Если мы откроем каталог любого производителя УЗО, то там можем прочитать следующее:
- УЗО типа "АС" защищает только от утечек переменного синусоидального тока;
- УЗО типа "А" защищает от утечек переменного тока и от утечек импульсного (пульсирующего) тока.
Все мы знаем, что в нашей сети по проводам "течет" переменный синусоидальный ток и все домашние потребители работают от этой сети. Поэтому, вроде как, у нас можно смело устанавливать везде УЗО типа "АС" и ни о чем больше не думать. Но так ли это?
Давайте внимательно посмотрим на нашу современную бытовую технику, например на стиральную машину. Она включается в розетку сети переменного синусоидального напряжения 220-230В. Если смотреть дальше, то, потребляемый ею, переменный ток по проводу электропитания доходит до импульсного блока питания. Вот дальше уже синусоидальный ток преобразуется в другой вид. Если посмотреть его график, то это уже будет не синусоида, а например, импульсные полупериоды. Все это происходит из-за наличия в современных потребителях электронных полупроводниковых компонентов. В таких блоках питания и после них как раз и протекают импульсные (пульсирующие) токи. Так вот, если произойдет утечка не синусоидального тока, то УЗО типа "АС" ее может не зафиксировать и соответственно не отключить поврежденный участок цепи.
Еще сразу отмечу, что все защитные устройства проходят тестирование на заводах изготовителя. УЗО типа "АС" испытывается только на утечки синусоидального переменного тока. Производители гарантируют правильную работу своих устройств типа "АС" только на утечки такого рода тока. А правильная работа УЗО заключается в отключении не исправного участка цепи при достижении утечки тока уставки конкретного УЗО за безопасный для человека промежуток времени. УЗО типа "АС" возможно и сработает на утечку импульсного тока, но оно может сработать с временной задержкой и от большей величины тока утечки, чем уставка конкретного УЗО. Это может быть очень опасно для человека.
Подобные импульсные блоки питания находятся практически в каждом современном домашнем потребителе. Если в технике имеется что-то электронное (дисплей, блок управления и т.д.), что-то в ней регулируется (частота оборотов двигателя, время, режим работы и т.д.), то можно смело говорить, что в ней присутствует импульсный блок питания. Даже если разобрать люминесцентные (энергосберегающие) лампы, то в них можно найти компактные импульсные блоки питания. Вот как раз такую бытовую технику и нужно защищать с помощью УЗО типа "А".
Теперь давайте перейдем к доказательствам необходимости использования УЗО типа "А" для правильной защиты человека.
Первым доказательством будет ГОСТ Р МЭК 60755-2012 "Общие требования к защитным устройствам, управляемым дифференциальным (остаточным) током". В нем есть очень хорошая табличка B.1. В ней показаны формы тока в зависимости от электронной схемы потребителя.
В левой части показана простейшая схема электронной части большинства домашних потребителей, а в правой части показана форма дифференциального тока утечки. Посмотрите таблицу ниже.
Как видите в большинстве случаях использование УЗО типа "АС" будет бесполезно, так как дифференциальный ток утечки не будет иметь синусоидальную форму.
Вот скриншот из вебинара ABB, где показана аналогичная табличка. В ней хорошо показано, что применение УЗО типа "АС" в большинстве случаях не допустимо. Дальше я выложу данное видео. Его я всем рекомендую посмотреть от начала и до конца.
Еще есть хорошая формулировка в каталоге ABB, что УЗО типа "А" предназначены для...
А в нашей современной домашней технике обязательно регулируется физическая величина. Это скорость вращения барабана в стиральной машине, скорость вращения вентилятора и температура в кондиционере, режим работы и температура СВЧ печи и т.д.
Вторым доказательством использования УЗО типа "А" является паспорт (инструкция) на саму бытовую технику. Для того чтобы убедиться в этом, возьмите и откройте его, например, от своей стиральной машины, посудомоечной машины, микроволновки и т.д. Откройте в нем раздел "Подключение к электросети" и прочитайте то, что там написано. Там строго написано, что данную технику необходимо защищать только с помощью УЗО типа "А". Это рекомендации конструкторов, инженеров, разработчиков данных приборов, которыми они были произведены. Эти люди лучше нас знают, как устроено их устройство, какие токи в нем протекают и поэтому их требованию необходимо беспрекословно следовать.
Вот вырезка из паспорта на стиральную машину Bocsh. Данная пиктограмма обозначает УЗО типа "А".
Конечно не в каждом паспорте вы найдете данную рекомендацию. Почему-то некоторые производители домашней бытовой техники пренебрегают данным требованием и не указывают его. Но, все именитые европейские бренды всегда уделяют особое внимание безопасности человека и выделяют данный момент в разделе "Подключение к электросети".
Ниже предлагаю посмотреть вебинар представителя концерна ABB, где рассказывается о выборе типа УЗО "АС" или "А". Правда в начале рассказывается о системе заземления TN-C, но начиная с 54 минуты начинается беседа про выбор типов УЗО. Я все-таки рекомендую не полениться и посмотреть все видео, так как в нем очень много полезной информации.
Кого нельзя слушать при выборе типа УЗО?
Это в первую очередь менеджеров и продавцов магазинов электротоваров. Они всегда стараются продать тот товар, который у них есть в наличии, а УЗО типа "А" это не складская позиция особенно в регионах страны и идет под заказ. Также многие менеджеры не знают в чем разница между типами УЗО "А" и "АС". Этими словами я не хочу обидеть всех продавцов электротоваров. Возможно где-то и работают люди, разбирающиеся в типах УЗО, но я таких в Самаре не встречал)))
Не всегда полагайтесь на рекомендации электриков. К сожалению многие тоже не знают разницы в данном деле. Очень часто встречал от электриков фразу, что УЗО вообще не нужно ставить, так как оно постоянно срабатывает. Не слушайте родственников и соседа, у которых стоят два автомата уже 20 лет и все работает. Еще сегодня стал очень опасен ютуб, так как в нем выкладывают ролики все кому не лень и, к большому сожалению, большинство видео не несут правильной информации.
Кого нужно слушать при выборе типа УЗО?
Нужно обязательно следовать рекомендациям из инструкций на оборудование. Смотрите вебинары, которые устраивают крупные концерны, такие как ABB, Legrand, IEK и т.д. В их видео очень много полезной и грамотной информации. Вебинары проводят ведущие инженеры и разработчики оборудования, которые знают о чем говорят. На официальных сайтах крупных концернах можно найти расписание вебинаров и их записи. Вот их я и рекомендую к просмотру.
Подытожив все вышесказанное можно сделать вывод, что УЗО типа "АС" можно устанавливать на защиту цепей, к которым подключены резистивные нагрузки, такие как лампы накаливания, обычные варочные панели и духовые шкафы, обычные обогреватели, простые электрические чайники. На всю остальную технику с электронными компонентами обязательно необходимо устанавливать УЗО типа "А".
Вот именно поэтому я всем, кому собираю электрощиты , рекомендую всегда выбирать УЗО типа "А". Если в щите устанавливается УЗО, к которому планируется подключаться несколько автоматических выключателей, то здесь однозначно нужно выбирать тип "А", так как присутствует большая вероятность включения в сеть электронного оборудования.
ВАЖНО!!! Тоже самое касается и выбора дифавтоматов (АВДТ). Они тоже бывают типа "АС" и "А".
В Европе уже давно в жилом секторе используют только УЗО типа "А", так как только оно может обеспечить необходимый уровень безопасности человека. Пройдя по этой ссылке вы можете увидеть пример электрощита из Германии . В нем установлены все УЗО типа "А".
К сожалению, в бюджетных сериях защитных устройств нет УЗО типа "А" с токами утечки 10-30мА. Они есть только в дорогих и более профессиональных сериях, например, серия F202 у ABB или DX3 у Legrand. Но если сравнивать разные типы УЗО из одной серии, то разница в стоимости между "А" и "АС" составляет примерно 500 рублей.
Да, УЗО типа "А" сегодня стали очень дорогими, но все равно жизнь человека дороже!!!
Возможно в своих выводах я и ошибаюсь. Если так, то поправьте меня. Мне тоже будет полезно представлять всю реальную картину с выбором УЗО типа "АС" или "А". Но, я свои данные выводы делал на изучении соответствующих нормативных документов и рекомендациях специалистов профильных компаний.
Устройства защитного отключения спасают человека от получения электрических травм за счет снятия напряжения с электропроводки при возникновении через нее токов утечек. Невидимые и неконтролируемые нарушения слоя изоляции способны причинить огромный вред нашей жизни и имуществу. Поэтому такие защиты постепенно набирают все большую популярность среди населения.
Фирмы-производители выпускают эти приборы довольно большим ассортиментом и наделяют их различными электрическими характеристиками, которые позволяют оптимально подобрать устройства под конкретные условия эксплуатации каждой электропроводки.
Работа УЗО на электронных компонентах зависит от наличия напряжения в сети. Для отключения необходимо питание логической схемы с встроенным усилителем. По этой причине такие устройства считаются менее надежными: они, как правило, не смогут выполнить свои защитные функции при обрыве нуля, когда образовался случай прохождения потенциала фазы через тело человека.
Этот вариант показан на картинке: блок питания не получает напряжения сети, а фаза через пробой изоляции на корпус стиральной машины проходит через пострадавшего на землю. Защитная функция не может быть выполнена из-за конструктивных особенностей прибора.
Электромеханические УЗО срабатывают непосредственно от тока утечки, используя не электрическую энергию питающей сети, а потенциал взведенной заранее механической пружины. Поэтому они, при возникновении аналогичной ситуации, выполняют свою защитную функцию.
На картинке показан самый тяжелый случай для работы электромеханического УЗО, подключенного в двухпроводную схему.
В начальный момент возникновения неисправности ток утечки станет проходить сквозь тело человека, но, через короткое время, необходимое для срабатывания электромеханического устройства, произойдет снятие потенциала фазы со схемы.
Поскольку этот промежуток времени меньше, чем период наступления фибрилляции сердца, то можно считать, что защитная функция электромеханического УЗО в этом случае выполняется.
Вполне естественно, что если в рассмотренных примерах корпус стиральной машины будет подключен к РЕ-проводнику, то:
электронная схема, как правило, тоже не сработает;
электромеханическое устройство отключит фазу в момент пробоя изоляции и этим полностью предотвратит прохождение тока через тело человека.
УЗО-Д
Обратите внимание на то, что при описании возможностей отключения токов утечек электронными УЗО сделано дополнение «как правило». Это объясняется тем, что сейчас производители учли недостатки предыдущих конструкций и наладили выпуск приборов с блоками питания, которые обеспечивают работу устройства при снятом с него напряжении.
Такие УЗО маркируют буквой «Д» и обозначают «УЗО-Д». Они могут отключать напряжение при отсутствии питания:
с установленной выдержкой времени;
или без нее.
При этом их наделяют способностью:
выполнения автоматического повторного включения (АПВ) схемы под нагрузку при возобновлении напряжения;
запрета АПВ.
УЗО-Д могут быть наделены условиями селективной работы, необходимыми для устройств, использующих автоматическое включение резерва (АВР) при исчезновении основной линии электропитания. Такие приборы маркируют буквами S и G.
Они отличаются продолжительностью задержки на срабатывание. УЗО-Д типа S обладает большим временем, чем тип G.
Таблица стандартных значений времен отключения и неотключения при работе УЗО из-за появления дифференциального тока по ГОСТ P 51326.1-99 представлена картинкой.
Для сравнения этих величин можно использовать графики, созданные для УЗО общего типа с отключением дифференциального тока 30 мА и типа S — 100 мА.
Устройства типа G работают со временем срабатывания порядка 0,06÷0,08 секунды.
УЗО типа S и G позволяют обеспечивать принцип избирательности для формирования каскадных схем защиты с недопустимыми токами утечек и созданием алгоритма определенной очереди отключения потребителей.
Вторым способом обеспечения селективной работы подобных устройств является подбор или регулировка уставки дифференциального органа.
Ток нагрузки, проходящий через УЗО
На корпусе каждого прибора и в технической документации указывается величина номинального рабочего тока устройства и защищаемых потребителей, по которой осуществляется выбор конструкции. Это численной выражение всегда соответствует ряду номинальных токов электрооборудования.
Каждое УЗО выпускается для обработки тока определенной формы колебаний. С целью обозначения этой характеристики прямо на корпусе делаются буквенные надписи и/или графические изображения типа прибора.
УЗО типов А и АС реагирует как на медленное нарастание дифференциального тока, так и на быстрое, скачкообразное его изменение. Причем, тип АС наиболее всего подходит для использования в обычных бытовых условиях потому, что он предназначен для защиты потребителей, питающихся переменными синусоидальными гармониками.
Приборы типа А используют в тех схемах, где проводится регулировка нагрузки за счет обрезания части синусоиды, например, изменения скорости вращения электродвигателей тиристорными или симисторными преобразователями напряжения.
Приборы типа В эффективно работают там, где используется электрооборудование, требующее применения токов разной формы. Чаще всего их устанавливают на промышленных производствах и внутри лабораторий.
Следует отметить, что в последние годы резко возросло количество электроприборов с бестрансформаторным питанием. Практически все персональные компьютеры, телевизоры, видеомагнитофоны имеют импульсные блоки питания, все последние модели электроинструмента снабжены тиристорными регуляторами без разделительного трансформатора. Широко применяются различные светильники с тиристорными светорегуляторами.
Это означает, что вероятность возникновения утечки пульсирующего постоянного тока, а, соответственно, и поражения человека значительно возросла, что и явилось основанием для внедрения в широкую практику УЗО типа А. В европейских странах, в соответствии с требованиями электротехнических норм, последние несколько лет ведется повсеместная замена УЗО типа АС на тип А.
Устройство защитного отключения подключается в работу вместе с автоматическим выключателем для защиты от перегрузов по току. Подбирая их номиналы, следует учесть то, что автомат наделен функциями теплового расцепителя и электромагнита отключения.
При токах, превышающих номинальные значения автоматического выключателя до 30%, работает только тепловой расцепитель, но с задержкой отключения порядка часа. Все это время УЗО будет подвергаться воздействию завышенной нагрузки и может сгореть. По этой причине его номинал желательно использовать на одну величину больше, чем у автомата.
Маркетологи производителей в целях рекламы стали наделять УЗО функцией защиты подключенной электрической схемы от перегрузов и сверхтоков коротких замыканий. Однако, электрик должен понимать, что это уже другое устройство, называемое дифференциальным автоматом.
Уставка дифференциального органа
Выбор УЗО по току ограничения утечки важен потому, что он обеспечивает условия безопасности. Приборы, работающие во влажных комнатах, необходимо подключать к устройствам защитного отключения с уставкой 10 мА. Для среды жилых помещений достаточно выбирать номинал в 30 мА.
Защита зданий от возгорания за счет нарушения изоляции электропроводки обеспечивается работой дифференциального органа, настроенного на 100 или 300 мА, в зависимости от конструкции и материалов строения.
Все приборы УЗО можно разделить на 2 условные группы:
1. обладающие возможностями регулировки уставки дифференциального органа;
2. без настроек.
Корректировку приборов первой группы можно проводить:
дискретно;
Однако, регулирование срабатывания дифференциального органа для домашних приборов не требуется. Его выполняют для решения задач специальных электротехнических установок.
Количество полюсов
Поскольку УЗО работает на сравнении токов, проходящих через дифференциальный орган, то число полюсов у прибора совпадает с количеством токоведущих проводников.
В отдельных случаях можно использовать устройство защитного отключения с четырьмя полюсами для работы в двухпроводной или трехпроводной сети. При этом надо будет оставить в резерве свободные полюса фаз. Прибор будет выполнять свои функции, реализуя собственные возможности не полностью, а частично, что экономически невыгодно.
Этот способ применяется для аварийной замены неисправного прибора либо при монтаже однофазной сети, которая в скором времени будет переведена на работу от трех фаз.
Метод установки УЗО изготавливаются в разных корпусах для стационарного крепления в электропроводку или с возможностью использования в качестве переносного прибора, снабженного гибким проводом-удлинителем.
Приборы с креплением на Din-рейку устанавливает в электрические щитки, расположенные в подъезде или квартире.
Встроенная в стену УЗО-розетка обеспечивает безопасность человека при пользовании им любого подключенного к ней электроприбора.
УЗО-вилка, соединенная проводом с одним проблемным прибором, защищает его при эксплуатации в местах с разными условиями окружающей среды.
Номинальное напряжение
Устройства защитного отключения, используемые в однофазной сети, выпускаются на рабочее напряжение 230 вольт, а в трехфазной — 400.
Дополнительные функции
Способность УЗО защищать человека от попадания под действие электрического тока постоянно совершенствуется производителями. Они наделяют эти приборы все большими возможностями, подключают к ним дополнительные элементы и аксессуары, создают корпуса с различными степенями защиты от воздействия окружающей среды.
Например, известны устройства, обладающие стойкостью к импульсным перенапряжениям за счет работы встроенного варистора и те, которые отключают токи утечек в подобных ситуациях.
Непосредственно перед тем, как разобрать вопросы принципа действия, области применения и классификации УЗО, а так же правил по их выбору, нужно разобраться подробнее с тем, что же представляют собой данные приборы. Распространено заблуждение, что УЗО и «автоматы» - тождественные понятия, и это категорически неверно. Названные приборы отличаются друг от друга не только по принципу работы, но и призваны выполнять абсолютно разные задачи. Необходимость применения устройств защитного отключения обусловлена тем, что такие устройства призваны максимально обезопасить все помещения, которые богаты проводкой и, как следствие, подвержены возникновению сопряженных с электрическим током опасностей как для целостности помещения (защита от пожароопасных ситуаций), так и для безопасной жизнедеятельности человека.
Что такое УЗО
УЗО (или устройство защитного отключения) – прибор, предназначающийся для отсекания подачи электрического тока в цепи, когда возникает утечка на землю. Следовательно, УЗО призваны осуществлять функцию своего рода предохранителя от вероятного поражения от контакта с током. Принципиальное отличие данных устройств от "автоматов" – то, что автомат призван, по большей части, спасти оборудование от повреждений и характеризуется срабатыванием при силах тока, которые для человека могут стать смертельными, УЗО же сработает и при утечке на порядок по значению меньшей, чем требуемая для выведения из строя оборудования.
Принцип работы
Устройства защитного отключения иногда называются «дифференциальными автоматами» и «автоматами дифференциального тока». Такие названия более точно описывают и открывают суть и принципы действия рассматриваемого устройства. Работает УЗО следующим образом: оно воспринимает разность в силах тока на входах (так называемая фаза) и на выходах (иначе говоря, ноль). При существующем различие в обозначенных значениях и достижением ими определенных, установленных величин, устройство сразу же разомкнет цепь.
Такую разницу входящих и выходящих токов, на которую устройство защитного отключения сработает, специально выбирают на порядок меньше по значению, чем то, что сможет в определенной степени нанести физический вред здоровью человеку. Обычно, это значения от 15 до 30 мА.
По причине описанного принципа, УЗО способны размыкать цепи при наличии факта «пробоя» даже на сам корпус, до момента воздействия на человека. К тому же, эти устройства, помимо функции защиты человеческой жизнедеятельности, берегут и средства хозяев, и предотвращают пожароопасные ситуации, ведь полностью устраняют проблему «утекающих» электрических токов.
Области применения УЗО
Устройства защитного отключения применяются в качестве комплектующих для ВРУ – это вводно-распределительные устройства, для щитов группового типа (яркий пример – этажный щит в жилом доме). Так же часто эти устройства можно встретить в щитах распределителей и в системах снабжения током для индивидуального потребителя.
Если говорить об областях применения в целом, то характерными примерами являются:
- общественные постройки любого плана;
- жилые помещения, индивидуальные и многоквартирные;
- административные здания;
- производственные и прочие промышленные помещения;
- различного рода предприятия.
Применять УЗО, как мы уже выяснили, выгодно и правильно как с точки зрения экономической, так и с точки зрения пожаробезопасности, что уж говорить о защите человека.
Если говорить о пожароопасных ситуациях, то приблизительно 40 из 100 возникают из-за того, что существующая проводка устарела как морально, так и в техническом плане. Помимо привычных КЗ (коротких замыканий), нередки случаи деформации изоляционных слоев, что способствует дополнительным утечкам тока. Чаще всего утечки тока по своей величине незначительны для того, чтобы сработали устройства типа «автоматов». Но величины такого тока может быть достаточно для возникновения пожароопасной ситуации. Учитывая данную особенность, целесообразно устанавливать УЗО. Чтобы контролировать состояние изоляционных элементов, ставятся УЗО на значения в 100-300 мА (для квартир, к примеру, подойдёт 100 мА, а в офисах и частных домах – 300 мА).
Если же говорить о защите человеческой жизнедеятельности от поражающих факторов воздействия электрического тока, то величина, при которой сработает устройство, не должна превышать 30 мА. Не меньше, ведь при недостаточной величине критического значения существует вероятность ложных срабатываний прибора. Рекомендована установка УЗО в линиях питания розеток, располагающихся в ванных комнатах, на кухнях, так же в цепях "стиралок" и "посудомоек". Идеально, когда такие устройства установлены на все группы розеток.
Обратите внимание! УЗО нельзя использовать на линиях, пытающих устройства, которые оповещают об опасности (например, возгорании)!
Классификация и разновидности УЗО
Существующие устройства защитного отключения подразделяются на значительное количество подвидов.
Критериями для разделения выступают:
- Принцип действия (наличие или отсутствие дополнительного источника питания);
- Метод установки (переносное УЗО, стационарное);
- Количество полюсов (от 1 до 4);
- Защищенность от сверхтока и перегрузки (по наличию такой защиты: от КЗ – коротких замыканий, перегрузок и сверхтоков);
- Возможность регулировки отключающихся дифференциальных токов (либо есть, либо нет);
- Стойкость к импульсным напряжениям (либо есть, либо нет);
- Связь с сетью (электромеханика и «электроника»).
Так же критерием для разделения на подвиды выступает следующий – условия нормальной работы. По данному критерию УЗО делятся на:
- УЗО-Д (АС);
- УЗО-Д (А);
- УЗО-Д (В);
- УЗО-Д (S);
- УЗО-Д (G).
АС характеризуется реакцией на переменные токи синусоидального характера, которые возникают внезапно или постепенно возрастают.
А – на переменные токи синусоидального характера, постоянные пульсирующие токи.
В – на дифференциально-постоянные, переменные и выпрямленные токи.
УЗО типа S характеризуется реакцией селективного типа (или выдержкой) на токи с УЗО-Д подгруппы В.
G – это аналог подвида S с уменьшенной выдержкой.
К рабочим характеристикам рассматриваемых устройств относятся следующие: номинальный ток, номинальное напряжение, уставка по токам утечки, номинальный ток КЗ (короткого замыкания).
Выбор УЗО
Чтобы выбрать то или иное УЗО, нужно, для начала, определиться, требуется ли защита от прямых (непрямых) контактов тока, КЗ, перегрузок и селективности. Самым распространенными и дешевыми являются устройства подтипов А и АС. Важно учитывать так же габариты УЗО. Вполне может получиться, что выбранное устройство просто не поместиться в щиток.
Следует обратить внимание и на напряжения и токи нагрузки УЗО. Выбирать их рекомендуется, исходя из напряжения сети, которую требуется защищать. Так же учитывается максимальное значение электрического тока на линии. С учетом номинальных токов выбирается установка определённого вида УЗО. Для классических линий при токах в 16-40 А подойдёт 30 мА. При токах в 40 А выбирается установка в 100 мА, для 80 А – 300 мА.
В случаях, когда требуется обеспечение мер защиты для создания пожарной безопасности, выбираются установки в 300 мА. В случае выделенных линий по обеспечению питанием пожароопасного помещения (например, бани или сауны, ванной) потребуется установка в 10 мА, при групповых линиях – 30 мА.
Выбирая устройства защитного отключения, следует учитывать важную особенность: в больших по площади помещениях и квартирах при наличии сложных схем разводок (в загородных домах, на производствах), все зоны или отдельные участки помещения при наличии собственной проводки должны оборудоваться и собственными УЗО.
Поэтому, кроме выбора типов устройств, стоит так же рассчитать количество, которое потребуется для обеспечения надежной защиты помещения как от пожароопасных ситуаций, так и случаев непреднамеренного поражения электрическим током.
Чтобы систематизировать и обобщить накопленные знания о том, что такое УЗО и какими группами представлены на сегодняшний день, какую роль выполняют и где их применение практически необходимо, рекомендуется, прежде всего, понять отличие УЗО от устройств типа «автоматов». Автоматы в большей степени призваны спасти оборудование и приборы, выдерживая при этом нагрузки тока, которые УЗО просто-напросто не выдержит, что и говорить о человеческой безопасности. Необходимость применения УЗО при современных темпах электрификации помещений, как жилых, так и производственных, очевидна и их наличие в наши дни на различных линиях и потоках – важное требование и мера предупреждения возникновения неприятных ситуаций.
Любая электрическая сеть должна иметь устройство защиты, но, что такое УЗО и какой принцип его действия знает далеко не каждый. Расшифровка аббревиатуры выглядит так – устройство защитного отключения.
Этот электрический низковольтный аппарат предназначен для выключения защищаемого участка цепи при создании дифференциального тока, превышающего номинальное значение для этого прибора.
В нашей статье постараемся подробно разобрать устройство и принцип действия УЗО, рассмотреть существующие разновидности и разобраться с тем, какую информацию содержит маркировка устройств защитного отключения.
Устройство контура заземления УЗО является РЕ-проводником нейтральных токопроводящих корпусов или деталей электрических механизмов с сопротивлением не выше 4 Ом.
При возникновении тока утечки указанные элементы оборудования могут быть под напряжением, что представляет опасность для жизни человека и животных при соприкосновении с ними, а также для имущества в целом.
Спасти от получения электротравм - призвание обзорных аппаратов. При обнаружении тока утечки они отключают напряжение.
Наибольшая опасность кроется в том, что такие нарушения в цепи являются невидимыми и в редких случаях ощутимыми, когда при касании к прибору можно почувствовать легкий удар током.
Основной причиной этого явления служит нарушение изоляционного слоя проводки. Неконтролируемые процессы могут нанести большой вред, поэтому защитное оборудование обретает большую популярность в бытовых условиях.
Воздействие токопроводящих сетей на человеческий организм может обернуться плачевными последствиями. Эта проблема была решена с помощью контрольно-измерительных приборов УЗО, относящихся к защитному сегменту. Основные требования по монтажу и использованию описаны в МЭК 60364
Применение УЗО получило наибольшее распространение в с переменным током и заземлением нейтральной линии, а также с показателями напряжения до 1 кВт в формате бытового электроснабжения.
Конструктивное исполнение УЗО
Опциональные особенности защитного механизма помогут разобраться в принципе действия УЗО, а именно воспроизводимую реакцию аппарата на утечку тока.
К ключевым рабочим узлам относятся:
- трансформаторный дифференциальный датчик;
- пусковой орган - механизм, разрывающий некорректно функционирующую электроцепь;
- контрольный блок.
К датчику подключены встречные обмотки – фаза и ноль. При нормальном режиме работы сети, эти полупроводниковые элементы образуют в сердечнике магнитные потоки, имеющие противоположное направление по отношении друг к другу. За счет этого магнитный поток равен нулю.
Принцип действия/работы УЗО состоит в следующем: подача тока с фазной линии на контрольное сопротивление и после этого - на нейтральный провод, минуя датчик.
Таким образом создаются условия разных показателей тока на входе и выходе прибора. Этот дисбаланс и должен привести к запуску узла отключения.
В зависимости от разработчиков, схемотехническое устройство может разниться, однако принцип, используемый в работе УЗО, будет идентичный у всех моделей.
Принцип срабатывания защитного механизма
Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО. Функционирование защитного прибора основано на измерительном методе.
Фиксируются входящие и выходящие параметры протекающих через трансформатор токов. Если первое значение больше, чем второе, это означает, что в электроцепи происходит утечка тока и прибор воспроизводит отключение. Если параметры идентичны, устройство не срабатывает.
Целесообразность использования УЗО
Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО и от каких негативных факторов воздействия устройство обеспечивает защиту.
В первую очередь - замыкание фазы на корпус электротехники. В основном к проблемным участкам относят ТЭНы нагревателей и стиральных машин. Стоит заметить, что пробой образуется только в том случае, когда теплообразующая деталь нагревается под действием тока.
Также при некорректном подключении проводов. Например, если используются скрутки без клеммной коробки, которые в последующем утапливаются в стене и закрываются слоем штукатурки. Поскольку поверхность имеет повышенную влажность, эта скрутка и будет пробоем, дающим утечку в стену.
Дифференциальный защитный механизм в этом случае будет постоянно выполнять обесточивание линии пока участок полностью не высохнет или пока не будет переделан соединительный узел.
Автоматическая защита эффективно применяется в условиях быта: в электрических группах для ванной комнаты, кухни и розетках, с большим количеством питающихся приборов. Идеальный вариант, когда такого рода устройства установлены на каждой группе розеток
Сфера применения обзорных аппаратов довольно разнообразна - от общественных построек до масштабных предприятий. Ими комплектуются электротехнические конструкции и схемы, предназначенные для приема и распределения: щитки в жилых домах, системы снабжения током для индивидуального потребления и т.д. Главное при этоом – правильно .
Виды приборов и их классификация
Фирмы-разработчики наделяют свои изделия разноплановыми возможностями, которые необходимо учитывать при определении нужного вида УЗО, отталкиваясь от конкретных условий эксплуатации электропроводной сети.
Для того чтобы обычный потребитель сумел подобрать необходимое устройство защитного отключения среди многообразия предлагаемых моделей, была создана классифицирующая система, основанная на следующих характеристиках:
- принцип срабатывания;
- род дифференциального тока;
- задержка по времени отключающего дифференциального тока;
- количество полюсов;
- метод установки.
Классификация #1 - по методу включения
Существуют всего два метода включения – электромеханический и электронный. В первом случае автомат отключит питание на поврежденной линии вне зависимости от напряжения сети. Основной рабочий орган – тороидальный сердечник с обмотками.
При образовании утечки, во вторичной цепи формируется напряжение для задействования работы реле поляризации, что и приводит к активации механизма выключения.
Для устройств электромеханического типа не требуется внешнее напряжение. Источником для их срабатывания является дифференциальный ток на линии повреждения
Функционирование аппарата с электронной начинкой полностью зависит от дополнительного напряжения, т.е. требуется внешнее питание. Здесь рабочим органом представлена электронная плата с усилителем.
Внутри такого механизма нет дополнительных источников, аккумулирующих энергию, поэтому для работы схемы используется электричество внешней сети и, если напряжения нет, – устройство не разорвет цепь.
Определение типа устройства: к клеммам пальчиковой батарейки «АА» припаять два провода. Включить УЗО и подсоединить к входу защитного блока, а следующий – к выходу. Линии присоединяют на один полюс. Если аппарат отключится – это означает, что представлен электромеханический тип, если нет – электронный
Пример работы электронного УЗО, установленного на линии с розеткой, откуда питается микроволновая печь: произошел обрыв нулевой фазы, в дополнение к этому, в этот же период образуется неисправность электропроводки СВЧ и происходит замыкание фазы на корпус, т.е. на нем появляется опасный потенциал.
Если дотронуться до печки, электронный тип защиты не будет задействован, т.к. нет питающей сети. Именно по причине ненадежности в сравнении с электромеханическим аналогом этот прибор получил меньшее распространение.
Классификация #2 - по роду тока утечки
Все модели выпускаемых автоматов безопасности дополнительно разделяют по току нагрузки, проходящего через устройство. Они обрабатывают напряжение заданного формата колебаний.
На корпусе всех приборов и в паспорте прописывается номинальное значение рабочего напряжения. Этот параметр должен соответствовать диапазону номинального тока электротехники.
Тип АС будет активирован при моментальном возникновении переменного напряжения утечки в подконтрольной схеме или же при его волнообразном наращивании. Эти аппараты маркируются надписью «АС» или символьным знаком «~».
Наиболее подходящий форм-фактор для бытового применения – УЗО-АС. Модель является самой дешевой из приборов аналогичного действия. В паспорте к электротехнике производители нередко указывают конкретную модель защитного автомата, подходящую для этого изделия
Тип А срабатывает при мгновенном образовании переменного или пульсационного пробойного тока в контролируемой цепи, или при их медленном нарастании.
Такой механизм можно использовать в любых представленных ситуациях. На корпусе автомата нанесена аббревиатура «А» или символ, как на графическом изображении в прямоугольнике .
Чаще всего А-тип подключается к схеме, где воспроизводится регулирование нагрузки посредством обрезания верхушки синусоиды, например, корректировка показателей скорости оборотных движений двигателя тиристорным преобразователем.
УЗО подвида В эффективны для воспроизведения реакции в подчиненной электросхеме постоянного, переменного или преобразованного (выпрямленного) тока утечки.
Это дорогостоящее оборудование, предназначенное для объектов промышленной деятельности. В бытовых условиях они не применяются.
Представленные устройства защиты отключения типа А, В и АС рассчитаны на время активизации 0,02-0,03 с.
Классификация #3 - по типу задержки по времени
Эта классификация предполагает различие по двум типам: S и G. Автоматическую защиту типа S можно охарактеризовать реакцией селективного формата. Выдержка по времени срабатывания соответствует диапазону 0,15-0,5 с. Его целесообразно выбирать в случае группового подключения УЗО.
Согласно схеме, в щитке размещено две нагрузочные группы в виде розетки №1 и №2, на которые подключено УЗО типа А, а на вход помещения второй автомат – S.
Если произойдет пробой в одном пучке, вводной прибор активизируется только тогда, когда коллективное устройство не выполнит свою функцию и не отключит дефектный участок.
Селективность активизирования разрыва цепи можно выполнить, используя другой метод – посредством уставок тока утечки. Этот способ получил наибольшее распространение.
Схема квартирного щитка с двумя группами нагрузки, где подключены два разных типа защитных устройств: АС с уставкой пробоя, и второе А, но с большим значением
Возьмем аналогичную предыдущей схему и видоизменим ее таким образом: групповой автомат выбираем типа АС только уже с уставкой дифтока 0,03 А, а на вводе будет аналогичное устройство только на 0,1 А.
Есть ситуации, когда дифференциальный ток в цепи повреждения превышает номинальные уставки двух приборов защиты. Для первой схемы выборочность не будет нарушена, а во второй – ток отсечки может подать любое из подключенных устройств.
Аппарат форм-фактора G также представлен селективным принципом сработки и обладает выдержкой 0,06-0,08 с. Все описанные выборочные виды рассчитаны на воздействие экстремальных токов – до 15 кА.
Некоторые модели УЗО обладают системой регулирования уставки дифоргана, другие не имеют такой возможности. Однако для бытовых целей подходит второй вариант исполнения
Ток ограничения является важным параметром выбора, т.к. именно за счет этого и обеспечивается безопасность.
Например, в помещениях с повышенной влажностью, питание электроприборов осуществляется с подключением в схему устройств отключения с уставкой 0,01 А. Для стандартных бытовых условий – 0,03 А.
Для организации противопожарной безопасности зданий – 0,1-0,3 А. Рекомендуем ознакомиться с советами по и тонкостями его монтажа.
Классификация #4 - по числу полюсов
Ввиду того что автоматическое устройство функционирует по принципу сравнения величин тока, проходящих через него, то количество полюсов у автомата будет идентично количеству токопроводящих линий.
Двухполюсное УЗО обозначается как 2Р. Его включают в однофазную схему для обеспечения защиты человека и предотвращения возможных причин пожара.
Маркировка четырехполюсных УЗО – 4Р. Они рассчитаны на работу в сети с тремя фазами. Также возможен вариант комбинации установки, например, прибор с четырьмя полюсами вводится в двухпроводную сеть.
Однако при этом будет реализован не весь потенциал устройства, что является экономически невыгодным.
При установке защитного автомата стоит учитывать вероятность того, что ток нагрузки может превысить максимальные рабочие значения устройства. Поэтому дополнительно устанавливается автоматический выключатель с номинальным напряжением не больше, чем рабочий ток системы безопасности
Классификация #5 - по способу установки прибора
Поскольку дифференциальные защитные устройства выполняются в различных корпусах, их можно использовать в качестве стационарных или переносных.
Во втором случае аппарат снабжается удлиняющим проводом. Приборы, фиксирующиеся на din-рейке, что размещается либо в коридоре, либо в квартире.
Также есть варианты исполнения вида и УЗО-вилка. И в первом, и во втором случае любой электроприбор, подключенный посредством такого механизма, при поломке не представляет опасности для человека.
Полная расшифровка маркировочных значений
В обязательном порядке на корпусе устройства присутствует название фирмы-разработчика. Далее следует стандартизированная маркировка с обозначением серийного номера.
Для расшифровки аббревиатуры будем использовать такой пример [F][X]00[X]- :
- [F] – устройство защитного отключения;
- [X] – формат исполнения;
- 00 – цифровые или буквенно-цифровые обозначения серии;
- [X] – количество полюсов: 2 или 4;
Расшифровка аббревиатуры: 1 – бренд; 2 – тип устройства; 3 – селективный вид; 4 – соответствие европейским стандартам; 5 – номинальный рабочий ток и уставка; 6 – максимальное переменное рабочее напряжение; 7 – номинальный ток, который прибор может выдержать; 8 – дифференциальная включающая и отключающая способность; 9 – электросхема; 10 – ручная проверка работоспособности; 11 – маркировка положения переключателя
К максимальным параметрам, на которые рассчитаны устройства, относятся: напряжение Un , ток In , дифференциальное значение тока размыкания цепи IΔn , способность включения и отключения Im, коммутационная способность при замыканиях Icn .
Основные маркировочные значения должны быть расположены таким образом, чтобы оставаться видимыми после установки прибора. Некоторые параметры могут наноситься сбоку или на задней панели, видимые только до монтажа изделия.
Выходы, предназначенные только для подсоединения нулевого провода, обозначаются латинским символом «N ». На отключенный режим УЗО указывает символ «О » (окружность), включенный - короткая вертикальная черта «I ».
Не на каждое изделие нанесены оптимальные температурные показатели окружающей среды. В тех моделях, где есть символ - это значит, что диапазон рабочего режима от -25 до + 40 °C, если нет никаких обозначений - имеются в виду стандартные показатели от -5 до +40 °С.
Выводы и полезное видео по теме
Видеоматериал с подробным обзором всех составляющих элементов обзорных механизмов защиты, их предназначения и принципа взаимодействия друг с другом:
У вас остались вопросы по принципу действия или классификации устройств защитного отключения? Или вы хотите дополнить изложенный материал полезными сведениями? Пишите, пожалуйста, свои уточнения в блоке комментариев, задавайте вопросы – эксперты и компетентные посетители нашего сайта постараются максимально развернуто вам ответить.