает на входы автоматов, которые тоже срабатывают при превышении нагрузки или при коротком замыкании в цепи, но уже каждый на своем участке.
Во вторую очередь необходимо обеспечить нормальную работу бытовой техники и электроприборов. Современная сложная техника управляется микропроцессорами. Им для нормальной работы требуется стабильное питание. Понаблюдав некоторое время за напряжением в нашей сети, его стабильным не назовешь: оно изменяется от 150-160 В до 280 В. Такой разброс импортная техника не выдерживает. Потому хотя-бы некоторые группы автоматов, подающих питание на сложную технику, лучше включить через стабилизатор. Да, стоит он немало. Но при скачках напряжения первыми «летят» платы управления. Они у нас не ремонтируются, а просто меняются. Стоимость такой замены — около половины стоимости устройства (больше или меньше зависит от типа устройства). Это вряд ли дешевле. Собирая электрощиток своими руками, или только его пока планируя, помните об этом.
Один из примеров компоновки щитка для небольшой схемы — на 6 автоматов
Устанавливается стабилизатор на одну или несколько групп и включается после УЗО и перед групповыми автоматами. Так как устройство это немаленькое, в щиток его установить не получится, а вот рядом — пожалуйста.
Также в щитке устанавливаются две шины: заземления и зануления. На шину заземления заводятся все заземляющие провода от приборов и устройств. На «нулевую» шину провод приходит от УЗО, и подается на соответствующие входы автоматов. Обозначается ноль обычно буквой N, при разводке принято использовать синий провод. Для заземления — белый или желто-зеленый, фазу ведут красным или коричневым проводом.
Один из вариантов собранного небольшого щитка
При самостоятельной сборке электрического щитка, нужно будет приобрести сам шкаф, а также рейки (называют DIN-рейки или ДИН-рейки), на которые крепят автоматы, УЗО и переключатели. При установке реек, проверьте уровнем их горизонтальность: не будет проблем с креплением автоматов.
Один из вариантов DIN-реек в корпусе щитка
Все автоматы должны между собой соединяться. Это можно сделать при помощи проводников — соединяя последовательно их входы, или при помощи готовой соединительной гребенки. Гребенка — надежнее, хотя и стоит дороже, но если учесть время, которое вы потратите на соединение всех автоматов, то вряд ли несколько десятков рублей имеют такое принципиальное значение.
Соединительная гребенка для автоматов в электрощите: ускорит процесс самостоятельной сборки
Схема на несколько групп
Не всегда схемы электропитания просты: групп потребителей разбивают по этажам, отдельно выводят хозпостройки, освещение гаража, подвала, двора и придомовой территории. При большом количестве потребителей кроме общего УЗО после счетчика, ставят такие же устройства, только меньшей мощности — на каждую группу. Отдельно, с обязательной установкой персонального защитного устройства, выводят электропитание для ванной комнаты: это одно из самых опасных помещений в доме и квартире.
Очень желательно поставить защитные устройства и на каждый из вводов, которые идут на мощную бытовую технику (более 2,5 кВт, а такую мощность может иметь даже фен). В купе со стабилизатором они создадут нормальные условия для эксплуатации электроники.
Тоже не самая сложная схема, но с более высокой степенью защиты — больше УЗО
В общем, при разработке точной схемы, вам придется найти компромисс: сделать систему безопасной и не потратить при этом слишком много денег. Оборудование брать лучше проверенных фирм, а оно стоит прилично. Но электросети — не та область, в которой можно экономить.
Порядок подключения защитной аппаратуры
Вводный автомат подключается к наружной сети, используя для этого силовой кабель. Аппаратура устанавливается с учетом максимального тока, который доступен для энергоснабжения в квартирных домах.
Электрический счетчик проводит регистрацию поступившей энергии, считывает количество киловатт, затем распределяет ее по квартире, в нашем случае передает к защитному устройству отключения.
Подключение автоматов и УЗО
Теперь в УЗО, его клеммы применяются для подключения кабелей, выходящих из электрического счетчика. Фаза присоединяется к выходу L, ноль устанавливается к значению N. Теперь монтируются нагрузочные кабеля снизу. Работоспособность устройства защиты будет оптимальной лишь по правильно установленной схеме.
Установка автоматов, на приборы, превышающие предельно-допустимую мощность. Здесь предусматривается с фазой защитного устройства, а нулевой поток присоединяется к нейтралу. Придерживаясь правильной системы, ваше жилище будет максимально защищено от повышения напряжения и сохранит все бытовые приборы в целостности. Если использовалась точная схема подключения узо и автоматов в квартире, хозяин может рассчитывать на полноценную безопасность.
Основные критерии выбора
Для того чтобы правильно подобрать вводной автомат (ВА) нужно знать на какие характеристики стоит обратить внимание при покупке
Номинальный ток
Это самая важная характеристика при выборе вводного защитного устройства. Это свойство прибора обозначает максимальный ток, при превышении которого произойдёт отключение питания, за определённое время.
Вне зависимости от того, является автомат вводным или обеспечивающим защиту конкретной линии (провода), его расчёт производится по максимальной мощности потребителей электроэнергии. Номинал вводного устройства выбирают, рассчитывая мощность (или ток) всех потребителей при одновременном включении в сеть, для большей безопасности уменьшая полученное число на 10-15%, округляя в сторону меньшего значения.
Количество полюсов
Существуют автоматы с разным количеством полюсов. Однополюсные применяют для защиты отдельных линий. Функции вводного автомата обычно выполняют двух, трех или четырехполюсные автоматические выключатели.
Важное правило, которое поможет выбрать количество полюсов заключается в том, что для однофазных сетей применяют двухполюсные автоматы, а для трехфазных – трех или четырехполюсник. Двухполюсные выключатели выполнены с общим для обоих полюсов рычагом и механизмом отключения. То есть при аварийной ситуации происходит отключение сразу двух полюсов (обычно к одной клемме подключают фазу, ко второй — ноль)
Такие приборы часто применяются в однофазных сетях жилых помещений многоквартирных домов
То есть при аварийной ситуации происходит отключение сразу двух полюсов (обычно к одной клемме подключают фазу, ко второй — ноль). Такие приборы часто применяются в однофазных сетях жилых помещений многоквартирных домов
Двухполюсные выключатели выполнены с общим для обоих полюсов рычагом и механизмом отключения. То есть при аварийной ситуации происходит отключение сразу двух полюсов (обычно к одной клемме подключают фазу, ко второй — ноль). Такие приборы часто применяются в однофазных сетях жилых помещений многоквартирных домов.
Трехполюсный (или четырёхполюсный) автомат используют при вводе электрического кабеля в частные дома при трехфазной сети, а также в промышленных зданиях и даже в некоторых квартирах. К каждой клемме прибора подключают по фазе (и ноль, если это четырехполюсник). Он также, как и двухполюсник имеет один общий рычаг для всех полюсов и при перегрузке отключает питание по всем фазам.
Времятоковая характеристика
Характеризует ток мгновенного расцепления и чаще всего обозначается на приборе латинскими буквами B, C или D. От времятоковой характеристики зависит чувствительность защитного устройства к пусковым токам электроприборов и оборудования. Для вводного автоматического выключателя это свойство является важным, так как оно влияет на срабатывание нижестоящих групп автоматов.
Чаще всего используют следующие типы автоматов по времятоковой характеристике:
- B – при значении тока в 3 — 5 раз выше номинального сработает электромагнитный выключатель устройства и оно мгновенно отключится;
- C – электромагнитный расцепитель отключит устройство при превышении тока в 5-10 раз;
- D – сработает при превышении тока в 10-20 раз от номинального.
Для вводного автомата в жилые помещения применяют устройства с времятоковой характеристикой типа C, так как большинство приборов в домашних условия не имеют больших пусковых токов и не будут оказывать негативного влияния на электрическую сеть квартиры или дома.
Характеристики срабатывания каждого устройства указываются в паспорте и инструкции завода-изготовителя автоматического выключателя.
Способ крепления
Все автоматические выключатели имеют стандартное крепление и помещаются на дин-рейку в электрощите. Это же правило относится и к вводным автоматам. Исключение составляют специальные устройства для промышленных целей, которые могут закрепляться без дин-рейки на специальные крепления.
Бренд выключателя
При выборе вводного защитного выключателя, также как и в случае выбора любых электротехнических устройств важно ориентироваться на известного производителя, заслужившего признание. Такие производители дают гарантию качества на свои устройства и изготавливают надежные, долговечные и безопасные автоматические выключатели. К самым популярным на сегодняшний момент относятся автоматы следующих производителей:
К самым популярным на сегодняшний момент относятся автоматы следующих производителей:
Двухфазная электрическая сеть: как подключить УЗО
Для начала стоит разобраться, почему требуется установка защиты в двухфазных цепях. Такие прежде всего наблюдаются в квартирах, находящихся в старых застройках, а в таких условиях, необходима дополнительная безопасность, так как чаще в таком жилье отсутствует заземление, а утечка тока, по местам, где ее не должно быть нередко приводит к возникновению пожара.
Поговорим об одноуровневой защитной системе
Вариант ее подключения на первый взгляд слишком простой, однако, учесть нюансы важно для полной безопасности
- Выбирается наиболее мощный аппарат;
- Установка должна предусматривать передачу тока на автомат, а от него на все приборы, включительно лампочки и розетки;
- Устройство этой схемы является компактным и элементарным.
Одноуровневые защитные устройства принято устанавливать и на один прибор тоже, например, для стиральной машины или водонагревателя. Чтобы осуществить подобный способ достаточно прибора с мощностью 15 ампер.
Схема подключение УЗО и автоматов к счетчику электроэенргии
Обратимся к вопросу, как и автомат, совершив при этом многоуровневую защиту.
Если происходит монтаж устройства защищенного отключения для отдельных участков, следовательно, речь пойдет об многоуровневой защите дома или квартиры. Обычно данный схемы для жилищ, где присутствует заземление. По ценовой категории, этот вариант превышает предыдущие отметки, к тому же устройства получаются габаритными. Однако, эта система выступает с таким значимым преимуществом, как присутствие автономии для каждого отдельно бытового прибора. В случае замыкания одного из приборов, вся жилая площадь не будет обесточена, а перестанет функционировать лишь тот, в котором произошла утечка тока из сети. Здесь происходит смена подключения к электрической сети, теперь от считывающего прибора выходит столько кабелей, сколько есть устройств защиты.
Сегодня стали часто использовать УЗО и диф реле схема подключения которых отличается тем, что наблюдается отсутствие автоматического устройства. Общий принцип подключения системы с дифференциальным аппаратом является аналогичным предыдущему, но предусматривается установка дополнительной токовой защиты.
Выбор УЗО по параметрам
После того как схема подключения УЗО готова, надо определяться с параметрами УЗО. Как вы знаете, оно сеть от перегрузок не спасет. И от короткого замыкания тоже. Эти параметры отслеживаются автоматом защиты. Чтобы обеспечить безопасность всей проводки, на входе ставят вводной автомат. После него стоит счетчик, а затем обычно ставят противопожарное УЗО. Оно выбирается специфически. Ток утечки 100 мА или 300 мА, а номинал — тот же что и у вводного автомата или на ступень выше. То есть, если входной автомат стоит на 50 А, УЗО после счетчика ставят либо на 50 А, либо на 63 А.
Противопожарное УЗО выбирают по номиналу вводного автомата
Почему на ступень выше? Потому что срабатывают автоматические защитные выключатели с задержкой. Ток, превышающий номинальный не более чем на 25%, они могут пропускать не менее часа. УЗО на длительное воздействие повышенных токов не рассчитано, и с большой вероятностью оно сгорит. Дом останется без электричества. Но это касается определения номинала противопожарного УЗО. Другие выбираются по-другому.
Номинальный ток
Как выбрать номинал УЗО? Он подбирается по методике определения номинала автомата — в зависимости от сечения провода, на который устанавливается устройство. Номинальный ток защитного устройства не может быть больше максимально допустимого тока для данного провода. Для простоты выбора есть специальные таблицы, одна из них ниже.
Таблица подбора номинала автомата защиты и УЗО
В крайнем левом столбце находим сечение провода, правее есть рекомендуемый номинал автомата защиты. Такой же должен быть и у УЗО. Так выбрать номинал защитного устройства от тока утечки несложно.
Величина тока отключения
При определении этого параметра тоже понадобится схема подключения УЗО. Номинальный отключающий ток УЗО — это величина тока утечки, при котором происходит отключение питания на защищаемой линии. Этот параметр может быть 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 500 мА. Самый малый ток — 6 мА — используется в США, в европейских странах и у нас их и в продаже нет. Устройства с максимальным током утечки в 100 мА и выше ставят в качестве пожарной защиты. Они стоят перед входным автоматом.
Для всех остальных УЗО этот параметр выбирается по простым правилам:
- Устройства защиты с номинальным током отключения 10 мА ставят на линии, которые идут в помещения с повышенной влажностью. В доме и квартире это ванная комната, еще может быть освещение или розетки в бане, бассейне и т.д. Этот же ток отключения ставят если линия питает один электроприбор. Например, стиральную машину, электроплиту и т.д. Но если в той же линии есть розетки, нужен больший ток утечки.
- УЗО с током утечки 30 мА ставят на групповые линии питания. Когда подключено более чем одно устройство.
Это простой алгоритм, основанный на опыте. Есть другой способ, который учитывает не только количество потребителей, но и номинальный ток в зоне защиты, а, вернее, сечение провода, так как именно от этого параметра зависит номинальный ток линии электропитания. Это более правильно, так как объясняет, как подобрать величину тока утечки для общего УЗО, к примеру, а не только для устройств, которые ставят на потребителей.
Таблица подбора номинального тока отключения для УЗО
Надо еще учитывать индивидуальные токи утечки каждого из приборов. Дело в том, что на каждом более-менее сложном устройстве какой-то небольшой ток «утекает». Ответственные производители указывают его в характеристиках. Допустим прибор на линии один, но его собственный ток утечки более 10 мА, ставят УЗО с током утечки 30 мА.
Тип отслеживаемого тока утечки и селективность
Разные приборы и устройства используют ток разной формы, соответственно, УЗО должно контролировать токи утечки разного характера.
- АС — отслеживается переменный ток (синусоидальная форма);
- А — переменный + пульсирующий (импульсы);
- В — постоянный, импульсный, сглаженный переменный, переменный;
- Селективность. S и G — с выдержкой по времени отключения (для исключения случайных срабатываний), у G-типа выдержка меньше.
Выбор типа отслеживаемого тока утечки
УЗО выбирается в зависимости от типа защищаемой нагрузки. Если к линии будет подключена цифровая техника, требуется либо тип A. На линии освещение — АС. Тип В, конечно, хорош, но слишком дорог. Его обычно ставят в помещениях с повышенной опасностью на производстве, а в частном секторе или в квартирах очень редко.
УЗО класса G и S ставят в сложных схемах, если есть УЗО нескольких уровней. Этот класс выбирают для «высшего» уровня, тогда при срабатывании одного из «низших», входное защитное устройство не отключит питание.
Назначение и область применения УЗО
УЗО предназначено для сравнения величины электрического тока, протекающего в фазном и нулевом проводе. При нормальной работе электрических приборов эта величина одинакова и встречные потоки в обмотках УЗО компенсируют друг друга. Как только возникает аварийная ситуация — где-то нарушается изоляция с последующим протеканием заряженных частиц на землю в обход нуля, дифференциальные токи будут отличаться и защита отключит питание.
Но это не означает, что остальное оборудование не требует подобных приспособлений для защитного отключения: те же светильники, розетки и прочая подключенная нагрузка также может нести угрозу человеку. Поэтому их тоже актуально подключать к УЗО на щитке как общим для всей электрической проводки, так и отдельно для каких-либо приборов или их групп. Особенности применения электронных и электромеханических УЗО напрямую зависит от схемы электроснабжения и места их установки.
О фильтрах
Один из главных источников сбоя в работе УЗО — помехи от бытовой техники. И бороться с ними помогают ферритовые поглощающие фильтры.
Важно: Ферритовые кольца для таких фильтров продаются в отделах радиоэлектроники. На одном кольце фильтр вставляется в «шумящую» установку, поближе к сетевому вводу. Но выполнить это качественно по силам только квалифицированному специалисту
Заниматься самодеятельностью в этом вопросе не стоит
Но выполнить это качественно по силам только квалифицированному специалисту. Заниматься самодеятельностью в этом вопросе не стоит
На одном кольце фильтр вставляется в «шумящую» установку, поближе к сетевому вводу. Но выполнить это качественно по силам только квалифицированному специалисту. Заниматься самодеятельностью в этом вопросе не стоит.
Все, что можно сделать своими руками, это надеть несколько колец на сетевой шнур. А чтобы не резать для этого фирменный литой кабель, достаточно будет приобрести вилку и гнездовую колодку, а также взять небольшой отрезок провода на три жилы. Или купить готовый сетевой шнур, оснащенный ферритовыми насадками, поглощающими помехи. Будет дороже, но надежнее.
Схема подключения УЗО без заземления
Чтобы надежно работало УЗО, нужна трехпроводная сеть – это двухпроводная электрическая сеть с дополнительным защитным заземлением. Заземление устанавливается с целью защиты человека от тяжелого поражения электрическим током при пробое фазы на корпус электроприбора.
В этом случае имеет место короткое замыкание и сработает электромагнитная защита автоматического выключателя. УЗО также защищает человека от воздействия электрического тока при аварийной утечке тока. Подключается УЗО фазным и нейтральным проводом на верхние клеммы.
С нижних клемм выходят фаза и ноль для нагрузки. Если нет утечек тока, то ток фазы и нейтрали будет идентичным, УЗО не сработает. Если произошла утечка тока, то УЗО вычислит ее и отключит электрическую цепь от сети. Таким образом, УЗО вычисляет токи фазного и нейтрального проводов и при обнаружении разницы токов включается механизм защиты.
Это можно показать на примере. Если возникла аварийная ситуация, произошел пробой изоляции, и фаза появилась на корпусе электрической плиты, то до прикосновения человека УЗО работает в режиме ожидания и не отключается, а при прикосновении человека к токопроводящему корпусу электрической плиты возникает ток утечки по пути – фазовый провод, корпус плиты, человек, токопроводящий пол, что заставит сработать защитный механизм.
Подключение УЗО без заземления
Строительство новых домов предусмотрено с защитным заземлением. При подключении УЗО к однофазной сети с заземлением при нарушении изоляции и замыкании сетевого провода на корпус электроприбора, возникнет ток утечки, который замкнется на токопроводящий корпус электроприбора и сработает защита УЗО.
Давайте представим, что защитное заземление отсутствует. УЗО не сработает до появления тока утечки, а он появится при случайном прикосновении человека к токопроводящему корпусу электроприбора. Ток утечки пройдет по пути сетевого провода, корпус электроприбора и человека стоящего на полу, в результате сработает механизм защиты УЗО.
Схема подключения УЗО с защитным заземлением
Что же получается? При наличии заземления корпуса электроприбора в аварийной ситуации сработает УЗО без прикосновения человека к корпусу прибора, так как возникает ток утечки через заземляющий проводник. В случае отсутствия защитного заземления ток утечки УЗО появится только при касании человека к корпусу находящемуся под напряжением. Во втором варианте человек становится «подопытным кроликом».
Однако время срабатывания защиты УЗО составляет миллисекунды, и человек не почувствует воздействие электрического тока. Даже при полном наличии фазы на корпусе бытового устройства, в лучшем случае вы почувствуете легкое пощипывание. Какую схему подключения УЗО выбрать решать вам.
Однако я советую выбрать установку УЗО с заземлением, и более безопасной защитой. В доме не сложно сделать контур защитного заземления, а в квартире защитное заземления можно взять с корпуса электрощита в подъезде и развести провод заземления по плинтусу к розеткам мощных потребителей тока – это стиральная машина, бойлер, электроплита, розетки в ванной.
Подключение УЗО в двухпроводной сети
Возможны два варианта схемы подключения УЗО без заземления. Для первого случая выбираем УЗО с током утечки 100 мА и рассчитанным на номинальный ток нагрузки всей квартиры, допустим 32 А. Тогда схема будет выглядеть так: – вводной автомат 40 А, учет, УЗО 32 А, автоматы разных групп потребителей.
Схема подключения одного УЗО без заземления
У такой схемы есть большой недостаток, при срабатывании защитного механизма УЗО отключается квартира полностью, и для обнаружения неисправности придется лазить по всей квартире. Еще один недостаток такой схемы – это низкая чувствительность УЗО. Ток в 100мА более чувствителен для человека. Вторая схема хоть и дороже, но не имеет этих недостатков.
Схема подключения нескольких УЗО без заземления
Эта схема УЗО без заземления содержит – вводной автомат, счетчик, групповые автоматы и УЗО для выбранных автоматов. УЗО выбирается в этой системе на ток 30 мА. При возникшей утечке тока сработает та УЗО, на линии которой возникла неисправность в электрической цепи. На остальных группах автоматов будет присутствовать сеть. Во время подключения УЗО в двухпроводную сеть должны учитываться следующие моменты.
1.Так как УЗО не имеет защиту от к. з. и перегрузки, перед ним нужно ставить автомат. Номинальный ток УЗО выбирается на порядок выше номинального тока автоматического выключателя, так как УЗО может выйти из строя при токах которые больше его номинального значения.
2.Нейтральный провод с выхода УЗО идет только на розетку потребителей, соединять с другими нулевыми проводами нельзя, чтобы не было ложных срабатываний.
