При использовании электропроводки применяются различные приборы защиты. Одни, такие как автоматический выключатель, предохраняют проводку от возгорания, а другие, устройства защитного отключения (УЗО), от поражения живого организма электрическим током. Для того чтобы прибор защиты выполнял свою функцию, потребуется не только правильно его подобрать, но и подключить. Существует несколько схем подключения УЗО, предотвращающих негативное воздействие тока.
Принцип работы и параметры устройства
Изобретение УЗО было запатентовано в 1928 году германской компанией RWE и сразу получило широкое применение в странах западной Европы, США и Японии. Прибор обладал чувствительностью 0,01 А и быстродействием 0,1 с. У нас же устройства начали активно использоваться в середине 90-х годов.
При изготовлении корпуса прибора используется диэлектрический материал. Конструктивно он выглядит похоже на автоматический выключатель. Главное отличие в смещённом от центра расположении клавиши включения и наличии кнопки тест.
При высоком значении тока, проходящего через УЗО, устройство не сработает, а само выйдет из строя. Поэтому оно не сможет заменить автоматический выключатель и предназначено для использования с ним в комплексе. Распространённое месторасположения устройства защиты — непосредственно в щитовой на din-рейке. Для этого УЗО снабжается защёлкой. При этом существуют модели, включающиеся в розетку напрямую. Независимо от способа монтажа УЗО всегда находится перед защищаемой нагрузкой.
Особенности конструкции прибора
Прибор представляет собой модуль дифференциальной защиты. Главная его задача проведения анализа тока утечки (дифференциальный ток). Основным элементом устройства является трансформатор, состоящий из тороидального сердечника с двумя обмотками. Протекая по цепи в прямом и обратном направлении, ток создаёт в каждой обмотке своё переменное магнитное поле, магнитные потоки которых равны по величине, но различны по направлению. В результате чего результирующий магнитный поток в сердечнике равен нулю.
Если где-то на электрической линии происходит нарушение изоляционного слоя или корпус оборудования находится под разностью потенциалов, в этих местах при касании человека происходит утечка тока. Вызвано это тем, что контур прохождения сигнала изменяется и часть тока начинает проходить по организму человека. В результате нарушается уравновешенность магнитных потоков и под воздействием поля во вторичной обмотке наводится электродвижущая сила (ЭДС). При появлении ЭДС возникает ток, воздействующий на реле, подключённое к силовым контактам. Реле срабатывает, происходит разрыв электрической линии.
По своему способу работы УЗО выпускаются:
- электронные;
- электромеханические.
Отличие их в том, что электромеханические для своей работы используют питание промышленной сети, а электронным приборам нужно отдельное питание. Визуально отличается один тип от другого по размерам. За счёт использования большего трансформатора электромеханические приборы изготавливаются крупнее. Электронные устройства дополняются усилителем сигнала тока утечки, из-за этого и требуется дополнительное питание.
Таким образом, выделяют следующие части конструкции, использующиеся в схеме УЗО:
- токовые клеммы;
- рычаг управления;
- электромеханическое реле или электронная схема;
- дифференциальный трансформатор;
- цепь проверки.
При использовании УЗО необходимо периодически по рекомендациям производителей проводить проверку устройства. Для этого используется кнопка «Тест», расположенная на передней панели. Её нажатие симулирует появление тока утечки и очищает механические контакты устройства.
Технические характеристики
Перед тем как провести правильное подключение УЗО, потребуется выбрать его по характеристикам. Важный параметр, на который обращаю внимание в первую очередь, это номинальный ток утечки. Для использования в одиночных розетках и линиях освещения применяются устройства защитного отключения с номиналом тока 10−30 mA. Устройство, установленное на вводе всей электролинии, выбирается в диапазоне 100−300 mA.
Кроме этого, приборы защиты имеют следующие параметры:
- Временно-токовая характеристика. Это соотношение действительной силы тока к номинальному значению. Характеризуется степенью чувствительности срабатывания автомата.
Напряжение работы. Выпускаются с рабочим напряжением на 220 и 380 вольт.- Номинальная мощность.
- Способ управления защитой. Электромеханический или электронный.
- Количество полюсов. Полюс — это контакт, к которому подключается один провод линии электропередач. Их количество зависит от типа сети. Устройство может содержать от одного до четырёх полюсов.
- Класс токоограничения. Характеризует скорость реагирования устройства на аварийную ситуацию. Классификация происходит по трём классам.
- Тип защиты. Зависит от формы тока утечки. В квартирах и частных домах используется AC тип, предназначенный для синусоидальной формы переменного тока или типа A, который реагирует как на переменный, так и на пульсирующий ток.
Чтоб подобрать устройство важно правильно рассчитать суммарную мощность нагрузки, которая планируется к подключению. Например, расчёт электрической линии с подключённым бойлером на 2 кВт и лампой освещения мощностью 100 ватт, потребует устройство защиты равное 2100 /220 = 9,5 ампера. Из стандартного ряда выбирается следующая по величине модель на 10 ампер.
При выборе типа работы предпочтения отдаются электромеханическому типу из-за надёжности. Достоинство электронного УЗО в меньших размерах и более точной чувствительности, но недостаток в том, что если отсутствует питание, то прибор не сработает. При этом предположение, что если нет света, то и работа УЗО не потребуется, неверно. В случае обрыва нулевого провода приборы работать не смогут, но опасное напряжение сохранится. Механическое устройство в такой ситуации при утечке тока сработает, а электронное нет.
Подключение УЗО в сети
Установка устройства не вызывает проблем и происходит путём защёлкивания прибора на din-рейку. Подсоединение провода осуществляется в разрыв электрической линии к клеммам колодок, выполненных под винтовой зажим. По принятому стандарту входящие провода подключаются к верхним зажимам, а идущие к нагрузке заводятся снизу. При этом учитывается то, что нельзя объединять нейтральные или фазовые провода различных цепей.
Электрическая линия, кроме, УЗО содержит и другие элементы, такие как счётчик, автомат, реле контроля напряжения. Рекомендации как правильно подключить УЗО, автомат, и другие приборы линии между собой, указаны в правилах устройства электроустановок (ПУЭ).
Последовательность, расположения следующая: вводный автомат (дифференциальный автомат), электросчётчик, автомат на каждую линию защиты, УЗО на каждую линию. Автомат и УЗО можно поменять местами, это не принципиально и правила этого не запрещают. Основное требование, УЗО по рабочему току должно быть больше или равно рабочему току автоматического выключателя.
Кроме этого, придерживаются таких рекомендаций:
- УЗО располагается так, чтобы был обеспечен к нему свободный доступ.
- Для правильной работы УЗО обязательно должно присутствовать заземление, то есть должна быть использована трехпроводная сеть.
- Нельзя устанавливать прибор на линии, где общее значение тока утечки превышает 40% тока утечки УЗО.
- Запрещается монтаж в сети, параметры которой не соответствуют назначению УЗО.
- Установка УЗО перед счётчиком запрещена. Это правило появилось из-за некорректной работы прибора учёта, когда устройство защиты подключается раньше его.
- После выполнения монтажа нажатием контрольной кнопки проверяется работоспособность устройства.
Дифференциальный автомат это совмещение автомата и устройства защитного отключения в одном корпусе. Он обеспечивает защиту электрической проводки от короткого замыкания и перегрузки, а также и при изменении дифференциального тока. Установив вместо вводного автомата дифференциальный, можно практически обезопасить и себя, и электропроводку в доме.
Существует две схемы организации подключения: селективная и неселективная. Отличия схем в том, что в первом случае при отклонении параметров на линии отключается только аварийная цепь, а другие остаются в рабочем состоянии. Пример селективной схемы, когда используется одно общее УЗО на несколько групп, при этом на каждую группу ставится ещё своё отдельное УЗО. Если происходит авария в группе, то сработает защита только для неё, а остальные группы продолжат работать. При использовании неселективной схемы, выключатся все группы одновременно.
Монтаж в доме без заземления
Заземление — необходимый элемент при подключении потребителей. Такая линия предполагает использование трёх проводов: фазового, нулевого и земли. Но как часто бывает, в высотных домах используется только двухпроводная линия, состоящая из фазы и ноля. Хоть правилами не указано, но возможность установить УЗО в двухпроводной линии имеется.
Для того чтобы подсоединить УЗО без заземления, используется фазовый и нулевой провод. Таким образом, прибор сравнивает значение тока на этих двух проводах. При разнице величин защита срабатывает, и подача электроэнергии прекращается.
Пример подключения к двухпроводной линии
Например, дома имеется две комнаты, в одной установлен бойлер, в другой стиральная машина. Требуется поставить УЗО на каждое устройство, линия однофазная, то есть двухпроводная. Электросеть на остальные розетки и освещение выполняется отдельно. Последовательность этапов установки заключается в следующем:
- Энергопоставляющая компания устанавливает свой автоматический выключатель, тем самым ограничивая максимальное потребление тока в квартире. Этот выключатель называется вводным, имеет два полюса и устанавливается перед прибором учёта энергии.
- С него два провода поступают на вход счётчика и с его выхода подаются на дифференциальное устройство. Фазовый провод (коричневый) подключается к клемме обозначенной буквой L, а нулевой (синий) к клемме c маркировкой N.
- С выхода дифференциального устройства фазовый провод заходит на однополюсные автоматические выключатели в количестве трёх штук. Два на каждую комнату и один на освещение. Нулевой проводник подключается к общей шине. Шина представляет собой проводящую рейку с некоторым количеством зажимов для разветвления проводов.
- Далее фазовый провод с выхода автомата подключается к входам L каждого из двух УЗО, а нулевой проводник с шины заводится на клеммы УЗО с обозначением N.
- После того как первичная коммутация выполнена, от выходов УЗО напрямую пробрасывается кабель до защищаемых розеток в каждую комнату. Важно проследить, чтобы фазовый и нулевой провод не имели отводов и подключались именно к выходу УЗО.
- Выход автоматического выключателя подключается на распределительную коробку для организации освещения и подключения остальных розеток. Туда же заводится ноль с общей шины.
При возникновении пробоя на корпусе стиральной машинки во время его касания через часть тела начнёт протекать электрический ток и УЗО моментально срабатывает, при этом отключив только линию, подходящую к стиральной машинке.
Подбор требуемых параметров для устройств защиты происходит в зависимости от характеристик электрической линии и применяемых приборов. Важным правилом является то, что значение номинального тока предыдущего устройства защиты, выбирается не меньше последующего. Например, вводный автомат 25 А, УЗО 16 А, автоматические выключатели на 16 А и 10 А.
Стоит отметить, что УЗО по внешнему виду напоминает дифференциальный автомат, но существуют визуальные способы отличия:
- некоторые производители указывают на лицевой стороне название прибора;
- для устройства защитного отключения на корпусе указывается только цифра с величиной номинального тока без типа характеристики;
- нарисованная на корпусе принципиальная схема не содержит обмоток расцепителей.
Если возникают сложности с установкой УЗО, лучше обратиться за помощью к специалистам.
