Почему и в каких случаях срабатывает УЗО
Существуют два основных случая почему срабатывает УЗО:
- В случае повреждения изоляции провода или токопроводящего материала в электроприборе. Например, если электрическая плита сделана из стали и имеет повреждение изоляции или же диэлектрического материала, то при прикосновении человека ток пройдёт через его тело, а значит часть возвращавшегося тока назад в защитное устройство, будет отличаться по величине и произойдёт отключение. Если заземлить корпус этой плиты то утечка сработает даже при незначительных пробоях изоляции, что даст возможность уберечься от опасного напряжения пробоя.
- При прикосновении человека, или же ребёнка к неизолированной части, а также к розетке, произойдет быстрое реагирование узла результирующего тока на его разницу и произойдет отключение, в некоторых случаях спасшее даже жизнь.
Бывают и частные случаи когда, допустим, происходит незначительное ухудшение сопротивления изоляции в проводах, проходящих в стене, а стена выполнена из токопроводящего материала и поэтому получится тот же эффект срабатывания.
Необходимость использования селективных УЗО
УЗО селективное выполняет свою функцию противопожарной защиты, если применять модификации с временной задержкой — S или G. К ним предъявляются повышенные требования по устойчивости к коротким замыканиям, коммутационной способности, динамической и термической стойкости и т. д.
Обычно на главном вводе устанавливают селективное противопожарное УЗО на большой ток утечки.
УЗО нельзя применять в цепях, которые недопустимо внезапно отключать, так как это может привести к аварийным ситуациям (пожарная или охранная сигнализация, опасность для персонала и т. п.).
Кроме УЗО, токовую селективность должны иметь автоматические выключатели. Первыми должны срабатывать расположенные ближе к участку перегрузки или короткого замыкания. При этом автоматические выключатели срабатывают раньше, чем ток КЗ достигает предельного значения. Это необходимо для предотвращения перегрузки последовательно подключенных участков, поскольку ток проходит через контакты их защитных устройств.
Схема подключения противопожарного УЗО
Смертельным для человека в сети переменного напряжения является ток 100мА, поэтому для защиты электроприборов используются УЗО с уставкой 10 или 30мА. Противопожарное УЗО 100 или 300 мА от поражения электрическим током защитить не может, поэтому такие устройства устанавливают во вводных электрощитах для аварийного отключения всего здания. Это обеспечивает селективность защиты.
| Справка! Селективность защиты — это такое построение схемы и выбор параметров устройств защиты, при котором в аварийной ситуации отключается только неисправный участок, а всё остальное оборудование остаётся подключённым к сети. |
Противопожарное УЗО отключает питающие кабеля и автоматические выключатели, позволяет отключать только тот участок, в котором имеется короткое замыкание и уменьшает количество ложных срабатываний.
Например, при попадании воды на электронную плату стиральной машины отключится питающая её линия, а все остальные электроприборы остаются включёнными.
В некоторых ситуациях вместо этого прибора целесообразна установка дифавтомата с такими же защитными параметрами. Это позволяет сэкономить место в электрошкафу или улучшить защиту, заменив обычный автоматический выключатель дифференциальным.
Что такое селективное УЗО
УЗО селективного действия отличается от обычных устройств защиты большим временем срабатывания. Такая реализация позволяет при каких-либо перебоях в электрической цепи с последовательно подключенными устройствами защиты отключать не всю проводку, а только определенную ее часть.
Фото — принцип подключения селективного УЗО
Поскольку защитные аппараты, отвечающие за определенную часть электросети, срабатывают раньше селективного УЗО, значительно упрощается процесс поиска и устранения неисправностей.
Для того чтобы обеспечить селективность, нужно сделать следующее:
- Настроить время срабатывания устройства защиты (если в определенной модели доступна такая функция);
- Установить параметры отключения по току утечки или при замыкании (они должны превышать показатели других неселективных вариантов).
Оба эти параметра должны в три раза превышать соответствующие характеристики других УЗО в системе, иначе работа устройства будет неэффективна.
Модели разделяются на такие виды:
- АС;
- А;
- В.
Первый срабатывает при малейших изменениях тока питающей сети. Также он мгновенно реагирует на его плавное повышение и превышение порога тока утечки. Данный вариант может использоваться как в квартирном щитке, так и для обеспечения безопасности производственных или офисных электросетей . Это самый доступный и популярный вид.
Фото — схема подключения аппаратов
Второй вид срабатывает при пульсирующей нагрузке, а также при превышении порогового значения тока утечки. Он более дорогой, чем AC, но при этом его функциональность значительно выше. Сфера применения: подключение стиральной машины, силовых установок, холодильных камер и прочих электрических приборов, требующих повышенного контроля.
Противопожарное устройство типа В позволяет отслеживать постоянный ток утечки даже при малом уровне пульсаций. Данное устройство считается специальным, что отражается на его сфере применения (мостовые схемы, промышленное оборудование, медицинское оборудование и т.д.).
Учитывая, что главной задачей функционирования является выдержка определенного временного интервала (именно по этому параметру производится основная классификация), устройства защиты бывают:
- УЗО S;
- УЗО G.
Маркировка S используется для устройств защиты и отключения, у которых временной интервал задержки от 0,15 до 0,5 секунд. Это отличный выбор для электрических сетей, где установлено одновременно несколько аппаратов для защиты и требуется быстрое отключение тока при необходимости. К примеру, если в квартире или частном доме присутствует несколько групп нагрузок, скажем, 2, то на каждую из них устанавливается отдельное УЗО (по типу), а на вход питающего кабеля – селективное.
Тогда броски энергии не страшны, ведь «контрольное» селективное устройство сработает только в том случае, если не отвечает какое-либо основное. Исходя из того, какое УЗО отключилось, можно будет быстро найти и устранить неисправность. Благодаря этому сначала сработает защитное устройство для определенной группы, и только после — основное, которое отключит от питания всю квартиру.
Фото — тип S
В отдельных случаях могут не сработать УЗО, которые работают на группах. Тогда селективное защитное устройство исполнит свою функцию и через доли секунды обесточит помещение.
Маркировка G говорит о более быстром срабатывании. Здесь временной интервал находится в пределах от 0,06 секунд до 0,08. Это профессиональные приборы, которые обеспечивают точную и быструю реакцию на неполадки в электрических сетях.
Схема подключения УЗО без заземления
Чтобы надежно работало УЗО, нужна трехпроводная сеть – это двухпроводная электрическая сеть с дополнительным защитным заземлением. Заземление устанавливается с целью защиты человека от тяжелого поражения электрическим током при пробое фазы на корпус электроприбора.
В этом случае имеет место короткое замыкание и сработает электромагнитная защита автоматического выключателя. УЗО также защищает человека от воздействия электрического тока при аварийной утечке тока. Подключается УЗО фазным и нейтральным проводом на верхние клеммы.
С нижних клемм выходят фаза и ноль для нагрузки. Если нет утечек тока, то ток фазы и нейтрали будет идентичным, УЗО не сработает. Если произошла утечка тока, то УЗО вычислит ее и отключит электрическую цепь от сети. Таким образом, УЗО вычисляет токи фазного и нейтрального проводов и при обнаружении разницы токов включается механизм защиты.
Это можно показать на примере. Если возникла аварийная ситуация, произошел пробой изоляции, и фаза появилась на корпусе электрической плиты, то до прикосновения человека УЗО работает в режиме ожидания и не отключается, а при прикосновении человека к токопроводящему корпусу электрической плиты возникает ток утечки по пути – фазовый провод, корпус плиты, человек, токопроводящий пол, что заставит сработать защитный механизм.
Подключение УЗО без заземления
Строительство новых домов предусмотрено с защитным заземлением. При подключении УЗО к однофазной сети с заземлением при нарушении изоляции и замыкании сетевого провода на корпус электроприбора, возникнет ток утечки, который замкнется на токопроводящий корпус электроприбора и сработает защита УЗО.
Давайте представим, что защитное заземление отсутствует. УЗО не сработает до появления тока утечки, а он появится при случайном прикосновении человека к токопроводящему корпусу электроприбора. Ток утечки пройдет по пути сетевого провода, корпус электроприбора и человека стоящего на полу, в результате сработает механизм защиты УЗО.
Схема подключения УЗО с защитным заземлением
Что же получается? При наличии заземления корпуса электроприбора в аварийной ситуации сработает УЗО без прикосновения человека к корпусу прибора, так как возникает ток утечки через заземляющий проводник. В случае отсутствия защитного заземления ток утечки УЗО появится только при касании человека к корпусу находящемуся под напряжением. Во втором варианте человек становится «подопытным кроликом».
Однако время срабатывания защиты УЗО составляет миллисекунды, и человек не почувствует воздействие электрического тока. Даже при полном наличии фазы на корпусе бытового устройства, в лучшем случае вы почувствуете легкое пощипывание. Какую схему подключения УЗО выбрать решать вам.
Однако я советую выбрать установку УЗО с заземлением, и более безопасной защитой. В доме не сложно сделать контур защитного заземления, а в квартире защитное заземления можно взять с корпуса электрощита в подъезде и развести провод заземления по плинтусу к розеткам мощных потребителей тока – это стиральная машина, бойлер, электроплита, розетки в ванной.
Подключение УЗО в двухпроводной сети
Возможны два варианта схемы подключения УЗО без заземления. Для первого случая выбираем УЗО с током утечки 100 мА и рассчитанным на номинальный ток нагрузки всей квартиры, допустим 32 А. Тогда схема будет выглядеть так: – вводной автомат 40 А, учет, УЗО 32 А, автоматы разных групп потребителей.
Схема подключения одного УЗО без заземления
У такой схемы есть большой недостаток, при срабатывании защитного механизма УЗО отключается квартира полностью, и для обнаружения неисправности придется лазить по всей квартире. Еще один недостаток такой схемы – это низкая чувствительность УЗО. Ток в 100мА более чувствителен для человека. Вторая схема хоть и дороже, но не имеет этих недостатков.
Схема подключения нескольких УЗО без заземления
Эта схема УЗО без заземления содержит – вводной автомат, счетчик, групповые автоматы и УЗО для выбранных автоматов. УЗО выбирается в этой системе на ток 30 мА. При возникшей утечке тока сработает та УЗО, на линии которой возникла неисправность в электрической цепи. На остальных группах автоматов будет присутствовать сеть. Во время подключения УЗО в двухпроводную сеть должны учитываться следующие моменты.
1.Так как УЗО не имеет защиту от к. з. и перегрузки, перед ним нужно ставить автомат. Номинальный ток УЗО выбирается на порядок выше номинального тока автоматического выключателя, так как УЗО может выйти из строя при токах которые больше его номинального значения.
2.Нейтральный провод с выхода УЗО идет только на розетку потребителей, соединять с другими нулевыми проводами нельзя, чтобы не было ложных срабатываний.
Варианты схем
Нельзя сказать, что существует одна конкретная схема. Каждый случай имеет свои особенности, поэтому подключение УЗО может производиться по-разному. Во-первых, устройство применяется в сетях однофазного и трёхфазного напряжения (это уже две разные схемы). Во-вторых, можно установить УЗО на вход и защитить таким образом от токовых утечек всю квартиру. А можно производить монтаж устройств для каждой отдельной линии, тем самым защищая только определённый участок электрической сети.
Пример подключения УЗО в однофазной сети на видео:
Так как схема для подключения УЗО имеет несколько вариантов, очень важно, чтобы вы могли их читать. Сейчас в паспортах многих электробытовых приборов и техники указано, как и через какой тип УЗО необходимо выполнять их подключение к электрической сети. Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах
Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах.
Что такое однофазная сеть?
При однофазной электрической сети потребители запитаны по двум проводникам – фаза и рабочий ноль. Номинальное напряжение в таких сетях – 220 В.
Однофазная сеть может быть двухпроводного и трёхпроводного исполнения. В первом случае используется два проводника – фазный и нулевой, на схемах они обозначаются английскими буквами «L» и «N».
Второй вариант помимо фазы и ноля предусматривает ещё наличие проводника защитного заземления (его обозначение «РЕ»). Основная функция этого заземляющего провода – дополнительно защитить людей от поражения электрическим током. За счёт его подсоединения к корпусам электроприборов, в случае замыкания фазы на корпус произойдёт отключение электропитания. Это спасёт и жизнь человека, и саму технику от перегорания.
А теперь поговорим о том, какой может быть схема подключения УЗО в однофазной сети.
Подключение на входе (в однофазной сети)
В этом случае монтаж УЗО производится в щитке после вводного двухполюсного автомата. Вслед за устройством защитного отключения располагаются отходящие автоматические выключатели. Такая схема включения УЗО обеспечивает одновременную защиту от токовых утечек всем отходящим потребителям.
Недостаток схемы в сложности поиска места повреждения. Например, произошло замыкание фазы на металлический корпус какого-то бытового прибора, включенного в данный момент в розетку.
Происходит срабатывание УЗО, в квартире исчезает напряжение. Если в это время в розетки были включены несколько приборов, то сразу определить повреждённый будет проблематично.
Такая схема имеет и положительные стороны. За счёт того, что используется только одно устройство защитного отключения, монтаж распределительного щитка обойдётся дёшево, да и сам он будет небольших размеров.
Имейте в виду, что широкое распространение получила ещё одна разновидность такой схемы, в ней между вводным автоматом и УЗО принято устанавливать счётчик электрической энергии.
Подключение на входе и на отходящих линиях (в однофазной сети)
При таком варианте схемы установка УЗО производится после вводного автоматического выключателя и ещё на каждую отходящую линию.
О том, что такое селективность поговорим чуть ниже.
Например, произошла утечка тока на одной из отходящих линий. Должно сработать устройство, которое защищает именно эту группу.
Если по каким-то причинам УЗО не отработало, то через определённое время (это называется выдержкой времени) отключится общее УЗО на входе, оно как бы подстраховывает отходящее.
Несомненный плюс такой схемы в том, что в момент повреждения будет отключаться только аварийная линия, а во всей остальной квартире подача напряжения не прекратится.
Недостатки подобной схемы в больших габаритах распределительного щитка и в дороговизне (УЗО – вещь не дешёвая, а при таком варианте их понадобится несколько).
На видео сравнение нескольких схем подключения:
https://youtube.com/watch?v=EQs-iqz-kAE
Можно немного сэкономить и опустить в этой схеме однофазное УЗО на входе, то есть выполнить монтаж только групповых устройств на отходящих линиях. Многие электрики вообще считают вводное УЗО лишней тратой денег, потому что каждая линия уже имеет свою защиту. Но как мы говорили выше, оно является своеобразной подстраховкой, на случай если выйдет из строя групповое устройство. Поэтому здесь всё зависит от ваших финансовых возможностей. Есть деньги – монтируйте схему с УЗО на входе. Если так накладно, установите только отходящие устройства, это тоже будет замечательно. Многие люди совсем не ставят УЗО, предпочитая экономить средства на собственной безопасности.
Еще правила подключение УЗО
7. При установке в сети нескольких последовательных УЗО, «верхние» УЗО в цепи должны быть с селективной задержкой срабатывания. Это обеспечит каскадность срабатывания УЗО. Например, у вас стоит общее УЗО на этаже, а в квартире стоит отдельное УЗО на группу ванной комнаты. Общее УЗО должно иметь селективную задержку срабатывания и при аварийной ситуации отключаться последним;
8. Не рекомендую устанавливать УЗО в системах заземления TN-C (в ее точном исполнении). Правда, заземление типа TN-C в «чистом» встречается очень редко и с 2007 года она должна быть реконструирована на систему TN-C-S;
9. Отмечу! Если у вас в квартире двухпроводная электропроводка, это не значит, что система заземления вашего дома TN-C. Вероятнее всего, у вас в доме, система заземления TN-C-S и при такой системе заземления, установка УЗО вполне оправдана;
Принцип работы системы заземления TN-S
Электрическая схема питания электроприборов, подключённых к системе TN-S, а аналогична обычной схеме электроснабжения, которая использовалась со времён Теслы и Эдисона. Отличие заключается в наличии дополнительного провода, соединяющего корпус оборудования со средней точкой вторичной обмотки трансформатора. Разделение нейтрали N и заземления РЕ позволяет исключить попадание высокого напряжения на непредназначенные для этого части электроприборов.
В системе заземления TN-S нейтраль трансформатора соединяется с заземляющими устройствами напрямую, без автоматов или рубильников. Такая нейтраль называется «глухозаземлённой».
Согласно ГОСТ Р 50571.1-2009 п.312.2.1.1, заземлять проводник РЕ в дальнейшем нет необходимости. Однако при монтаже этой схемы следует учесть требования ПУЭ п.7.1.87, согласно которым в водном щитке этот провод присоединяется к системе уравнения потенциалов СУП.
Для этого соединяются следующие элементы:
- провод РЕ, приходящий из трансформаторной подстанции;
- стальные трубы коммуникаций, в том числе те, в которых проложены кабеля;
- металлические элементы конструкции и инженерных сооружений.
- корпус вводного электрощита и этажных щитков.
При пробое изоляции на корпус через заземление начинает идти ток, что вызывает отключение автоматического выключателя. Если же он недостаточен для срабатывания защиты то, благодаря заземлению, напряжение на корпусе будет отсутствовать. Это позволит избежать электротравмы, а появляющийся при этом ток утечки вызовет срабатывание УЗО.
Соединение большинства бытовых электроприборов с заземлением происходит в розетках с заземляющим контактом, во время монтажа к которому присоединяется провод РЕ.
Важно! В системах защитного заземления TN-S и TN-C-S розетки подключаются трёхжильным кабелем. К заземляющему контакту присоединяется провод с жёлтой или жёлто-зелёной изоляцией
Достоинства системы TN-S по сравнению с другими системами
На сегодняшний день система защитного заземления TN-S обеспечивает максимально возможную защиту людей от поражения электрическим током. Её надёжность можно ещё больше повысить, если дополнительно установить систему уравнивания потенциалов и подключить УЗО или дифавтомат.
Дополнительное достоинство этого вида защиты в отсутствии необходимости устанавливать контур заземления в каждом доме. Такие заземления, согласно ПТЭЭП п.2.7.9., требуют ежегодной проверки своего состояния. Естественно, в большинстве случаев она проводится формально или не производится совсем, что не делает проживание в доме более безопасным.
Ещё одно преимущество заключается в том, что вся электронная аппаратура, находящаяся в металлическом заземлённом корпусе, оказывается защищённой от высокочастотных помех. Такие помехи создают электробритвы, пылесосы, электросварка и другая аппаратура. Поэтому эту систему предпочитают работники, имеющие дело с компьютерными сетями, телевидением, звукозаписывающей и радиолокационной аппаратурой.
Единственный, но существенный, недостаток этой системы заключается в её более высокой цене, поэтому допускается использовать вместо схемы TN-S уже установленное заземление типа TN-C-S.
Заключение
Подводя итог статье можно увидеть, что система TN-S является лучшей из существующих видов заземления и должна применяться во всех новых электросетях. При невозможности заменить на эту схему существующие линии электропередач следует использовать схему TN-C-S.
Похожие материалы на сайте:
- 5 систем заземления согласно ПУЭ
- Система заземления TT для частного дома
Как выбрать УЗО
Выбрать УЗО для квартирной электропроводки или дома для домашнего электрика не представляет трудностей. Подойдет любое однофазное УЗО, рассчитанное на рабочий ток равный току защиты автоматического выключателя и ток утечки 30 мА. Фотография такого УЗО приведена в начале статьи.
Какой тип УЗО лучше для квартиры электромеханическое или электронное
УЗО выпускаются в двух конструктивных исполнениях – электромеханические и электронные. Для правильного выбора нужно провести сравнение их технических характеристик.
| Сравнительная таблица характеристик электромеханического и электронного УЗО | ||
|---|---|---|
| Характеристика | Электромеханическое УЗО | Электронное УЗО |
| Цена | низкая | высокая |
| Конструкция | сложная | простая |
| Надежность | высокая | низкая |
| Погрешность тока срабатывания | высокая | низкая |
| Работоспособность при обрыве нулевого провода или при снижении напряжении сети ниже допустимого | сохраняется | не работает |
| Устойчивость к скачкам повышенного напряжения в сети | высокая | низкая |
| Габаритные размеры | большие | многократно меньше |
Как видно из таблицы, если нет ограничений по габаритным размерам нужно выбирать электромеханическое УЗО. Электронное УЗО незаменимо в случае установки на отдельный электроприбор, например, в электрическую розетку или удлинитель.
Основные технические характеристики УЗО
Требования к техническим характеристикам УЗО устанавливает ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков».
Для желающих сделать более осознанный выбор свел все основные технические характеристики УЗО в таблицу.
| Таблица основных технических характеристик УЗО | |||
|---|---|---|---|
| Характеристика | Обозначение | Величина | Примечание |
| Рабочее напряжение | В | 220, 380 | Для домашней однофазной сети устанавливается УЗО на напряжение 220 В, для трехфазной – на 380 В |
| Количество фаз | 1, 3 | Указывается в паспорте | |
| Ток утечки срабатывания, IΔn | мА | 5 | В ПУЭ нет указаний на установку, но можно встретить в рекомендациях по использованию электроприборов, например, теплых полов |
| 10 | Предназначено для подключения розеток, установленных в ванной, кухне, детских комнатах и для приборов, установленных на земле | ||
| 30 | Универсальное, подходит для всех случаях применения в доме или квартире | ||
| 100, 300 | Применяют в промышленности, иногда устанавливаю на вводе электропроводки в жилье для повышения пожарной безопасности | ||
| Максимальный ток нагрузки, In | А | 6-125 | Должен быть равен или больше, чем ток автоматического выключателя, установленного после УЗО |
| Максимальный ток коммутации, Im | А | 500 | Должен быть в 10 раз больше максимального тока нагрузки |
| Ток короткого замыкания, Inc | кА | 3-10 | Максимальный ток, который кратковременно выдержит УЗО в случае короткого замыкания в электропроводке |
| Время отключения | мс | <30 | Время, через которое после превышения допустимого тока утечки УЗО должно отключить нагрузку |
| Периодичность проверки | месяц | 1 | Для простой проверки достаточно нажать кнопку Тест на УЗО. Для диагностики времени срабатывания необходим специальный прибор |
| Рабочая температура | °С | минус 25 — +40 | Рабочая температура, при которой допускается эксплуатация УЗО |
| Конструктивное исполнение | Электромеханические | Надежнее, дешевле, но больше по размерам электронных УЗО | |
| Электронные | Современные УЗО, дорогие, малогабаритные | ||
| Тип по форме тока срабатывания | АС | Срабатывает, если синусоидальный ток утечки возрастает медленно или скачком | |
| А | Срабатывает, если синусоидальный или пульсирующий постоянный ток утечки возрастает медленно или скачком | ||
| В | Срабатывает, если синусоидальный, пульсирующий постоянный или постоянный ток утечки возрастает медленно или скачком | ||
| Способ установки | Предназначено для крепления на DIN-рейке в щитке | Предназначено для установки в электрических щитках квартир и домов | |
| Вмонтировано в розетку | Устанавливается для защиты отдельного электроприбора или в случае старой электропроводки для исключения ложных срабатываний от естественных токов утечки | ||
| В виде переходника, подключаемого к розетке | |||
| Устанавливаемое на удлинитель | |||
| Устанавливаемое на сетевом шнуре электроприбора |
