Устройство защитного отключения — как работает, типы, схемы и как проверить

Как работает УЗО? Какие различия между ним и обычным дифавтоматом? Есть ли преимущества? Как подключать? Всё это далее в статье!

Что такое УЗО и как расшифровывается в электрике

Как работает узо схема
Как работает узо схема

УЗО – устройство защитного отключения. Это альтернатива дифференциальной автоматике, которая сама срабатывает в определённых условиях и отличается принципом работы и триггерами (причинами срабатывания).

Само УЗО – это аппарат, который предназначается для моментального разрыва цепи при перегрузке тока небаланса указанного значения.

Что такое селективное УЗО

Селективное УЗО
Селективное УЗО

УЗО селективного действия выделяется из ряда обычных увеличенным временем срабатывания. Такая реализация позволяет при каких-либо сбоях в электрической цепи с последовательно подключенными устройствами защиты выключать не всю проводку, а только определенный её сегмент.

Принцип работы УЗО

УЗО ПЗВ-2001
УЗО ПЗВ-2001

УЗО – это общий термин для всех типов устройств с остаточным током (механическое переключающее устройство или объединение устройств), которые по определению предназначены для размыкания контактов, когда ток утечки достигает заданного значения при определенных условиях. Наиболее распространенные типы:

  • Автоматический выключатель с остаточным током (RCCB). Механическое переключающее устройство, предназначенное для создания, переноса и устранения токов при стандартных нормах работы и для разрыва контактов, когда остаточный ток достигает определённого значения при указанных обстоятельствах. В зависимости от возраста этих устройств они будут соответствовать стандартам BS EN 61008 или BS 4293.
    Всемирный Британский стандарт BS 4293 был отменен 1 июля 2000 года, а его мораторий закончился в июле 2005 года, что означает, что производители продолжали выпускать устройства остаточного тока, соответствующие BS 4293, до 2005 года, при условии, что устройства будут выпускаться до июля 2000 года. В РФ с 12 января 2000 года действуют свои ГОСТы.

    http://docs.cntd.ru/document/1200102087
    http://vsegost.com/Catalog/27/27475.shtml
  • Автоматический выключатель, включающий защиту от токов утечки (CBR) Автоматический выключатель, гарантирующий защиту от излишка нагрузки по току и включающий защиту от остаточного тока либо в виде интегральной схемы, либо в комбинации с аппаратом аварийного выключения, которое может быть установлено на заводе или в полевых условиях.
  • Розетка с интегрированным прибором аварийной дезактивации (SRCD). Розетка для стационарной установки, включающая в себя встроенную чувствительную цепь, благодаря которой переключающие контакты в цепи автоматически размыкаются при заданном значении остаточного тока.
  • Реле замыкания на землю. Устройство, включающее средства обнаружения тока замыкания на землю, сравнения его значения с рабочим значением тока замыкания на землю и подачи сигнала на соответствующее коммутационное устройство для размыкания защищенной цепи, когда ток замыкания на землю превышает это значение. Реле могут быть подключены напрямую или питаться от отдельного торроида. В настоящее время нет определенного стандарта для этого типа устройства.
Устройство защитного отключения типа УЗОШ 10.2.010
Устройство защитного отключения типа УЗОШ 10.2.010

Простыми словами, УЗО работает так:

Представим человека, который обладает феноменальной реакцией. Он стоит возле электрощитка, и в руках у него вольтметр. Когда стрелка на нём превышает указанное значение, он выключает кнопку (размыкает сеть), чтобы ток не прошел дальше. Время, за которое он улавливает сигнал, называется «скорость срабатывания». Но на этом его работа не заканчивается: он должен будет замкнуть контакты обратно. Время повторного подключения называют «скорость возврата». Скорость тока в сети исчисляется тысячами циклов в секунду и, скорее всего, при наличии хорошего УЗО перебой даже не будет заметен.

Чем меньше по времени будут занимать эти две операции, тем дороже будет стоить УЗО, так как длительное отсутствие тока в сети исчерпает запас остаточного напряжения, и прибор выключится. Чтобы не допускать такой ситуации, производители пытаются сократить скорость срабатывания по максимуму.

Устройство остаточного тока – принцип действия

Маркировка УЗО
Маркировка УЗО

Устройства остаточного тока контролируют ток, протекающий в цепи, с помощью тороида, который представляет собой небольшой трансформатор тока, специально разработанный для обнаружения токов замыкания на землю.

Все проводники под напряжением будут проходить через эту катушку, токи, протекающие в проводниках под напряжением исправной цепи, будут уравновешены, и поэтому в торроиде ток не будет индуцироваться. Токоведущие проводники цепи включают в себя все фазные и нейтральные проводники. Когда в цепи присутствует замыкание на землю, ток будет течь к земле через ненормальный или непреднамеренный путь.

Существует два типа технологий, доступных в устройствах остаточного тока, электромагнитных и электронных, и оба предлагают очень надежную работу. В электромагнитных устройствах используется очень чувствительный торроид, который управляет реле отключения, когда обнаруживает очень малые остаточные токи.

Эти устройства обычно не требуют эталонного заземления и не подвержены временной потере питания, так как питание на отключение устройства напрямую зависит от тока повреждения. Электронным устройствам не нужен такой чувствительный торроид, поскольку электронные схемы внутри устройства усиливают сигнал для срабатывания реле отключения.

Однако эти устройства часто требуют контрольного заземляющего провода, чтобы гарантировать, что устройство продолжит работать в случае потери нейтрали питания. Питание для отключения устройства берется как от тока повреждения, так и от источника питания.

Эти устройства должны быть отключены при проведении испытаний сопротивления изоляции, чтобы предотвратить повреждение устройства и избежать неправильных результатов испытаний.

Разновидности УЗО
Разновидности УЗО

Диапазон RCCB, дополнительные блоки CBR CB и два модуля RCBO – это электромагнитные устройства, а в одном модуле RCBO и реле защиты от замыканий на землю используются электронные технологии. Дополнения CBR MCCB доступны в обеих технологиях.

  • Ток, протекающий через торроид в исправной цепи: Ires = I1-I2 = 0
  • Ток, протекающий через торроид в цепи с замыканием на землю: Ires = I1-I2 = Ic + Id

Этот ток замыкания на землю, известный как «остаточный ток» (Ires), рассматривается торроидом как дисбаланс. Когда величина этого остаточного тока достигает значения чувствительности IΔn устройства, оно срабатывает для размыкания контактов.

Виды УЗО

Устройство защитного отключения
Устройство защитного отключения

Остаточный ток повреждения может принимать различные формы сигналов в зависимости от характеристик нагрузки. Следующие типы УЗО определены в МЭК 60755 для надлежащей защиты различных форм остаточного тока:

Тип AC

УЗО типа AC определяют остаточные синусоидальные переменные токи. УЗО типа AC подходят для общего использования и охватывают большинство применений на практике.

Тип А

В дополнение к характеристикам обнаружения УЗО типа AC, УЗО типа A обнаруживают пульсирующий остаточный ток постоянного тока. Такие колебания могут быть вызваны диодной или тиристорной цепью выпрямителя в электронных нагрузках. УЗО типа A специально предназначены для использования в однофазных электронных нагрузках класса 1.

Тип F

УЗО типа F – это новый тип УЗО, недавно представленный в МЭК 62423 и МЭК 60755. В дополнение к характеристикам обнаружения УЗО типа А, УЗО типа F специально разработаны для защиты цепей, где могут использоваться однофазные драйверы с регулируемой скоростью. В этих цепях форма волны остаточного тока может быть составной из нескольких частот, включая частоту двигателя, частоту переключения преобразователя и частоту линии. В целях повышения энергоэффективности использование преобразователей частоты при определенных нагрузках (стиральная машина, кондиционер и т. д.) расширяется, и тип F RCD будет охватывать эти новые области применения.

Тип F также обладает улучшенными характеристиками устойчивости к помехам (отсутствие срабатывания при импульсном токе). Они способны к отключению, даже если на синусоидальный или импульсный дифференциальный ток постоянного тока накладывается чистый постоянный ток 10 мА.

Тип B

УЗО типа B могут обнаруживать синусоидальный переменный ток, пульсирующий постоянный ток, составной многочастотный, а также плавный остаточный постоянный ток. Кроме того, условия отключения определяются с разными частотами – от 50 Гц до 1 кГц. В электрической распределительной сети переменного тока чистый остаточный постоянный ток может в основном генерироваться из трехфазных выпрямительных цепей, а также из некоторых конкретных однофазных выпрямителей.

УЗО типа AC
УЗО типа AC

УЗО типа B предназначены для использования с нагрузками с трехфазным выпрямителем, такими как приводы с регулируемой скоростью, фотоэлектрическая система, станция зарядки электромобилей и медицинское оборудование.

На схеме – определение различных типов УЗО с их основным применением и формами сигналов. Следует отметить, что различные типы УЗО (AC, A, F и B) вложены друг в друга, как русские куклы: тип B, например, также соответствует требованиям типа F, типа A и типа AC.

Типы УЗО
Типы УЗО

Характеристики УЗО

Схема подключения УЗО
Схема подключения УЗО

Номинальный ток

Указывает порог срабатывания устройства: 6, 10, 16, 25, 50, 63 и т. д. (ампер). Номинальный ток одинаков как для УЗО, так и для автоматов.

Быстродействие

Распределение УЗО
Распределение УЗО

В маркировке дифавтоматов применяется индекс электрического действия, который маркирован буквой «B», «C» или «D». Она стоит перед показателем номинального напряжения, как у стандартных автоматов. Скорость действия является важной переменной характеристикой аварийного аппарата.

Ток отключения (утечки)

Обычно это число из набора: 10, 30, 100, 300 или 500 мА. Указывается данная характеристика треугольником (буквой «дельта»), которая стоит перед числом, характеризующим величину номинального тока утечки в миллиамперах, при котором активируется защита.

Номинальное напряжение

Важнейшим рабочим показателем автоматов и УЗО выступает номинал напряжения (220 вольт – для одной фазы или 380 вольт для трёх) – это обычное рабочее напряжение.

Маркировка УЗО и дифавтоматов

Рассмотрим все элементы маркировки:

Маркировка УЗО АВДТ32
Маркировка УЗО АВДТ32
  1. На этой позиции отмечается название и серия автомата. Видно, что он АВ-дифференционного типа с интегрированной защитой от нестабильных токов утечки. Прибор разработан к работе в сетях с одной фазой с переменным током с рабочим показателем 230 вольт (50 герц).
  2. На месте позиции № 3 (вверху) выступает такой показатель, как величина номинального дифф.тока при КЗ.
  3. Далее идёт визуальное изображение вида конкретного автомата (в нашем случае это тип «А», предназначенный для взаимодействия с утечками переменного или перманентного токов).
  4. Под номером 4 – схема модуля.
  5. Далее идёт описание аварийного механизма электромагнитного разъединителя (у нас это «С»).
  6. Сразу за ним располагается токовый номинал.
  7. В конце ставят значок «дельта» и пишут ток утечки в цифрах.

Схема подключения УЗО

Рассмотрим схемы для разных типов сетей. В зависимости от количества приборов и конфигурации, нужно выбрать правильную модель, совместимую с сетью.

Схема подключения УЗО в однофазной сети

Стандартная схема, которая применяется в большинстве жилых домов. Как видно из картинки, предохранитель в прямом смысле не пропустит резкий скачок напряжения дальше в сеть и спасёт приборы от поломки.

Схема подключения УЗО и автоматов
Схема подключения УЗО и автоматов

Схема подключения УЗО в трехфазной сети

Более сложный вариант подключения. Из-за фазового смещения нужно подключать УЗО другим способом, иначе от него не будет потльзы в трехфазной сети. Требует навыков и понимания темы, а лучше обратиться к мастеру.

УЗО в трехфазной цепи
Схема подключения УЗО в трехфазной цепи

Отличие УЗО от дифавтомата

Главные отличия:

  1. УЗО активируется только тогда, когда в цепи есть ток утечки.
  2. Дифавтомат комбинирует в себе функции устройства аварийного отключения + автоматического предохранителя.

То есть, дифавтомат срабатывает не только во время утечки тока, но и при коротком замыкании, а также перегрузке сети.

Оба прибора выполняют схожие функции, но имеют разные спецификации работы. Выбор разновидности лежит на плечах инженера, но бывают сети, в которых обе разновидности отлично сочетаются и повышают уровень безопасности.

Как проверить УЗО на работоспособность

Самый простой и рабочий способ проверки УЗО – через кнопку ТЕСТ, которая находится на корпусе УЗО.

Для проверки УЗО кнопкой не нужны никакие особые знания или специальный персонал.

Что понадобится:

  1. Кусок электропровода.
  2. Электролампа (10–15 Вт).
  3. Патрон под неё.
  4. Несколько сопротивлений.
  5. Отвёртка.
  6. Бокорезы.
  7. Изолента.

ВАЖНО! Если нет опыта в электрике или мало времени, лучше вызвать мастера, так как электрика может привести к травме. «Интуитивный» ремонт опасен для жизни и здоровья.

Наглядная инструкция в видео:

Защищает ли УЗО от короткого замыкания

УЗО в момент прикосновения должно выключаться, спасая человеку жизнь. Кроме того, протекание тока через не отведённые под эту цель материалы может вызвать пожар. В строениях с легкой проводкой пожары от нарушения целосности изоляции происходят довольно часто. Тогда УЗО выполняет защитную функцию.

Экономия на УЗО является грубейшей ошибкой, которую допускают даже опытные инженеры при обустройстве сетей. Дело в том, что даже самая надёжная автоматика может пострадать, если неправильно подключить её или если случится перепад. Тогда перебой в сети может уничтожить всё, что следует после предохранителя. Если же установлен УЗО, он возьмёт на себя весь удар и спасёт дорогостоящую технику от повреждений.

УЗО ERCCB.10.4.100.300
УЗО ERCCB.10.4.100.300

ВАЖНО! УЗО не спасает от перегрузки и КЗ, для такой защиты УЗО ставят с одним автоматом или группой выключателей.

Если посмотреть по-другому, то дифавтомат – это и есть УЗО и автовыключатель в одном корпусе. И он спасает сеть от лишней нагрузки, короткого замыкания и утечки тока. Так как автомат выполняет больше защитных характеристик линии, получается – это наилучшее решение по сравнению с УЗО.

Как выбрать УЗО по мощности для квартиры и частного дома

УЗО АС типа
УЗО АС типа

Нужно отталкиваться от характеристик. Среди наиболее важных тех.характеристик, на которые нужно опираться при выборе УЗО для бытовых целей, выделяют:

  • Номинальное напряжение сети: 220В (однофазная), либо 380В (трехфазная);
  • Количество полюсов: двухполюсный (если 1 фаза) и четырехполюсный (если 3 фазы);
  • Номинальный ток нагрузки может составлять 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 63А, 80А, 100А;
  • Номинальный отключающий дифференциальный ток (утечка) 6мА, 10мА, 30мА, 100мА, 300мА, 500мА;
  • Номинальный условный ток короткого замыкания — от 3кА до 15кА;
  • Коммутационная способность (обозначение «Im») — (новые изделия предлагают диапазон КС от 1000 до 1500 А);
  • Принцип работы: AC — срабатывание при переменном токе, А — переменный + постоянный пульсирующий, B — постоянный + переменный, S — присутствует выдержка времени перед срабатыванием, G — так же присутствует выдержка, но ее время меньше;
  • Конструкция: электронный (работает от сети), либо электромеханический (не требует питания).

Непоследним фактором является и цена. УЗО – это тоже расходный материал, который требует замены со временем. Если квартира небольшая, то особого смысла покупать дорогое УЗО нет, тем более, что многие навороченные модели не так просты в установке, как более бюджетные «народные» варианты.

Обозначение УЗО на однолинейной схеме

По стандарту обозначение выглядит так:

Обозначение УЗО на схемах
Обозначение УЗО на схемах

Все о сечении проводов автоматах и УЗО

Таблица с типом сечений и областью применения:

Таблица сечений и областей применения
Таблица сечений и областей применения

Причины срабатывания УЗО

Электрощит

Главные причины:

  1. Обычная утечка тока в сети.
  2. Электроприборы, которые защищены данным устройством.
  3. Некорректная установка защитной автоматики.
  4. Неправильно выбранная модель.
  5. Прикосновение к оголённой жиле рукой (срабатывает защита).
  6. Брак самого механизма.
  7. Неправильное размещения ДВТ в линии электропроводке.
  8. КЗ «земли» и/или «нуля» при электромонтажных работах.
  9. Погодные условия (например, попадание влаги внутрь). В сырую погоду такая ситуация будет ощущаться максимально ярко. Влажность воздуха будет настолько большой, что проводимость тока через неё позволит УЗО срабатывать на выключение.
Счетчик клеммник и узо
Счетчик клеммник и узо

Если проводился монтаж скрытой электропроводки, после чего трасса была закрыта шпаклевкой, может происходить отключение. Это обусловлено тем, что влажный раствор выступает хорошим проводником, который может вызывать утечку через микроскопические трещинки в проводке. Нужно ждать, пока раствор полностью высохнет, после чего проверять еще раз, активируется УЗО или нет. Чтобы такой ситуации не было, между трассой иногда устанавливают слой гидроизоляции или просто кладут полиэтиленовую плёнку, которая не пропустит влагу.

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

comments powered by HyperComments
Оценки статьи:
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...
Adblock
detector