Наверное, сегодня нет такого хозяина квартиры или дома, который бы не слышал об устройствах защитного отключения УЗО – что это такое? Это первый вопрос, который задается сразу же, когда заходит разговор об этом приборе. То есть, все слышали, что это защитное устройство, но как оно работает, по какому принципу, какие функции на него возложены, каково его основное назначение, знают не все, а, точнее, мало кто знает. Поэтому есть необходимость в общих чертах, не вдаваясь в дебри электроники и электрики, разобраться с ним.
Начнем с того, что УЗО стало применяться совсем недавно. Буквально лет двадцать тому назад его нигде не использовали, поэтому и сегодня в домах старой постройки он не стоит. И самое главное, что никто из хозяев квартир и домов не собирается его устанавливать. А зря. Поэтому стоит разобраться с вопросом, что такое УЗО в электрики и какая его роль в безопасности эксплуатации бытовых приборов.
Многие могут сказать, а зачем тогда устанавливается автоматический выключатель, не повторяет ли УЗО его функции? Не повторяет – это однозначно. Во-первых, автоматический выключатель, установленный в щите, является защитным устройством, которое размыкает подающую сеть напряжения, когда в ней появляется перегрузка или короткое замыкание. То есть, автомат защищает саму сеть. Во-вторых, УЗО – это прибор, который защищает людей от воздействия тока. Каким образом, то есть, для чего нужно УЗО?
Все дело в том, что любые бытовые приборы, которыми мы пользуемся ежедневно, а также электрическая проводка, имеют определенный срок эксплуатации. После последнего есть большая вероятность выхода из строя изоляции электронесущих участков. То есть, ток начинает двигаться не по заданному контуру, а на землю, если создать условия соединения проводки с землей. Проводником в этом случае чаще всего становится сам человек.
К примеру, стандартная ситуация, когда в любом бытовом приборе (пылесос, стиральная машинка, электрочайник и так далее) пробило проводку, и ток стал действовать на корпус прибора (по сути, это оголенный провод под напряжением). Если человек одной рукой возьмет этот прибор, а при этом будет стоять на влажном полу босиком, то его ударит током. И таких примеров, где проводником может стать не только пол, но и другие части здания или коммуникационные системы достаточно много. Получается так, что в быту получить удар током можно неожиданно, не зная откуда он прошел. И для этого необязательно ковыряться в розетке. Именно поэтому, чтобы не получилось таких неприятностей, и устанавливается устройство защитного отключения.
Конечно, заземляющий контур, если он предусмотрен в квартире или дома, а также установленные розетки с заземлением могут спасти от удара током. Но к сожалению, не везде они установлены, а заземление не во всех домах предусмотрено. Так что без УЗО не обойтись.
Внимание! И еще один момент, который касается силы тока утечки. Он небольшой, поэтому автоматы на него не реагируют.
То есть, получается так, что устройство защитного отключения срабатывает, если появляется именно ток утечки. В том случае, если человек двумя руками возьмется за два оголенных провода, торчащих из розетки, то оно не сработает уж точно. Потому что в этом случае человек выступает в роли нагрузки, а на это должна реагировать автоматические выключатели. Теперь, наверное, становится понятным основное применение УЗО.
Самостоятельно разобраться в количестве приборов достаточно сложно. Если вами принято решение использовать его в своем собственном доме, тогда пригласите для этого специалиста. Навскидку можно сказать так, что если вы являетесь владельцем однокомнатной квартиры, то достаточно одного прибора. Если квартира четырехкомнатная (а это пятнадцать групп розеток, как минимум), то лучше установить пять аппаратов. Плюс еще по одному:
Совет! Все эти приборы будут перегружать домашнюю электрическую сеть. Поэтому лучше всего вместо УЗО установить дифференциальные автоматы.
Хотелось бы добавить, что проводить монтаж устройства защитного отключения не всегда целесообразно. К примеру, если в доме еще пользуются старой ветхой проводкой, то УЗО, скорее всего, будет все время беспричинно отключать сеть, так как постоянно будет реагировать на ветхую изоляцию, особенно когда провода будут находиться под большой нагрузкой. В этом случае рекомендуется использовать специальные розетки со встроенными в них маленькими УЗО. Устанавливать такие розетки тоже лучше в тех местах, где есть повышенная опасность появления тока утечки.
Что касается маркировки, то она наносится на корпус аппарата для удобства выбора его в плане подбора под условия эксплуатации. Основные характеристики УЗО, на которые необходимо обращать внимание:
К примеру, на корпусе могут быть указаны номиналы: 50 А – большим шрифтом, ниже 300 мА – мелким шрифтом. Здесь же будет обозначен тип прибора в виде специального значка. Они показаны на нижнем рисунке, где и расшифровываются.
Обратите внимание, что электромеханический вид устройства не зависит от величины напряжения. Имеется в виду его функциональность. Электронный, наоборот, в полной от него зависимости. То есть, первый обязательно сработает даже в том случае, если напряжения в сети нет, второй никогда без напряжения работать не будет.
Здесь же на корпусе, обычно сбоку, обязательно производитель указывает схему подключения аппарата, что является хорошей подсказкой новичкам, которые решили своими руками провести монтаж прибора защиты и отключения от сети.
Итак, маркировка дает возможность сделать правильный выбор, точно подходящий под требования условий эксплуатации УЗО. Тот, кто разберется в ней и будет спокойно читать и понимать, что обозначает аббревиатура устройства, тот точно подберет аппарат под нужды электрической сети. Тем более, когда дело касается установки по участкам.
Есть еще один часто задаваемый вопрос, который звучит так – как можно отличить электро механическое УЗО от электронного? По внешнему виду вы его никак не отличите, поэтому советуем рассмотреть схему, нанесенную на корпус.
Есть еще один вариант, как отличить два вида друг от друга. Для этого понадобится магнит, которым немного надо поводить по корпусу УЗО: сначала по лицевой панели, затем сбоку. Главное, чтобы прибор был включен. Если оно сработает на отключение, значит, это электромеханический аппарат, если нет, то электронный.
Итак, в этой статье мы постарались ответить на волнующие наших читателей вопросы, связанные с устройством защитного отключения, а в частности, что это такое, и зачем нужно УЗО? Все возрастающее нашествие бытовых приборов стало причиной повышенного появления тока утечки, который может стать причиной удара током человека. И хотя сам ток утечки не обладает большим потенциалом, и убить человека не может, но доставить ему неприятности, связанные со здоровьем, ему по силам. Так что стоит обратить внимание на этот аппарат и в обязательном порядке провести его монтаж в собственном доме или квартире. Как говорится, береженного и бог бережет.
Аббревиатура УЗО создана от словосочетания «Устройство защитного отключения», которое определяет назначение прибора, заключающееся в снятии напряжения с подключенной к нему схемы при возникновении случайных пробоев изоляции и образовании через них токов утечек.
Принцип работы
Для работы УЗО используется принцип сравнения входящих в контролируемую часть схемы и выходящих из нее токов на основе дифференциального трансформатора, который переводит первичные величины каждого вектора в строго пропорциональные по углу и направлению вторичные для геометрического сложения.
Метод сравнения можно представить обыкновенными весами или балансиром.
Когда равновесие соблюдено, то все работает нормально, а при его нарушениях изменяется качественное состояние всей системы.
У однофазной цепи сравниваются подходящий к измерительному органу вектор тока фазы и выходящий из нее - нуля. При нормальном режиме работы с надежной целой изоляцией они равны, уравновешивают друг друга. Когда возникает неисправность в схеме и появляется ток утечки, то баланс между рассматриваемыми векторами нарушается на его величину, которая замеряется одной из обмоток трансформатора и передается блоку логики.
Сравнение токов в трехфазной цепи осуществляется по этому же принципу, только через дифференциальный трансформатор пропускаются токи всех трех фаз, а небаланс создается на основе их сравнения. В нормальном режиме работы токи трех фаз при геометрическом сложении сбалансированы, а при нарушениях изоляции любой фазы возникает ток утечки в ней. Его величина определяется суммированием векторов в трансформаторе.
Структурная схема
Упрощенно работу устройства защитного отключения можно по блокам представить структурной схемой.
Небаланс токов из измерительного органа направляется на логическую часть, которая работает по принципу реле:
1. электромеханического;
2. или электронного.
Важно понимать различие между ними. Электронные системы сейчас бурно развиваются и пользуются все большей популярностью по многим причинам. Они имеют широкий функционал, большие возможности, но требуют для работы логики и исполнительного органа электрическое питание, которое обеспечивает специальный блок, подключаемый к основной цепи. Если электричество отключится по различным причинам, то такое УЗО, как правило, не сработает. Исключение составляют редкие электронные модели, оснащенные этой функцией.
Электромеханические реле использует механическую энергию взведенной пружины, которая напоминает по принципу работы обыкновенную мышеловку. Чтобы реле сработало достаточно минимального механического усилия на очуствленный исполнительный элемент.
Как мышка дотрагивается до приманки подготовленной мышеловки, так и возникающий при небалансе в дифференциальном трансформаторе ток от утечки ведет к срабатыванию исполнительного элемента и отключению напряжения со схемы. Для этого в реле встроены силовые контакты в каждую фазу и контакт подготовки тестера.
Любой тип реле обладает определенными преимуществами и недостатками. Электромеханические конструкции надежно работают на протяжении многих десятилетий и хорошо себя зарекомендовали. Они не требует наличия внешнего питания, а электронные модели - зависят от него полностью.
В настоящее время считается общепризнанным, что наиболее эффективной мерой защиты от поражения электрическим током в электроустановках напряжением до 1000 В является устройство защитного отключения (УЗО) по току утечки.
Не возражая против важности этой меры защиты, большинство специалистов на протяжении многих лет ведут споры относительно значений основных параметров УЗО - тока установки, времени срабатывания и надежности. Объясняется это тем, что параметры УЗО тесно связаны с его стоимостью и условиями эксплуатации.
Действительно, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания, чем выше надежность УЗО, тем дороже его стоимость.
Кроме того, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания УЗО, тем жестче требования к изоляции защищаемого участка, поскольку даже незначительное ухудшение ее в условиях эксплуатации может приводить к частым, а в ряде случаев и длительным, ложным отключениям электроустановки, делая тем самым невозможной ее нормальную эксплуатацию.
С другой стороны, чем выше ток уставки УЗО и больше время его срабатывания, тем хуже его защитные свойства.
Конструкция УЗО
Компоновка однофазного УЗО представлена на картинке ниже.
В ней на входные клеммы подводится напряжение, а на выходные - подключается контролируемая схема.
Трехфазное устройство защитного отключения изготовлено так же, но в нем контролируются токи всех фаз.
На представленном рисунке показано четырехпроводное УЗО, хотя в продаже есть трехпроводные конструкции.
Как проверить УЗО
В любой модели конструкции встроена функция проверки работоспособности. Для этого используется блок «Тестер», представляющий собой разомкнутый контакт - кнопку с пружинным самовозвратом и токоограничивающий резистор R. Его величина подобрана для создания минимально достаточного тока, искусственно имитирующего утечку.
При нажатии кнопки «Тест» подключенное в работу УЗО должно отключиться. Если этого не произошло, то его следует браковать, искать поломку и ремонтировать или заменять исправным. Ежемесячное тестирование устройства защитного отключения повышает надежность его эксплуатации.
К слову, исправность электромеханических и отдельных электронных конструкций легко проверить в магазине до покупки. С этой целью достаточно при включенном реле кратковременно подать ток в цепь фазы или нуля от батарейки с любой полярностью подключения по варианту 1 и 2.
Исправное УЗО с электромеханическим реле сработает, а электронные изделия в подавляющем большинстве случаев так не проверить. Им для работы логики нужно питание.
Как подключить УЗО к нагрузке
Устройства защитного отключения разрабатываются для использования в схемах электроснабжения по системе TN-S либо TN-C-S с подключением в электропроводке защитной нулевой шины РЕ, к которой подключаются корпуса всех электрических приборов.
В этой ситуации при нарушении изоляции возникающий на корпусе потенциал сразу стекает через проводник РЕ на землю и орган сравнения вычисляет неисправность.
В нормальном режиме электроснабжения УЗО не отключает нагрузку, поэтому все электроприборы работают оптимально. От тока каждой фазы в магнитопроводе трансформатора наводится свой магнитный поток Ф. Поскольку они равны по величине, но противоположно направлены, то взаимно уничтожают друг друга. Суммарный магнитный поток отсутствует и не может навести в обмотке реле ЭДС.
При возникновении утечки опасный потенциал стекает на землю через защитную шину РЕ. В обмотке реле наводится ЭДС от возникшего небаланса магнитных потоков (токов в фазе и нуле).
Устройство защитного отключения мгновенно вычисляет таким способом неисправность и в доли секунды обесточивает схему силовыми контактами.
Особенности работы УЗО с электромеханическим реле
Использование механической энергии взведенной пружины в отдельных случаях может быть выгоднее, чем применение специального блока для электрического питания логической схемы. Рассмотрим это на примере, когда ноль питающей сети оборван, а фаза поступает.
В такой ситуации статические электронные реле не будут получать питание, а, следовательно, не смогут работать. В то же время в этой ситуации у трехфазной системы возникает перекос фаз и повышение напряжения.
Если произойдет в ослабленном месте пробой изоляции, то потенциал появится на корпусе и будет уходить через РЕ-проводник.
В УЗО с электромеханическим реле защиты отработают нормально от энергии взведенной пружины.
Как работает УЗО в двухпроводной схеме
Неоспоримые преимущества защит от токов утечек в электрооборудовании, выполненном по системе TN-S посредством использования УЗО, привели к их популярности и желанию отдельных владельцев квартир устанавливать УЗО в двухпроводке, не оборудованной РЕ-проводником.
В этой ситуации корпус электроприбора изолирован от земли, не сообщается с ней. Если возникает пробой изоляции, то потенциал фазы появляется на корпусе, не стекает с него. Человек, имеющий контакт с землей и случайно прикоснувшийся к прибору, попадает под действие тока утечки точно так же, как и в ситуации без УЗО.
Однако, в схеме без устройства защитного отключения ток может проходить через тело длительно. Когда же УЗО установлено, то оно почувствует неисправность и отключит напряжение за время уставки в течение долей секунды, чем снизит и степень получения электротравмы.
Таким образом, защита облегчает спасение человека при попадании под напряжение в зданиях, оборудованных по схеме TN-C.
Многие домашние мастера пытаются самостоятельно устанавливать УЗО в старых домах, ожидающих реконструкцию для перехода на систему TN-C-S. При этом в лучшем случае выполняют самодельный контур заземления или просто подключают корпуса электроприборов к водопроводной сети, батареям отопления, железным деталям фундамента.
Такие подключения могут создать критические ситуации при возникающих неисправностях и причинить серьезный ущерб. Работы по созданию контура заземления должны выполняться качественно и контролироваться электрическими замерами. Поэтому их выполняют подготовленные специалисты.
Виды крепления
Большинство УЗО выполняется в стационарном исполнении для крепления на распространенную Din-рейку в электрощитке. Однако, в продаже можно встретить переносные конструкции, которые подключаются в обычную электророзетку, а от них дальше запитывается защищаемый прибор. Они стоят чуть дороже.
Устройство защитного отключения (УЗО) — это электрический низковольтный аппарат, который служит для автоматического отключения защищаемого участка электрической цепи в случае возникновения дифференциального тока величины, превышающей допустимое значение для данного аппарата. Также можно встретить такую аббревиатуру, как ВДТ — это выключатель дифференциального тока, то есть фактически то же самое. В этой статье мы рассмотрим с читателями , какое устройство, назначение и принцип работы УЗО, применяемого в электрике.
Сперва рассмотрим, какое назначение устройства защитного отключения (на фото ниже вы можете ознакомиться с его внешним видом). возникает в случае нарушения целостности изоляции кабеля одной из линии электропроводки либо в случае повреждения конструктивных элементов в бытовом электроприборе. Утечка может привести к или эксплуатируемого бытового электроприбора, а также к поражению электричеством в процессе эксплуатации поврежденного электроприбора или неисправной электропроводки.
УЗО в случае возникновения нежелательной утечки за доли секунды производит отключение поврежденного участка электропроводки или поврежденного электроприбора, чем защищает людей от поражения электричеством и предотвращает возникновение пожара.
Очень часто задают вопрос о том, . Отличие первого в том, что данный защитный аппарат, помимо защиты от утечки электричества (функции УЗО), дополнительно имеет защиту от и короткого замыкания, то есть выполняет функции автоматического выключателя. Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтоков, поэтому помимо него для реализации защиты в электрических сетях устанавливают автоматические выключатели.
Рассмотрим конструкцию устройства защитного отключения, и как оно работает. Основные конструктивные элементы УЗО — дифференциальный трансформатор, осуществляющий измерение тока утечки, пусковой орган, осуществляющий воздействие на механизм отключения и непосредственно сам механизм расцепления силовых контактов.
Принцип работы УЗО в однофазной сети следующий. Дифференциальный трансформатор однофазного устройства защиты имеет три обмотки, одна из которых подключается к нулевому проводнику, вторая к фазному, а третья служит для фиксации разностного тока. Первая и вторая обмотки подключаются таким образом, что токи в них являются противоположными по направлению. Они в нормальном режиме работы электрической сети равны и наводят в магнитопроводе трансформатора магнитные потоки, которые направлены друг к другу встречно. Суммарный магнитный поток в данном случае равен нулю и соответственно в третьей обмотке отсутствует ток.
В случае возникновения повреждения электроприбора и появления на его корпусе фазного напряжения, при прикосновении к металлическому корпусу оборудования, человек попадет под действие утечки электричества, которое будет протекать через его тело на землю либо на другие токопроводящие элементы, имеющие другой потенциал. В данном случае токи в двух обмотках дифференциального трансформатора УЗО будут отличаться, и соответственно в магнитопроводе будут наводиться разные по величине магнитные потоки. В свою очередь результирующий магнитный поток будет отличен от нуля и наведет в третьей некоторое значение тока — так называемого дифференциального. Если он достигнет порога срабатывания, то устройство сработает. Основные мы описали в отдельной статье.
Подробнее о том, как работает УЗО и из чего оно состоит, рассказывается на видео уроках:
Хотите узнать, как работает устройство защитного отключения в трехфазной сети? Принцип действия схожий с однофазным аппаратом. Тот же дифференциальный трансформатор, но он уже осуществляет сравнение не одной, а трех фаз и нулевого провода. То есть в трехфазном защитном аппарате (3P+N) пять обмоток — три обмотки фазных проводников, обмотка нулевого проводника и вторичная обмотка, посредством которой фиксируется наличие утечки.
Помимо вышеприведенных конструктивных элементов обязательным элементом устройства защитного отключения является проверочный механизм, который представляет собой резистор, подключенный через кнопку “TEST” к одной из обмоток дифференциального трансформатора. При нажатии на данную кнопку резистор подключается к обмотке, чем создается разностный ток и соответственно на выходе вторичной третьей обмотки он появляется и происходит, по сути, имитация наличия утечки. Срабатывание устройства защитного отключения свидетельствует о его исправном состоянии.
Ниже приведем условное обозначение УЗО на схеме:
Устройство защитного отключения применяется для защиты от утечек тока в однофазных и трехфазных электропроводках различного назначения. В домашней УЗО должно в обязательном порядке быть установлено для защиты наиболее опасных с точки зрения электробезопасности бытовых электроприборов. Тех электроприборов, при эксплуатации которых происходит соприкосновение с металлическими частями корпуса непосредственно либо через воду или другие предметы. В первую очередь это электрическая печь, стиральная машина, водонагреватель, посудомоечная машина и др.
В наш век высоких технологий люди со всех сторон окружены огромным количеством приборов и устройств, работающих при помощи электроэнергии. А чем больше их число, тем выше вероятность поражения человека электрическим током. Во избежание этого было изобретено УЗО. Что это такое и для чего нужно, мы подробно расскажем в этой статье.
Предназначено для человека от поражения электрическим током при касании корпуса электрооборудования (бытовых электроприборов), который при нарушении изоляции оказался под напряжением.
Продолжим рассказ об УЗО. Что это такое и как работает? Через человека, прикасающегося к находящемуся под напряжением корпусу электроприбора, начинает протекать электрический ток. Когда он достигает величины 30 мА, происходит отключение УЗО. В результате этого напряжение автоматически отключается от поврежденного оборудования. При этом человек ничего не чувствует, так как болезненные ощущения возникают при гораздо больших токах (от 50 мА). Смертельным для человека является ток в 100 мА.
Включает в себя трансформатор тока, (реле и система ломающихся рычагов), схему самотестирования. Более совершенные устройства содержат в своей конструкции систему электромагнитной и обратнозависимой от величины тока отсечки (защита от и от перегрузки).
Что это такое? Каким образом это устройство приводится в действие? Сейчас расскажем обо всем этом максимально подробно. В основу действия УЗО заложен тока (ТТ). Фазные и рабочий нулевой проводники проходят через трансформатор тока. При нормально действующем оборудовании (с неповрежденной изоляцией) величины токов, протекающих по ним, равны по величине, но обратны по направлению. В результате этого они индуцируют в обмотке ТТ, одинаковые по величине, но обратные по направлению, которые полностью компенсируют друг друга (на концах вторичной обмотки ТТ отсутствует напряжение). При нарушении изоляции оборудования часть тока фазного проводника утекает на землю через заземляющий проводник (если корпус прибора заземлен) или через человека, прикоснувшегося к этому электроприбору. В результате этого величина тока, протекающего по нулевому рабочему проводнику, становится меньше идущего по фазному. Это приводит к тому, что магнитные потоки в обмотке трансформатора становятся разными по величине. В результате на концах обмотки ТТ появляется напряжение. Через реле, подключенное к ним, начинает протекать ток. При достижении разницы величин в 30 мА срабатывает реле, приводящее в действие систему ломающихся рычагов. Оборудование отключается.
Оно производится только после выявления и устранения неисправности электрооборудования, приведшей к срабатыванию устройства, путем нажатия на взводящие рычаги.
В этой статье мы достаточно подробно познакомили вас с УЗО: что это такое, как работает и для чего применяется. Надеемся, эта информация вам пригодится.
Дорогие гости, рад Вас приветствовать на страницах сайта «Заметки электрика».
Сегодня разберем с Вами интересную статью на тему принцип работы УЗО.
Что же такое УЗО? Для чего оно необходимо?
Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено для:
На рынке электрических товаров появились альтернативы УЗО — это дифференциальные автоматы. Их особенность заключается в том, что они объединяют в себе и УЗО, и автоматический выключатель.
Дифференциальные автоматы занимают меньше места в , но зато по стоимости превышают в несколько раз. Но обо всех особенностях дифференциальных автоматов мы поговорим в следующих статьях. Чтобы не пропустить интересное — подписывайтесь на получение новостей.
В основе принципа работы УЗО лежит реакция датчика тока на изменяющуюся входную величину дифференциального тока в проводниках.
Датчик тока - это и есть обычный , который по конструкции выполнен в виде тороидального сердечника. Уставка по току срабатывания выставляется на магнитоэлектрическом реле, которое обладает очень высокой чувствительностью.
УЗО, выполненные с релейным контролирующим органом являются очень надежными и безотказными.
Но развитие электротехники не стоит на месте, поэтому не так давно появились электронные УЗО, в которых контролирующим органом является не реле, а специальная электронная схема.
Реле действует на исполнительный механизм, который в свою очередь размыкает электрическую цепь.
Исполнительный механизм состоит из:
Чтобы самостоятельно проверить исправность УЗО необходимо нажать кнопку «Тест». При этом создается искусственная утечка по току, которой достаточно для срабатывания УЗО. Таким образом, можно самостоятельно производить проверки УЗО без привлечения специалистов . Проверку УЗО кнопкой «Тест» необходимо проводить ежемесячно. Для более тщательной проверки УЗО мы производим .
А теперь мы рассмотрим принцип работы УЗО более подробно.
В нормальном состоянии электропроводки (без утечек) рабочий ток (I1=I2) протекает встречно-параллельно и наводит во вторичной обмотке трансформатора тока магнитные потоки (Ф1=Ф2) одинаковой величины, которые компенсируют друг друга. В этот момент реле не срабатывает, т. к. ток вторичной обмотки трансформатора тока близок к нулю.
При случайном или ошибочном соприкосновении с токоведущими частями электроустановки появляется ток утечки. В этот момент нарушается величина токов проходящих через трансформатор тока (I1 не равно I2), поэтому во вторичной цепи трансформатора тока появится ток (не баланс), которого будет достаточно для срабатывания реле. Реле приводит в работу пружинный механизм и происходит отключение УЗО.
Как выглядит УЗО изнутри смотрите на рисунке ниже.
