Автоматический выключатель с узо что это такое
Что такое УЗО — назначение, принцип действия, маркировка и виды
Что такое УЗО в электрике
Несмотря на то, что в наши дни электропроводка максимально защищена от контактов с людьми и печальных последствий, от утечек никуда не деться. Тут-то незаменимым помощником и станет УЗО. Прибор молниеносно среагирует на повышенное значение тока в месте утечки и перекроет подачу электроэнергии.
УЗО – это один из основных «винтиков» в защитной автоматике нынешних электрических сетей. Прибор коммутирует электроцепи и защищает их от токов, которые протекают по нежелательным при стандартных условиях проводящим путям. Это повысит шансы на то, что ваше жилье или предприятие будет защищено от пожаров, и никто не пострадает от разряда тока.
Отметим, что у данного аппарата есть функция включения или отключения электроцепей. Иными словами, он может производить их коммутацию. Соответственно, прибор является коммутационным.
Для чего устанавливают УЗО
Многие потребители слышали о существовании такого чудо-аппарата, как УЗО, но далеко не все знают, для чего оно нужно. Понять общие принципы функционирования агрегата можно даже без наличия глубоких познаний в электричестве. До недавних времен в жилых домах УЗО не использовали. Но в наши дни все изменилось, и теперь приборы всё чаще стали встречаться в квартирах, поэтому стоит узнать о них побольше.
Как уже было сказано, УЗО устанавливают для того, чтобы предотвратить утечки тока, приводящие к возгоранияю проводки и пожарам. Кроме того, УЗО убережет вас от удара током, что может привести к существенным проблемам со здоровьем или, не дай Бог, летальному исходу при контакте с неизолированными проводами и токопроводящими секциями электрооборудования.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! УЗО отличается от автоматов, защищающих проводку от перегрузок и коротких замыканий, его цель существенно повысить защищенность людей.
Принцип действия УЗО
Функционирование устройства построено на фиксации тока утечки на «землю» и отключении электросети в случае такого ЧП. Наличие утечки прибор фиксирует только по разнице между токами: теми, что вышли из прибора, и теми, что вернулись обратно.
Если с электросетью все в порядке, то токи идентичны по величине, однако разнятся по направлению. Как только появляется утечка — к примеру, вы дотронулись до незаизолированного на 100% провода — часть тока уходит «на землю» по другому контуру (в данном случае – посредством тела человека). Как результат, ток, вернувшийся в УЗО через нейтраль, будет меньше вышедшего.
То же самое происходит, если в одном из электрических приборов повредилась изоляция. Тогда под напряжением оказываются корпус или другая деталь. Задевая их, человек создает еще один контур «на землю». В этом случае часть тока будет двигаться по нему, то есть, баланс разрушится.
Конечно, если изоляция повреждена, то контур ответвления может появиться и без участия человеческого тела. В данной ситуации прибор также отреагирует на 100% и убережет участок сети от печальных последствий вроде перегрева и пожара.
Когда необходима установка УЗО?
Устройство показано к установке, когда существует необходимость защитить групповые линии, обеспечивающие питание розеток штепсельного типа для переносных электроприборов. Обязательно следует устанавливать УЗО, если автовыключатель или предохранитель не предоставляет время автоотключения 0,4 секунды с учетом номинального напряжения 220 В из-за малых показателей токов короткого замыкания.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Рекомендовано применение дифференциального автомата, который представляет из себя единый прибор УЗО с автовыключателем, надежно защищающим от сверхтока и утечек.
Когда УЗО не поможет?
Впрочем, не стоит считать УЗО панацеей от любых бед с электричеством. Прибор не настолько умен, чтобы понять, что именно включено в электрическую цепь – лампочка или человек. Отключение произойдёт только при наличии утечки.
УЗО не спасает от перенапряжения, в т.ч. от импульсного, а также от низкого напряжения, которое «убивает» электродвигатели — в холодильнике, стиральной машинке и так далее.
Агрегат также не защищает от короткого замыкания. Эту задачу выполняет автоматический выключатель или дифференциальный автомат.
Сколько УЗО нужно устанавливать?
Чтобы определить точное количество УЗО, требуемое для конкретного помещения, понадобится специалист, который сможет провести соответствующие расчеты. Например, в 1-комнатной квартире, вероятнее всего, хватит одного такого прибора, рассчитанного на ток утечки в 30 мА. А вот в квартире с четырьмя комнатами при наличии 15 групп розеток понадобится не менее пяти УЗО, а также по одному устройству на всю группу освещения, электроплиту и водонагреватель.
Исходят обычно из того, что одна группа электроприборов — одно устройство защитного отключения 30 мА плюс одно противопожарное УЗО 100 или 300 мА.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Чтобы контролировать электропроводку в целом, на входе в частный дом рекомендуется устанавливать одно общее УЗО с номинальным отключающим током 300 мА в дополнение к расчетным.
Когда установка УЗО нецелесообразна?
Иногда устанавливать устройство просто нет смысла. Одной из таких ситуаций является наличие старой и дряхлой проводки. Умение УЗО обнаружить утечку может стать головной болью, если прибор начнет срабатывать непредсказуемо (а именно это и происходит при плохой проводке). В таком случае лучшим решением будет поставить УЗО не в цепь электроснабжения квартиры в целом, а в местах с повышенной опасностью для использования розеток.
Нет смысла также покупать некачественное УЗО. На современном рынке можно обнаружить не только оригинальные устройства, но и широчайший ассортимент подделок неизвестного происхождения. Многие из таких приборов сделаны «на коленке за углом». Применение подобных устройств совершенно недопустимо и нецелесообразно. Перед покупкой внимательно изучите техническую документацию и сертификаты качества приобретаемого агрегата.
Не имеет смысла установка прибора в линиях, которые дают напряжение на стационарное оборудование и светильники, а также в общих электросетях.
Устройство
Устройство УЗО предполагает наличие:
В основе действия прибора лежат законы, основывающиеся на входящей и выходящей электроэнергии в замкнутых цепях с предельно большими нагрузками. Это свидетельствует о том, что у тока должно быть только одно значение, вне зависимости от фазы прохождения.
Внутри устройства находятся три магнитные катушки. Через первую проходит фаза, через вторую нуль. Ток создает магнитные поля на входе и на выходе катушек прибора.
Если все работает, как должно, взаимные поля уничтожают друг друга. Если на одной из катушек происходит нарушение баланса, то есть образуется утечка тока, то это приведёт к действию третей катушки, имеющей реле для отключения питания.
Основные технические характеристики
Каждое УЗО обладает определенным набором технических параметров, которые следует изучить перед приобретением:
Расшифровка маркировки
Маркировка наносится на корпус УЗО, что делает выбор нужной модели более удобным и легким. В первую очередь, указывается производитель, но там есть и другая важная информация:
» — это означает, что устройство срабатывает на утечки переменного тока.
Кроме того, имеются надписи около каждого контакта для правильного подключения УЗО:
Чтобы выбрать УЗО, которое идеально подойдет именно для вашей электросети, необходимо детально разобраться в маркировке, пусть эта задача весьма кропотлива и утомительна.
Виды и типы
Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.
Электромеханическое
Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.
Такой тип УЗО во многих странах считается эталоном качества и тем, которое обязательно к повсеместному использованию. Немудрено, ведь такое УЗО будет работоспособным даже при отсутствии нуля в сети и может спасти чью-то жизнь.
Электронное
Такие УЗО легко найти на любом строительном рынке. Разница их от электромеханических в наличии внутри платы с усилителем, для работы которой необходимо питание.
Однако у таких УЗО, как уже было сказано, есть огромный недостаток – не факт, что они сработают при утечке тока (все зависит от напряжения в сети). Если отгорел ноль, а фаза осталась, то риск поражения током никуда не девается.
ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Мы ведем речь о преимуществах и недостатках УЗО в целом, а не конкретных моделей. Если сильно «повезет», вы можете стать обладателем некачественного УЗО как электромеханического, так и электронного.
Селективное
Главное отличие селективного УЗО от «собратьев» — наличие в схеме функции выдержки времени отключения цепи, которой питается нагрузка, т.е. селективности. Зачастую этот параметр не превышает 40 мс. Из этого мы делаем вывод, что селективные приборы не годятся для защиты от поражения при непосредственном прикосновении.
Ещё одной особенностью селективных агрегатов является хорошая устойчивость по реакции на скачки тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний почти нулевая).
Противопожарное
Как следует из названия, такие УЗО используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения возгораний. Однако защитить человека они не в состоянии так как ток утечки, на который они рассчитаны равен 100 или 300 мА.
Обычно эти агрегаты устанавливаются в щитах учета или в этажных распределительных щитах. Их основная задача:
Количество полюсов
Так как УЗО работает на сравнении токов, которые проникают сквозь дифференциальный орган, то численность полюсов у агрегата совпадает с числом токоведущих проводников. В некоторых случаях УЗО дозволено использовать с 4-мя полюсами для работы в двух- или трехпроводной сети.
При этом не забудьте оставить в запасе свободные полюса фаз. Агрегат будет благополучно делать свое дело не полностью, а частично, что, в общем-то, невыгодно с финансовой точки зрения, но возможно.
В электропроводке в любой момент могут возникнуть различные повреждения электрических приборов. Чтобы снизить риск появления опасных факторов поражения электрическим током служат бытовые защитные устройства, выполняющие различные функции.
Автоматический выключатель, дифавтомат и УЗО в комплексе повышают электробезопасность, быстро отключают возникающие аварии, спасают людей от получения электротравм. Однако, они имеют серьезные отличия в работе и конструкции.
Чтобы их проанализировать, вначале рассмотрим виды возможных неисправностей в электросети, которые ликвидируют эти устройства. Они могут проявиться:
Ухудшить ситуацию с появлением неисправностей могут:
старая алюминиевая электропроводка, проложенная десятилетия назад по устаревшим технологиям. Она уже давно эксплуатируется на пределе своих возможностей при питании современных электрических приборов;
некачественный монтаж и использование загрубленных защитных устройств даже в новой электрической схеме.
Чтобы упростить объяснение отличий защитных устройств, будем рассматривать только те приборы, которые предназначены для однофазной сети, ибо трехфазные конструкции работают совершенно аналогично по тем же самым законам.
Отличия защитных устройств по назначению
Промышленность выпускает много его разновидностей. Они призваны ликвидировать первые два вида отмеченных неисправностей. Для этого в их конструкции установлены:
быстродействующая электромагнитная катушка отключения, ликвидирующая возникающие токи коротких замыканий и система гашения образующейся электрической дуги;
работающий с выдержкой времени тепловой расцепитель на основе биметаллической пластины, устраняющий возникающие перегрузы внутри электрических цепей.
Защитный автомат для жилых зданий включается в один фазный провод и контролирует только токи, проходящие через него. Он вообще не реагирует на возникающие токи утечек.
Подробнее про автоматические выключатели читайте здесь: Устройство автоматического выключателя
Устройство защитного отключения
УЗО в двухпроводной схеме подключается через два провода: фазы и нуля. Оно постоянно сравнивает циркулирующие в них токи и вычисляет их разницу.
Когда ток, выходящий из нулевого проводника, соответствует по величине входящему в фазный провод, то УЗО не отключает схему, разрешает ей работать. При возникновении небольших отклонений этих величин, не влияющих на безопасность людей, устройство защитного отключения тоже не блокирует подачу электропитания.
УЗО снимает напряжение с подходящих к нему проводов в случае, когда внутри контролируемой схемы возникает ток утечки опасной величины, способный причинить вред здоровью человека или работающему электрооборудованию. Для этого устройство защитного отключения настроено на срабатывание при достижении разницы токов определенной уставки.
Таким способом исключаются ложные срабатывания и создаются возможности для надежной работы защиты для ликвидации токов утечек.
Однако, сама конструкция этого прибора не имеет никакой защиты от возможных возникновений токов коротких замыканий и даже перегрузов в контролируемой схеме. Этим объясняется тот факт, что само УЗО необходимо защищать от этих факторов.
Устройство защитного отключения всегда последовательно подключают в схему с автоматическим выключателем.
Его устройство более сложное, чем у автоматического выключателя или УЗО. Он при работе устраняет все три вида неисправностей (КЗ, перегруз, утечку), способные возникнуть в электропроводке. Дифавтомат имеет в своей конструкции электромагнитный и тепловой расцепители, защищающие встроенное в него УЗО.
Дифференциальный автомат выполнен одним модулем, обладает функциями автоматического выключателя и устройства защитного отключения вместе взятых.
Учитывая все вышесказанное можно сделать вывод, что дальше сравнивать между собой надо характеристики всего двух конструкций:
блока защит из УЗО с автоматическим выключателем.
Это будет технически оправданно и правильно.
Отличия защит по эксплуатационным характеристикам
Современное модульное исполнение приборов с возможностями их крепления на din-рейку значительно сокращает место, необходимое для их монтажа внутри квартирного либо этажного щитка. Но, даже этот прием не всегда исключает дефицит пространства для укомплектования электропроводки новыми защитными устройствами. УЗО с автоматическим выключателем изготавливаются в автономных корпусах и монтируются двумя отдельными модулями, а дифавтомат — всего одним.
Это всегда учитывают при создании проекта электрических работ в новых домах и выбирают щитки даже с обеспечением небольшого запаса внутреннего пространства для будущих доработок схемы. А вот при реконструкции проводки или мелких ремонтах помещений заменой щитков не всегда занимаются, и дефицит места в них может стать проблемой.
На первый взгляд УЗО с автоматическим выключателем и дифавтомат решают одни и те же вопросы. Но, попробуем их конкретизировать.
Допустим, на кухне установлен блок из нескольких розеток для питания различных приборов неодинаковой мощности: посудомоечной машины, холодильника, электрического чайника, микроволновки… Они включаются произвольно и создают нагрузку случайной величины. В определенных ситуациях мощность нескольких работающих приборов может превысить номинальную величину защит и создаст перегруз по току для них.
Установленный дифавтомат придется менять на более мощный. При использовании УЗО достаточно заменить более дешевый автоматический выключатель.
Когда же необходимо защитить один какой-то электрический прибор, подключенный отдельной, выделенной линией, то лучше использовать дифференциальный автомат. Просто его следует подобрать по техническим характеристикам конкретного потребителя.
Больших отличий в закреплении на din-рейку одного или двух модулей нет. А вот при подключении проводов объем работы становится больше.
Если дифавтомат и УЗО врезаются в провода фазы и нуля, то к автоматическому выключателю потребуется еще прокладывать перемычки для подключения в фазный провод последовательно с УЗО. В определенных случаях это может усложнить сборку схемы.
Качество и надежность
Среди части электриков-практиков существует определенное мнение, что долговечность и работоспособность защит зависят не только от заводской сборки их производителем, но и от сложности конструктивного исполнения, количества включенных в конструкцию деталей, наладки и доводки их технологий.
Дифавтомат более сложен, требует больше операций по настройке взаимодействия частей и по этому пункту может несколько проигрывать конструкциям УЗО того же производителя.
Однако, применять эту методику ко всем выпускаемым приборам, мягко говоря, не совсем корректно, хотя многие электрики этим злоупотребляют. Это довольно спорное утверждение и оно не всегда подтверждается на практике.
Ремонтопригодность и замена
Поломка может возникнуть в любом защитном устройстве. Когда ее не удастся устранить на месте, то потребуется приобретать новый прибор.
Покупка дифавтомата более затратна. В случае эксплуатации УЗО с автоматическим выключателем один из приборов останется целым и не потребует замены. А это значительная экономия средств.
При поломке любого защитного прибора питаемые через него потребители отключают. В случае, когда неисправно УЗО, его цепи временно можно зашунтировать и подать питание через автоматический выключатель. Но, когда неисправен дифавтомат, так сделать не получится. Его потребуется менять новым или на какое-то время доставлять автоматический выключатель.
Условия работы в разных ситуациях
Схема контроля токов утечек у УЗО и дифференциального автомата может быть выполнена на разной элементной базе с использованием:
электромеханической релейной конструкции, не требующей дополнительного источника питания для работы логики;
электронных или микропроцессорных технологий, которым необходим блок питания и стабилизированное напряжение от него.
Они при нормальном состоянии подходящих цепей напряжения работают одинаково. Но, стоит возникнуть неисправности в схеме, например, оборвать контакт одного из проводов, допустим, нуля, как сразу будут видны преимущества электромеханических моделей. Они же лучше и надежнее работают в устаревшей двухпроводной схеме.
Определение причины отключения защитой
После срабатывания УЗО сразу понятно, что в схеме возникли токи утечек и надо проверять сопротивление изоляции защищаемого участка.
Когда отработал автоматический выключатель, то причина кроется в перегрузе цепи или возникшем коротком замыкании.
А вот после отключения дифференциального автомата большинства моделей придется дольше искать причину снятия им напряжения и разбираться как с сопротивлением изоляции электропроводки, так и с созданными внутри схемы нагрузками. Сразу установить причину невозможно.
Однако, сейчас можно использовать дорогостоящие конструкции дифавтоматов с индикаторами сигнализации о срабатывании определенного вида защиты.
Отличия маркировок на корпусе
Несмотря на одинаковый внешний вид УЗО и дифавтомата (идентичный корпус, кнопка «Тест», рычаг ручного включения, подобные клеммники для установки проводов) достаточно просто разобраться с ними по схемам и надписям, выполненным на их лицевой стороне.
На табличках прибора всегда указывается номинальные значения его нагрузки и контролируемый ток утечки, рабочее напряжение в электропроводке, внутреннее подключение элементов.
У обоих приборов на схемах показывается дифференциальный трансформатор тока и цепи, которыми он управляет. У устройства защитного отключения нет токовых защит автоматического выключателя, и они не отображаются. А на корпусе дифавтомата они показаны.
Приборы отечественных производителей маркируются так, чтобы покупатель мог легко ориентироваться в выбираемых моделях. Прямо на корпусах можно встретить на видном месте надпись «Дифавтомат». Маркировка «УЗО» встречается на задней стенке.
Обозначение «ВД» на табличке информирует о том, что перед нами выключатель дифференциальный (правильное техническое название), который реагирует исключительно на токи утечек и не защищает от перегруза по току и КЗ. Им маркируют УЗО.
Надпись «АВДТ» (автоматический выключатель дифференциальный тока) начинается с буквы «А» и подчеркивает наличие функций автоматического выключателя. Таким способом обозначают дифатомат в технической документации.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Чтобы током не убило. Всё про УЗО
Попробуем снова объять необъятное одним постом? На этот раз рассказ будет про УЗО.
У этого поста есть видеоверсия, для тех, кто любит слушать и смотреть:
Тысячи разобранных случаев, когда кто-то был убит электричеством, позволили инженерам выяснить некоторые закономерности и предпринять меры. А именно:
Выяснилось, что случаев смерти, когда человек умер от общения с напряжениями менее 50В почти нет. Низкое напряжение (с кучей оговорок) вполне себе безопасно. Кто лизал крону в детстве для определения заряда?) Использование низкого напряжения (12В, 24В, 36В и т.д.) хоть и дает практически полную безопасность, например в бассейне, для повсеместного использования не подходит. Если бы мы жили в альтернативной вселенной, где в домах вместо 230В всего 12В, то чайник бы кушал не 16А тока, а почти 300А, и подключался бы в розетку толстенным кабелем. А все потому что при снижении напряжения придется повышать ток, чтобы мощность прибора оставалась прежней. А большой ток требует толстых кабелей.
Ну и наконец, усреднив индивидуальные особенности, составили вот такой график зависимости силы тока, времени воздействия и последствий для человека. Да простят меня авторы, я его немного упростил для понимания:
UPD: картинка исправлена
Защита все-таки нужна
Поставим себя на место инженеров начала 20 века и попробуем изобрести устройство обнаружения дифференциального тока. Нам нужно обнаружить появление утечки величиной 30 мА, поскольку при меньших утечках, даже если она проходит через человека, особой опасности для жизни нет.
Возвращаемся в реальный мир. Почему могут быть ложные срабатывания
Ошибка монтажа, и где-то (например в одном из подрозетников) присутствует соединение рабочего нейтрального проводника N и заземляющего PE, или они перепутаны.
Противопожарные УЗО? Они все противопожарные!
Если открыть каталог производителей, можно заметить, что УЗО выпускаются на разные дифференциальные токи. Если с причиной выбора тока в 30 мА все понятно, с 10 мА тоже в принципе можно догадаться (еще более чувствительные устройства для более чуткой защиты), то зачем нужны устройства с током 100 мА и даже 300 мА? Человек же при таких токах умрет!
Такие УЗО часто называют «противопожарными», так как в силу большого дифференциального тока защиту человека от поражения электрическим током они обеспечивают слабо, а вот функцию защиты при повреждении изоляции все еще выполняют. Если изоляция будет нарушена и при контакте с другим проводником загорится электрическая дуга, то начнется обугливание изоляции и выделение тепла, что может поджечь горючие материалы вокруг. Если вам «повезет», и ток в дуге будет небольшим, то автоматический выключатель не сработает. А вот выделение тепла и температура могут быть достаточными для пожара. Конечно, потом огонь нарушит изоляцию, произойдет короткое замыкание и автоматический выключатель сработает, только огонь это уже не погасит.
Да будет срач!
Когда нельзя никому доверять
Производители некоторых устройств не могут полагаться, что покупатель адекватен и в его электрощите есть защита, поэтому добавляют свою.
В виде персонального УЗО для устройства в вилке или в виде коробочки на шнуре. Если покупатель подключит бойлер пластиковыми трубами, корпус не заземлит, то при потере герметичности ТЭНа электричество по воде в трубах и пойдет через человека в заземленную ванну. Такое УЗО защищает конкретно одно устройство, и в некоторых странах существуют нормативы, обязывающие добавлять УЗО на некоторые типы устройств. Как вы можете заметить, устройство также содержит кнопочку «тест» для проверки работоспособности защиты.
УЗО или диффавтомат? (ВДТ или АВДТ?)
Оно лишает гибкости проектировщиков, например поставить одно УЗО и несколько автоматов или наоборот, несколько УЗО и один автомат.
Оно усложняет поиск неисправности, так как обычно отсутствует индикация и сложно понять, почему оно отключилось (варианты: сработал тепловой расцепитель, электромагнитный расцепитель или электромагнит от дифференциального тока)
Запихивание нескольких устройств в компактный корпус всегда заставляет разработчиков идти на компромиссы.
На мой личный взгляд применение АВДТ оправдано только при апгрейде электрощитка, когда места внутри нет, а дифф. защиту хочется. Тогда можно вынуть автоматические выключатели шириной один модуль и воткнуть АВДТ шириной один модуль, и перекоммутировать провода. Щиток в таком случае расширять не придется. В остальных случаях, по моему мнению, предпочтительнее комбинация УЗО+автоматический выключатель.
Я умер. Почему УЗО не спасло?
Резюме
УЗО служит для защиты человека от поражения электрическим током, и отключится при опасных для жизни значениях тока утечки. При небольших, но неопасных токах вас будет щипать электричеством.
УЗО работает вне зависимости от наличия заземления, с той лишь разницей, что без заземления, при пробое на корпус УЗО отключится только когда ток с корпуса сможет утечь в землю через вас.
УЗО не панацея, и можно убиться, взяв в руки провода фазы и ноля. Но вариантов защиты лучше УЗО все равно не придумали.
Расширить и углубить
Если изложенной в посте информации вам мало (мое уважение!), то вот что стоит почитать:
В.К. Монаков УЗО. Теория и практика Москва, Издательство «Энергосервис», 2007 г.
Выжимка нормативных документов имеющих отношение к УЗО. Там же есть еще один документ заслуживающий внимания (http://www.uzo.ru/books/uzo.pdf)