УЗО: что это такое? Назначение, применение и технические характеристики

Классификация УЗО (УЗО-Д)

Ниже представлена классификация устройств защиты по нескольким важнейшим признакам, информация соответствует ГОСТ Р 50807-95, но представлена в более удобном и систематизированном виде.

Классификация УЗО-Д

По способу действия:

Без вспомогательного источника питания.
Со вспомогательным источником питания:

С авт. отключением при отказе источника с выдержкой времени без нее:

с авт. повторным вкл. при восстановлении работы источника;
без авт. повторного вкл. при восстановлении работы источника;

Без авт. отключения при отказе источника:

с отключением в опасной ситуации после отказа источника;
без отключения в опасной ситуации после отказа источника;

Стационарные:

монтаж стационарной электропроводкой

Переносные:

монтаж гибкими проводами с удлинителями

По числу полюсов:

однополюсные двухпроводные
двухполюсные;
двухполюсные трехпроводные;
трехполюсные;
трехполюсные четырехпроводные
четырехполюсные

По виду защиты от сверхтоков и перегрузок по току полюсов:

без встроенной защиты от сверхтоков;
со встроенной защитой от сверхтоков;
со встроенной защитой от перегрузки;
со встроенной защитой от коротких замыканий.

Регулируемые:

дискретная регулировка
плавная регулировка

Нерегулируемые.

По характеристикам наличия постоянной составляющей дифференциального тока:

тип АС:

отключение при появлении или медленном возрастании переменного синусоидального дифференциального тока.

тип А:

Отключение от дифференциальных токов:

синусоидальных переменных;
пульсирующих постоянных;
пульсирующих постоянных с модуляцией пульсацией до 0,006 А, с контролем угла контроля сдвига фазы, или без него независимо от полярности внезапных или медленно растущих дифференциальных токов.

тип В:

отключение от дифференциальных токов:
синусоидальных переменных;
пульсирующих постоянных;
пульсирующих постоянных с модуляцией сглаженной пульсацией постоянного тока до 0,006 А;
постоянных от выпрямителей

Каждый из классификационных признаков – способ действия, способ установки и др. используется не только для классификации, он также считается важнейшей характеристикой УЗО-Д. Кроме них имеется еще ряд характеристик общих для всех устройств защиты и отключения.

Стандарты

В настоящий момент в России разработан и принят пакет стандартов, регулирующих применение, характеристики и методы проверки УЗО-Д. Их действие распространяется на устройства переменного тока с номинальным напряжением не выше 440 В и номинальным током не более 200 А, применяемых для защиты от поражения электрическим током людей и их имущества от последствий развития тока утечек. ГОСТ Р 50807-95 (2001) содержит определения, классификацию, характеристики и перечень стандартных методик проверки. Также в нем есть полные списки документов, на которые ссылается этот стандарт. Что касается правил применения, то все необходимое изложено в ГОСТ Р-30331.3 (Защита от поражения электрическим током). Эти стандарты согласованы с международными и содержат исчерпывающий объем информации по устройствам защиты, управляемым дифференциальными токами. Добавим, что стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) относит к УЗО-Д не все виды защитных устройств, работающих по принципу контроля дифференциальных токов. Согласно определению УЗО-Д считаются только механические коммутационные аппараты или комплексы, размыкающие контакты при достижении дифференциальным током установленного значения. Устройство может быть реализовано в виде набора отдельных специализированных узлов, фиксирующих, измеряющих дифф. ток и узлов, разъединяющих контакты. Примером таких пространственно разделенных УЗО-Д могут служить системы защиты воздушных линий электропередачи. В то же время многочисленные электронные изделия с полупроводниковыми выключателями к стандартным УЗО-Д не относятся.

Особенности автоматов

Лишь специалистам известно, что защита выключателя класса «С» сработает при 10-кратном превышении номинального значения; для «В» ситуация чуть лучше, и порог срабатывания будет вдвое меньшим; ну, а для класса «А» отключение произойдет при двукратном завышении номинала. Это достаточно высокие величины, и при определенном стечении обстоятельств у «везунчика» есть риск остаться у вышеупомянутого утюга навсегда. Если же учесть, что большинство квартир и домов 8d09;защищено9e6f; выключателями С-класса, то есть повод задуматься о собственной безопасности. Совершенно иной результат будет в том случае, если в цепи есть выключатель УЗО.

Как работает устройство защитного отключения

Основной задачей устройства защиты является предотвращение поражения человека электричеством. Также устройство защиты необходимо для эффективной защиты от возгорания проводки в случае ее неисправности. Принцип работы заключается в обнаружении утечки тока, который в фазном проводе должен соответствовать показателям нулевого. Прибор анализирует показатели входящего и выходящего тока, а при отклонениях осуществляет отключение сети

Устройство защитного отключения что это такое за приспособление и в чем его важность. Это уникальное устройство позволяющее обнаружить даже малую утечку тока, что станет гарантом безопасности людей

Конструкция УЗО

С технической точки зрения конструкция УЗО-Д не представляет собой ничего сложного или нового по сравнению с конструкциями автоматических выключателей. Более того, российские производители начали и освоили выпуск этих изделий как раз на базе автоматов ВА. Примером могут служить хорошо известные УЗО22 завода Сигнал, производимые на базе автоматических выключателей ВА66-29 и ВА88-29. У них механика свободного расцепителя, катушка, контакты, дугогасители – все такое же, как и у ВА. Более подробно вы можете ознакомиться с их конструкцией принципом работы и устройством в статье автоматический выключатель (бытовой). Отличие заключается только в модуле, управляемом дифференциальным током (МЗО), устройство и работа которого описаны выше. То же самое можно сказать и об УЗО, выпускаемых на основе зарубежных автоматов.

Исключения срабатывания

В некоторых случаях устройство защиты может не сработать. Не произойдет отключение, если человека ударит током, но не замкнется на землю. Причиной может стать обувь, которая не проводит электричество. Также не приведет к срабатыванию, если прикоснуться одновременно к проводу с фазой и нулю. Защитное устройство не может распознать в этих ситуациях наличие утечки тока.

УЗО работает от общего питания сети и при условии полной исправности. Если происходит обрыв нуля перед устройством защиты, а фаза под напряжением, то срабатывание не произойдет.

Также неисправности самого устройства могут стать причинами его неработоспособности. Поэтому для безупречной работы устройства защиты и своевременным отключением напряжения в случае опасности необходимо периодически проводить проверку. Для тестирования прибор оборудован специальной кнопкой для этого.

Особенности применения

Каждое устройство защиты отключения напряжения в сети имеет свои характеристики, которые необходимо учитывать при выборе устройства. Перед установкой нужно рассчитать, какой именно прибор подходит под конкретную электрическую схему. Надо знать номинальную мощность нагрузки в сети, чтобы установленное устройство могло справиться с поставленной задачей защиты. Про устройство защиты, и какие характеристики имеет устройство, написано в инструкции к каждому прибору.

Читайте так же: Электропроводка в квартире своими руками, Как подключить проходной выключатель

Характеристики УЗО

Стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) дает рекомендуемые или предпочтительные значения характеристик УЗО-Д, и производители, желающие сертифицировать свою продукцию в системе ГОСТ Р должны придерживаться этих значений, но также они вправе выпускать продукцию и с другими показателями (в этом случае они не получат сертификата соответствия ГОСТ Р 50807-95). Полный перечень характеристик имеется в этом же ГОСТе, здесь будут показаны только некоторые основные. Для важнейших характеристик стандарт предлагает следующие величины.

Таблица 1

НАИМЕНОВАНИЕ	ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
Номинальное напряжение Un	100, 110, 120, 200, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 440(В)
Номинальный ток In	6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 (А)
Номинальный отключающий дифф. ток In	0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3; 5; 10; 20 (А)
номинальный неотключающий дифф. ток I?n	0,5 In
предельный неотключающий ток при нарушении симметрии фаз	6 In.

Время отключения УЗО определяется его конструкцией и зависит от значений номинального тока и номинального отключающего дифф. тока. В ГОСТ Р 50807-95 имеются соответствующие таблицы, в качестве ориентира покажем время отключения устройства с номинальным отключающим дифф. током 0,030 А. При непосредственном прикосновении, вызвавшим дифф. ток номинального значения устройство сработает за 0,5 с, при двойном превышении номинала за 0,2 с, при дифф. токе 0, 25 А (восьмикратное превышение) УЗО-Д отключится за 0,04 с.

Критерии выбора и стоимость

При покупке УЗО учитывается значение тока утечки, а также номинальный ток нагрузки, на который был рассчитан автоматический выключатель. Однако, для устройства защиты, данное значение должно выбираться на порядок выше, чем у автомата.

Дело в том, что диффавтомат довольно дорогостоящее оборудование и, как правило, дешевле приобрести модель без функции отключения в случае возникновения КЗ.

Выбранный же в соответствии с вышеописанным порядком, он не выйдет из строя, если произойдет замыкание, а выключатель обесточит цепь. Для жилых помещений рекомендуется устанавливать дифавтоматы с током утечки не более 30 мА, поскольку большее значение уже опасно для жизни.

Читать также: Приспособление для сверления плитки

Это оборудование, даже для бытовой установки, имеет достаточно высокую стоимость, что объясняется несколькими причинами.

Основная из них – это наличие дифференциального трансформатора, он выполняется из дорогостоящих материалов, и составляет до 50% всей стоимости.

Играет роль и название торговой марки. Так, например, аппарат на 30 мА, для установки дома, от российской компании IEK можно приобрести в среднем за 10 $. От известной же во всем мире французской Legrand минимум в два раза дороже.

Электробезопасность

Обязательным элементом любой домашней электросети (дальше мы будем говорить именно об этом случае) является автоматический выключатель. Это устройство монтируется возле электросчетчика либо в специальном щитке, а называется оно вводным. Его задача проста: выполнять коммутацию, а также без участия человека прерывать подачу электроэнергии в случае резкого превышения номинального тока (электромагнитная защита) или при продолжительной нагрузке свыше допустимых норм (тепловая уставка). Правильно подобранный автоматический выключатель может предотвратить возгорание проводки и частично обезопасить человека от возможной электрической травмы. Однако защитные функции значительно расширяются, когда монтируется другое устройство — автомат УЗО. Точки установки могут совпадать с местами монтажа привычных выключателей.

Случаи срабатывания

Защитное устройство электроснабжения обеспечивает безопасность для человека и необходимо в следующих случаях:

При замыкании фазы на корпус электроприбора. Происходит замыкание по причине нагревания провода под воздействием тока. Подвержены замыканию водяные электронагреватели, стиральные машины, электрические плиты, всевозможные тепловые обогреватели и тому подобные приборы.
При нарушении монтажа электропроводки. Ошибкой является замуровывание в стену проводов с имеющимися скрутками (соединениями). Когда стена намокает, то происходит утечка с фазы и возникает риск контакта человека с током.
При нарушении токораспределения в электрическом щитке. Неправильный монтаж схемы может привести к потере эффективности работы устройства, что приведет к отключению устройства.
При иных случаях, когда причину невозможно определить обычным осмотром электросоединений и состояния бытовых приборов. Такая ситуация может возникнуть при использовании газовой плиты с поджогом или стиральной машины у которой заливной шланг подключен к крану без изолирующего переходника. В результате имеет место утечка тока, и устройство защиты срабатывает.

Таким образом, установку необходимо доверять профессиональным мастерам, которые знают устройство УЗО: что это такое и какие существуют требования и нюансы монтажа.

УЗО — электрозащита и основа безопасности

Электричество представляет угрозу для человека в случае своего прямого воздействия на него. Поэтому существуют всевозможные приспособления, устройства и иные способы защиты, которые оберегают от контакта тела с током.

Но полностью же изолировать электрическую цепь невозможно, потому что встречаются разного рода соединения. Да и устаревание самих токопроводящих элементов неизбежно, что приводит к механическим повреждениям. Помимо этого пренебрежение техникой безопасности становится причиной поражения человека током.

Важной составляющей электрической цепи является заземление, представляющее собой искусственное соединение с землей. Контур заземления предотвращает удар током от электрооборудования, в случае пробоя напряжения на корпус

Рассматривая пример из жизни

Представим, что человек принимает ванну, вода для которой подогревается электрическим бойлером. Розетка для нагревателя защищена УЗО. По какой-либо причине в ТЭНе происходит пробой спирали на корпус. Из-за этого вся масса накопленной воды оказывается под опасным потенциалом, а через металлические части напряжение попадает в ванну. Если она не диэлектрическая и установлена на токопроводящем полу (чаще всего это именно так), то через цепь ТЭН — вода — ванна начинает течь ток на «землю». Человек, прикасаясь к металлическим предметам, так или иначе включается в цепочку, попадая под действие ЭДС.

Пока повреждения в ТЭНе не было, величины тока, протекающего по фазному и нулевому проводам через УЗО, были равны. То есть, говоря простым языком, сколько пришло, столько и ушло. Ведь цепь замкнута. Но как только возник пробой и образовался сторонний маршрут протекания тока, равенство перестало выполняться, и на бойлер стало выдаваться больше, чем возвращаться. Возникшее при этом в катушке УЗО магнитное поле задействует механизм отключения — и цепь разрывается. Все очень просто. Если бы защита выполнялась только электромагнитным расцепителем автоматического выключателя, то разрыв цепи произошел бы при превышении номинальной величины тока в 2-3 раза (для класса А) или даже в 10 раз (для С). Стоит ли говорить, что весь этот поток электронов мог прийтись на человека, если он держит в руках шланг душа и стоит босыми ногами на проводящем полу?

Также существует трехфазное УЗО. В этом устройстве через катушку проходит не два провода, а четыре: по одному на каждую фазу и нулевой

При этом не важно, сколько нагрузки приходится на каждую фазу, главное, чтобы суммарный приходящий ток был равен возвращающемуся

Принцип работы УЗО (УЗО-Д)

В основе работы УЗО-Д заложена фиксация тока утечки на «землю» и отключения сети при ее появлении. Факт утечки обнаруживается по разнице между токами: выходящим из УЗО и возвращающимся в него через нейтраль. Если сеть в порядке, то они равны по величине, но противоположны по направлению. При появлении утечки, например, человек коснулся провода, часть тока уйдет через его тело «на землю» по другому контуру, и в итоге ток возвращающийся в УЗО через нейтраль будет меньше выходящего. Такая же ситуация возникнет, если в каком-то электроприборе нагрузки нарушилась изоляция и под напряжением оказался корпус или другая деталь. Человек, задев за них создаст дополнительный контур «на землю», часть тока пойдет по нему и баланс нарушится (эта ситуация показана на рисунке). Разницу между выходящим и входящим токами засекает трансформатор с сердечником в виде кольца. Фазный провод и нейтраль N проходят внутри него и служат первичной обмоткой. Вторичная обмотка подключается к исполнительному механизму, размыкающему контакты. Разумеется, при повреждении изоляции контур ответвления может образоваться и без «участия» человека, но и в этом случае УЗО также сработает и защитит участок сети от опасных последствий (например, нагрева и пожара). Символом «Т» на рисунке обозначена кнопка, включающая схему тестирования устройства – УЗО -Д должно сработать при ее нажатии. Этот же принцип используется и для трехфазных устройств защиты, однако в них дифференциальный ток во вторичной обмотке появляется не только при утечках, но и при «перекосе фаз» (неравномерно распределенной между фазами нагрузке), поэтому разработаны дополнительные схемы, исключающие срабатывание из-за нарушения симметрии.

Общая схема. Принцип работы УЗО (УЗО-Д)

История появления

Изобретение первых устройств проходило в Германии. Приборы были крупногабаритными, но технологии не стояли на месте. Устройство защиты и как его можно модернизировать – вопрос, решаемый долгое время. Достичь безупречной работы было трудно по причине отсутствия элементов, которые отвечали бы соответствующим электромагнитным характеристикам.

В середине ХХ века учли многие показатели. В результате устройство защиты получилось с большей чувствительностью, были усовершенствованы механизмы, предотвращающие ложные срабатывания устройства. Габариты прибора стали меньше, компактнее, удобнее для монтажа.

Технологии не стоят на месте и модернизация устройства отключения продолжается. В будущем устройство защиты будет не просто прибором отключения, а более инновационным результатом с собственным интеллектом. Это позволит в отсутствие человека проводить полный мониторинг электросистемы, анализировать результаты, принимать решения по отключению, а также вызов в автоматическом режиме экстренных служб при угрозе.

Устранение неполадок

Путем проверки каждого отдельного прибора можно выяснить, какой из них имеет неисправность. При подключении к УЗО неисправной техники автоматически сработает защита. Наиболее часто возникают нарушения в работе стиральных машин, электрических духовок и водонагревателей. Для решения этой проблемы не стоит самостоятельно вскрывать технику. Чтобы устранить поломку, стоит обратится в сервисный центр или вызвать специалиста на дом.

Если проблема в старой электропроводке, то зачастую ее приходится менять полностью. Если линии проложены недавно, значит стоит искать ошибки в соединениях или подключении проводов. Необходимо проинспектировать распределительные коробки, розетки. Если срабатывает автоматика при включении освещения, то причина может быть в самом осветительном приборе. Также не стоит пренебрегать проверкой кабеля по всей линии. Если в помещении открытая проводка, это облегчает задачу. Для диагностики закрытой проводки, следует использовать специальный прибор. Он помогает найти место обрыва кабеля.

Клещи для измерения утечки тока Источник test-energy.ru

Выяснение причин срабатывания УЗО, это длинный и хлопотный процесс, требующий много времени и терпения.

В завершении

Схема подключения для многоэтажного дома

В особняках и загородных коттеджах лучше всего устанавливать приборы четырехполюсные из 3-х фаз выключатели ДТ, чтобы защита была действительно надежной.
Для больших объектов лучше всего устанавливать несколько надежных приборов для всех групп оборудования.
Для домов более одного этажа, схема питания имеет каскадный вид и множество разветвлений.
Защитный прибор в этом случае нужно устанавливать на каждой ветке, на всех этажах вместе с электрическим щитом.
Для дома рекомендуется выбирать выключательдифференциального тока около 100 мА и выше.
Нужно устанавливать ВДТ по типу S. Он имеет большую выдержку по времени отключения.

Примечание! Не рекомендуется устанавливать защитный прибор в помещении со старой неисправной электрической проводкой. Она будет постоянно срабатывать.

В этом случае лучше всего сменить розетки уже со встроенной системой защиты. Для более подробной информации,что такоеУЗО, рекомендуем вам посмотреть видео ниже: