С самых ранних лет детей предостерегают по поводу опасного воздействия электричества. Позже, на уроках физики они узнают, что смертельно опасной является сила тока больше 0,1А или 100мА. Но многие люди путают это понятие и напряжение.
Прежде, чем знакомиться с устройством прибора, способного защитить от губительного действия электричества, нужно освежить в памяти его основные концепции. Поток электрических зарядов, благодаря способности создавать тепловые, электромагнитные, электрохимические взаимодействия является энергоносителем, в корне определившим развитие человечества.
Но, при прохождении сквозь человеческое тело, эти взаимодействия пагубно влияют на строение клеток на молекулярном уровне, вызывая их гибель. Также парализованной становится нервная система, работающая по принципу обмена электрическими зарядами. Чем больше электронов проходит через проводник, тем большей является сила тока, тем больше его поражающее действие.
Наглядно эту силу можно сравнить с объёмом двигающейся воды, тогда как напряжение с разницей уровней. Падающая с большого вертикального расстояния тонкая струя не окажет ощутимого воздействия на человеческое тело, в сравнении с метровой высоты потоком, сбивающим с ног.
Напряжение U создаёт электрический ток, прямо пропорциональный U, а его сила I, согласно закону Ома, обратно пропорциональна сопротивлению R источника питания, питающих проводов и самого проводника, которым является человеческое тело в момент поражения, I=U/R. Поскольку напряжение сети стандартно, её сопротивление очень мало, степень поражающего влияния электричества зависит от сопротивления организма, сухости кожи, наличия обуви.
Измерение утечки вызывающей поражение.
В идеальной двухпроводной системе токи в фазном и нулевом проводе равны: IL= IN. Если где-нибудь в цепи произойдёт контакт провода с землёй через плохую изоляцию, или человеческое тело, то IL= IN+IΔn, где IΔn — ток утечки, вызывающий поражение, или воспламенение кабеля. Соответственно IΔnравен разнице входного и выходного токов: IΔn= IL-IN.
Измерение данной разницы (англ. different) с помощью дифференциального трансформатора дало возможность создать устройство защитного отключения (сокращённо УЗО), которое размыкает цепь, отключая напряжение, если IΔn превышает опасное для здоровья значение, или пожароопасный ток больше 100мА.
Дифференциальный трансформатор тока имеет две первичные обмотки (катушки), включённые разнонаправлено, и вторичную обмотку, которая имеет подключение к исполнительному устройству отключающего механизма. Если в первичных катушках IL= IN, то магнитный поток в тороидальном сердечнике будет взаимно скомпенсированным ФL = ФN, соответственно на вторичной обмотке не будет наводится электродвижущая сила, не будет тока и его воздействия на электромагнитное реле выключателя.
В случае появления утечки IL> IN , что приводит к дисбалансу магнитных потоков, ФL > ФN, а их разница, благодаря электромагнитной индукции, будет воздействовать на вторичную катушку, в ней возникнет ток IΔ>0, отключающий защитный выключатель.
Таким образом, принцип работы УЗО состоит в срабатывания размыкающего механизма (расщепителя) при сопоставлении входных и выходных токов, если превышение их разницы выше установленного значения, которое называют уставкой. В виду того, что существуют потери тока, вызванные электромагнитным излучением, конденсаторным эффектом, статичным разрядом, а также, потому что изоляция не идеальна, уставка принимается выше нулевого значения и зависит от сферы применения устройств защиты.
Данный принцип измерения дифференциального тока справедлив и для трёхфазного напряжения. В данном случае применяются четверо первичных обмоток: три фазные и одна нулевая, и в идеальной системе сумма всех токов равна нулю. При утечке на одном из фазных проводов равновесие нарушается и возникает IΔ, вызывающий срабатывание защиты.
Для кабелей электрических линий, согласно ПУЭ, принимается значение потерь 0,01мА на каждый метр провода, и для электроприборов применяется коэффициент 0,4 мА потерь на каждый Ампер нагрузки.
Поэтому для подключения с помощью коротких проводов сравнительно небольшой нагрузки применяют как можно меньшую уставку из ряда унифицированных значений отключающего номинального дифференциального тока IΔn, который указывают на корпусе УЗО: 10; 30; 100; 300;500 мА.
Например, для подключения бойлера, розеток, освещения в ванной, где вероятность поражения велика в виду высокой влажности воздуха и мокрых поверхностей, применяется IΔn=10мА. Также данная уставка подходит для кухни или электрификации подвала, гаража. Для всего дома нужно выбрать устройство защитного отключения с IΔn=30мА, во избежание ложных срабатываний из-за большого количества потребителей при значительной протяжённости сети.
Для обеспечения пожарной безопасности энергосетей большой протяжённости применяют значения уставки выше 100мА. Для разных групп потребителей возможно параллельное подключение нескольких УЗО с разным дифференциальным током отключения. Также распространена схема последовательного включения УЗО с различной уставкой для обеспечения селективной защиты.
Чтобы принцип работы УЗО был более понятен, нужно рассмотреть варианты его практического использования. В случае, если используется двухпроводная система питания, если внутренняя схема электроприбора дала сбой и появилось опасное напряжение на его корпусе, при прикосновении к нему или оголённому проводу под напряжением, ток пойдёт через человеческое тело в землю, тем самым нарушая баланс токов в дифференциальном трансформаторе, из за чего возникший IΔ отключит питание.
Пострадавший при этом получит шок из-за краткосрочного действия тока, превышающего уставку, значение которого будет зависеть от суммы сопротивлений кожи, тканей организма, обуви, пола.
Влажность и площадь контакта тоже имеют существенное значение, поэтому травматизм и глубина шока зависят от условий в каждом конкретном случае, но степень поражения не является фатальной ввиду краткосрочности воздействия поражающего фактора, из-за высокого быстродействия УЗО.
При условии использования дополнительного третьего заземляющего проводника РЕ, при пробое изоляции внутри электроприбора, поражения вообще не случится, так как в этот момент при появлении тока утечки тут же сработает УЗО. Без его использования, поражения хоть и не произойдёт ввиду заземления корпуса, но токи утечки опасны своим тепловыделением, которое может привести к дальнейшему разрушению электроприбора и даже спровоцировать его возгорание, приводящее к пожару.
Считается, что при токе большем 100мА в точке пробоя изоляции выделяется достаточно тепла, чтобы нагреть контактирующие материалы до температуры их плавления и возгорания.
Поэтому УЗО, помимо защиты от смертельного электрического шока также с успехом применяется для обеспечения пожарной безопасности сети. Очевидно, что данную функцию выполняют УЗО с любой уставкой, но нужно помнить, что устройства защиты с IΔn>100мА применяются только для предотвращения пожаров при токах утечки в пробоях изоляции.
При контакте выходного нулевого провода УЗО с землёй, заземлением или входным нулём, будет ложное срабатывание защиты.
Поскольку УЗО не защищает от короткого замыкания и перегрузок по току, его надо устанавливать вместе с защитным автоматом.
Работоспособность УЗО следует периодически проверять с помощью кнопки «Тест».
Устройство защитного отключения далее УЗО, предназначено для защиты человека от поражения электрическим током, а также от возникновения пожара, который может возникнуть при утечки электрического тока, вследствие плохой изоляции или плохого соединения электроустановок (ЭУ).
УЗО должно сработать, то есть, разомкнуть контакты, тем самым полностью прекратить подачу напряжения на защищаемую линию, при условии:
1
Прикосновения человека к нетоковедущим частям ЭУ оказавшимся под напряжение вследствие пробоя изоляции.
2
Прикосновении человека к токоведущим частям ЭУ, находящимся под напряжением.
3
Возникновения (дифференциального) тока утечки на корпус ЭУ или землю для предотвращения пожара.
Рис. 1
1
Дифференциальный трансформатор тока
2
Пусковой элемент
3
Исполнительный механизм
4
Кнопка «Тест» для контроля исправности УЗО
I 1 – I 2 направлениетока относительно нагрузки
I D – ток утечки
Ф 1 – Ф 2 магнитные потоки
Назначение блоков.
1
Дифференциальный трансформатор тока
(используется в большинстве УЗО) измеряет баланс токов между входящими в него проводниками.
2
Пусковой элемент
(состоит, как правило, из электромагнитных реле) служит для управления (воздействия) исполнительным механизмом.
3
Исполнительный механизм
предназначен для аварийного отключения эелетроцепи, контролируемой УЗО.
4
Кнопка «Тест» для контроля исправности УЗО путем создания имитации тока утечки.
Принципиальная электрическая схема
Рис. 2
1, 2 Первичные обмотки
3 Вторичная обмотка
При исправности контролируемой линии, нет заданного тока утечки, и трансформатор находится в состоянии покоя (равновесия), потому что токи в встречно включенных первичных обмотках трансформатора равны. Из-за того, что равные магнитные потоки идущие навстречу друг другу взаимовычитаются (тоесть равны нулю), то во вторичной катушке не возникает электромагнитное поле, а значит нет напряжения и не возникает ЭДС способное воздействовать на реле, на основе которого собран пусковой механизм (рис.1 ).
А как только происходит утечка на защищаемой (контролируемой) линии равная значению срабатывания УЗО (как правило, от 10 до 30 mA), то нарушатся равенство в первичных обмотках трансформатора. Вследствие этого возникает электромагнитное поле в первичных и вторичных катушках, которое образует связь по напряжению. Тоесть, во вторичной обмотке возникает напряжение срабатывания реле (рис. 2 ), из которого состоит пусковой элемент (рис. 1) воздействие, которого на исполнительный механизм (рис. 1) и отключает контактную группу, обесточивая, таким образом, защищаемую линию.
Внимание!
Следует помнить, что УЗО требует ежемесячной проверки, которая осуществляется нажатием кнопки «Тест». При этом происходит замыкание электроцепи, эмитирующей искусственную утечку тока и срабатывание устройства защитного отключения. Отсутствие срабатывания укажет на полную неисправность устройства.
По современным требованиям все электроустановки должны иметь или . При этом возникшая заданная утечка автоматически отключит защиту.
Пример этого видно на схеме рис. 3
Рис. 3
Если представить дифзащиту в виде простого механического устройства как весы (рис. 4 ) с порогом срабатывания до 10 mA. То сразу становится понятно, что при достижении значения 10 mA на одной из чаши весов, они выйдут из равновесия при этом разомкнутся контакты и контролируемая (защищаемая) линия обесточится. Причем заметим, что центром равновесия весов служит именно или , поэтому именно их и надо использовать, чтобы человек сам не являлся этим центром.
Внимание!
Также нужно понимать, что УЗО является дополнительной мерой безопасности, которое реагирует только на дифференциальный ток (ток утечки) и не реагирует на короткие замыкания и перегрузку линии. Поэтому, как правило, УЗО устанавливается вместе с автоматическими выключателями, которые реагируют на КЗ (короткое замыкание) и перегрузку линии по напряжению, на которую они рассчитаны.
Рис. 5
Выбор электромеханического УЗО
Желаю удачного монтажа и помните о электробезопасности .
3421-033-18461115-2007 РЭ, ПС
1 Назначение и область применения
1.1 Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтоков, функционально не зависящие от напряжения сети бытового и аналогичного применения типа ВД1 -63 (УЗО) торговой марки IEK® (далее - ВД) предназначены для эксплуатации в однофазных или трехфазных электрических сетях переменного тока напряжением до 400 В частотой 50 Гц
и по своим характеристикам соответствуют ГОСТ Р 51326.1 и техническим условиям ТУ 3421 -033-18461115-2002.
1.2 ВД выполняют функцию обнаружения дифференциального тока, сравнения его со значением дифференциального тока срабатывания и отключения защищаемой цепи в случае, когда дифференциальный ток превосходит это значение. ВД обеспечивают:
— защиту людей от поражения электрическим током при косвенном контакте с доступными проводящими частями электроустановок при повреждении изоляции (ВД с номинальным отключающим дифференциальным током 10; 30 и 100 мА);
— защиту от пожаров, возникающих вследствие возгорания изоляции токоведущих частей электроприборов от дифференциального (остаточного) тока на землю или вследствие длительного протекания тока повреждения в случае несрабатывания устройств защиты от сверхтоков (ВД с номинальным отключающим дифференциальным током I D n = 300 мА);
— ВД, имеющие номинальный отключающий дифференциальный ток не более 30 мА, могут использоваться как средства дополнительной защиты в случае выхода из строя устройств, предназначенных для защиты от поражения электрическим током.
1.3 Основная область использования ВД - учетно - распределительные щиты жилых и общественных Зданий, устройства временного электроснабжения строительных площадок, садовые дома, гаражи, объекты розничной торговли.
2 Основные характеристики
2.1 Основные характеристики ВД приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Наименование характеристики | Значение | ||
| Число полюсов | 2 | 4 | |
| Номинальное рабочее напряжение переменного тока Ue, В | 230 | 230, 400 | |
| Номинальная частота сети, Гц | 50 | ||
| Диапазон напряжений работоспособности устройства эксплуатационного контроля, В | от 115 до 265 | от 200 до 460 | |
| Номинальный ток In, А | 16, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 | ||
| Номинальный отключающий дифференциальный ток I D n , мА | 10, 30, 100, 300 | ||
| Номинальный неотключающий дифференциальный ток I D n o , мА | 0,5 I D n | ||
| Номинальная наибольшая включающая и отключающая способность Inm, А | 1000 | ||
| Номинальная наибольшая дифференциальная включающая и отключающая способность I D m , А | 1000 | ||
| Номинальный условный ток короткого замыкания не менее, А | 3000 | ||
| Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания I nc , не менее, А | 3000 | ||
| Характеристика функционирования при наличии дифференциального тока с составляющей постоянного тока, тип | АС | ||
| Электрическая износостойкость, циклов включения-отключения (В-О), не менее | 4000 | ||
| Механическая износостойкость циклов В-0, не менее | 10 000 | ||
| Максимальное сечение провода, присоединяемого к силовым зажимам, мм 2 | 50 | ||
| Наличие драгоценных металлов, серебро, г | 0,25 (на один контакт) | ||
| Климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150 | УХЛ14 | ||
| Степень защиты по ГОСТ 14254 | IP20 | ||
| Срок службы, не менее, лет | 15 | ||
2.2 Значения максимального времени отключения ВД при наличии дифференциального тока приведены в таблице 2.
Таблица 2
Внимание! ВД не имеет встроенной защиты от сверхтоков, поэтому последовательно с ним необходимо включать автоматический выключатель аналогичного или меньшего номинала с типом защитных характеристик от сверхтоков В и С.
2.3 Габаритные и установочные размеры приведены на рисунке 1.
2.4 Схемы электрические принципиальные ВД приведены на рисунках 2 и 3.
2.5 Применение ВД в квартирных и этажных щитах в электроустановках с системами заземления TN-S, TN-C-S, TN-C регламентируется в ГОСТ Р 51628.
3 Комплектность
В комплект поставки входят:
4 Монтаж и эксплуатация
4.1 Монтаж, подключение и пуск в эксплуатацию ВД должны осуществляться только квалифицированным электротехническим персоналом.
4.2 ВД устанавливают на монтажной рейке шириной 35 мм (DIN- рейке) в электрощитах со степенью защиты по ГОСТ 14254 не ниже IP30.
4.3 После монтажа и проверки его правильности подают напряжение электрической сети на электроустановку и включают ВД переводом рукоятки управления в положение «I» - «ВКЛ», нажимают кнопку
«ТЕСТ». Немедленное срабатывание ВД (отключение защищаемой устройством цепи) означает, что ВД исправно.
4.4 Если после включения ВД сразу или через некоторое время происходит его отключение, необходимо определить вид неисправности в электроустановке в следующем порядке:
а) взвести ВД рукояткой управления. Если ВД взводится,
то это означает, что в электроустановке имела место утечка тока на землю, вызванная нестабильным или кратковременным нарушением изоляции. Проверить работоспособность ВД нажатием кнопки «ТЕСТ»;
б) если ВД не взводится,
то это означает, что в электроустановке имеет место дефект изоляции какого-либо электроприемника, электропроводки, монтажных проводников электрощита или ВД неисправно.
В этом случае необходимо произвести следующие действия:
— отключить все электроприемники и взвести ВД. Если ВД взводится, то это свидетельствует о наличии электроприемника с поврежденной изоляцией. Неисправность выявляется путем последовательного подключения электроприемников до момента срабатывания ВД. Поврежденный электроприемник необходимо отключить. Проверить работоспособность ВД нажатием кнопки «ТЕСТ»;
— если при отключенных электроприемниках ВД продолжает срабатывать, необходимо вызвать квалифицированного специалиста- электрика для определения характера повреждения электроустановки или выявления неисправности ВД.
Проверка осуществляется нажатием кнопки «ТЕСТ». Немедленное срабатывание ВД и отключение защищаемой электроустановки означают, что ВД исправно.
Последние вопросы:
Подписка на обновления Подписывайтесь и получайте свежую и интересную информацию прям на свой почтовый ящик
В этой статье поговорим про электротехническое устройство называемое полностью УЗО — устройство защитного отключения. Устройство защитного отключения (сокращенно УЗО) более полное название: устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным (остаточным) током или механический коммутационный аппарат, который при достижении (превышении) дифференциальным(остаточным) током заданного значения должен вызвать размыкание контактов.
Основное назначение УЗО это защита человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию проводов и некачественные соединения.
Широкое применение также получили комбинированные устройства, совмещающие в себе УЗО и устройство защиты от сверхтоков (короткого замыкания). Такие устройства называются УЗО-Д со встроенной защитой от сверх токов(короткого замыкания), либо просто диффавтомат. Часто диффавтоматы снабжаются специальной индикацией, позволяющей определить, по какой причине произошло срабатывание (от сверхтока или от дифференциального тока).
УЗО — устройство защитного отключения устанавливается в электросети квартиры или дома для выполнения следующих задач электробезопасности:
Примечание: В России применение УЗО стало обязательным с принятием 7-го издания Правил устройств электроустановок ().(седьмое издание подготовлено ОАО «ВНИИЭ». Утверждена приказом Министерства энергетики Российской Федерации от 08.07.02 № 204. Введено в действие с 01.01.03г.)
Как правило, одно или несколько УЗО устанавливаются на DIN-рейку в электрощите.
(О монтаже электрощита в квартире я рассказывал в другой статье блога: )
В продаже есть два типа УЗО — Устройство защитного отключения:
Важно!
Теперь разберемся с характеристиками УЗО обозначенных на корпусе устройства.
УЗО — устройство защитного отключения предназначены для защиты человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении (прикосновение человека к открытым проводящим нетоковедущим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции), а также при непосредственном прикосновении (прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением). Данную функцию обеспечивают УЗО соответствующей чувствительности (ток отсечки не более 30 мА(миллиампер).
Примечание: В США в соответствии с National Elektrical Code, устройства защитного отключения (ground fault circuit interrupter - GFCI), предназначенные для защиты людей, должны размыкать цепь при утечке тока 4-6 мA(миллиампер) (точное значение выбирается производителем устройства и обычно составляет 5 мА) за время не более 25 мс(микросекунд).В Европе эти значеня для УЗО,как и у нас составляют 30-100 мА.
УЗО должны срабатывать за время не более 25-40 мс(миллисекунд), то есть до того, как электрический ток, проходящий через организм человека, вызовет фибриляцию сердца - наиболее частую причину смерти при поражениях электрическим током.
В списке ниже приведены значения тока через тело человека и наиболее вероятные ощущения, которые можно при этом почувствовать.
Важно! не пытайтесь это прочувствовать это на себе!
Для защиты человека в бытовых электросетях(однофазный ток напряжением 220 вольт) УЗО должны иметь маркировку: ток отсечки не более 30мА,время срабатывания не более 40 мс(миллисекунд). Крупные фирмы производители (такие как АВВ,Legrand) выпускают УЗО для защиты человека, с токами отсечки 10 мА и 30 мА.
На групповые цепи обычно ставят УЗО с током 30 мА. Если поставить УЗО 10 мА, возможны (в квартире всегда есть фоновый, естественный ток утечки). 10 мА ставится обычно на одиночных потребителей (стиральную машинку, посудомойку). Если у вас есть душевая кабина, или стиральная машинка установлена в ванной (влажная среда) , применение УЗО с током отсечки 10 мА просто обязательно.
Следует повторить:
Примечание: В продаже существуют УЗО с токами отсечки и 100 мА и 300 мА и более. Эти УЗО (с отключающим дифференциальным током 100 мА, 300 мА и более иногда применяются для защиты больших участков электрических сетей (например, в частном доме или компьютерных центрах), где низкий порог привел бы к ложным срабатываниям. Такие низкочувствительные УЗО выполняют противопожарную функцию и не являются эффективной защитой от поражения электрическим током.
Теперь отметим ещё ряд моментов. В соответствие с классификацией, УЗО — устройство защитного отключения подразделяют на следующие типы:
Tип AC- УЗО, размыкание которого гарантировано в случае, если разностный синусоидальный ток или внезапно возникает, или медленно увеличивается.
Тип А — УЗО, размыкание которого гарантировано в случае, если синусоидальный или пульсирующий разностный ток или внезапно возникает, или медленно увеличивается.
УЗО типа «А» более дорогой и более универсален, но оба типа «А» и «АС» превосходно подходят для использования в бытовых электросетях. Поэтому акцентироваться на этом не стоит.
В широкой продаже в основном бывают УЗО тип АС (на фасаде устройства будет изображен только значек:
Необходимо обратить внимание, что каждое УЗО расчитано на использование в сетях определенной нагрузки,а именно определенный Ампераж, который указывается на фасаде УЗО. Так как УЗО в электросетях используются вместе с автоматами защиты(предохранителями), то еще раз обращаю внимание:ампераж УЗО должен быть выше, чем у автомата на линии.
Теперь рассмотрим схему подключения УЗО — устройство защитного отключения, классическим занулением (ТN-С). Классическое зануление имеют большинство домов в РФ, в квартирах этих домов не существует отдельной выделенной линии заземления, то есть, по всей квартире проходят два, а не три провода электропитания.
Примечание : В соответствии с ГОСТ 50571_3-94(Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током):
Прежде чем осуществить подключение УЗО, я обращаю внимание на то, как работает схема УЗО. В основе принципа работы УЗО лежит сравнение выпускаемого (ушедшего в квартиру) и впускаемого (вернувшегося из квартиры) тока. Если оказывается, что равновесие нарушено, и приходит меньше, чем уходит, то УЗО отключает электропитание. Если УЗО устанавливается для одной линии, то есть два варианта: поставить после УЗО автомат или же сам аппарат должен иметь встроенный ограничитель максимального тока. Подключение УЗО без автомата приведет к тому, что короткое замыкание или постоянный перегрев может вывести его из строя. Напоминаю: что ампераж УЗО должен быть выше, чем у автомата на линии.Примечание: На рисунке фазный провод подается на нижнюю клемму вводного автомата. Это не совсем корректно, лучше подавать питание на верхнюю клемму автомата. Хотя замечу, подключение питающих проводов сверху – это просто традиция. Именно ею, а не какой-то технической причиной обусловлена рекомендация подключения сверху. И, хотя с точки зрения техники безопасности, лучше бы подключать везде одинаково, жесткого запрета на подключение снизу – нет. Однако, крайне желательно, чтобы в пределах щита, а еще лучше – на всем объекте, питание подавалось одинаково: либо сверху (везде), либо снизу (везде). Другие схемы подключения можно найти в статье: .
Ну вот пожалуй и все,что я хотел рассказать об УЗО — Устройство Защитного Отключения, используемые в бытовых электросетях напряжением 220 вольт. Успехов,Вам в ваших начинаниях!
Специально для сайта:
Для многих уже не новость, что современная бытовая электрическая сеть обязательно должна иметь защиту УЗО. Тем, кто ещё ничего не знает о таких защитных элементах, скажем, что это – основа человеческой безопасности. Также устройство способствует предотвращению пожаров, вызванных возгоранием электрической проводки. Поэтому знакомство с этим элементом защиты и автоматики не будет лишним. Давайте поговорим подробно об устройстве, из чего оно конструктивно устроено и каков принцип действия УЗО?
Чуть ниже мы рассмотрим для чего необходимо УЗО, но сначала разберёмся, что такое токовая утечка? Вся работа устройства связана именно с этим понятием.
Если сказать простыми словами, то утечкой тока называют его протекание из фазного проводника в землю по пути, который для этого является нежелательным и совсем непредназначенным. Это может быть корпус электрического оборудования или бытового прибора, прутья металлической арматуры либо водопроводные трубы, сырые оштукатуренные стены.
Токовая утечка возникает при нарушениях изоляции, которые могут произойти по ряду причин:
Опасность токовой утечки состоит в том, что при нарушении изоляции электрической проводки на описанных выше объектах (корпус прибора, водопроводная труба или оштукатуренная сырая стена) появится потенциал. Если человек к ним прикоснётся, то выступит в роли проводника, через который ток будет уходить в землю. Величина этого тока может быть таковой, что вызовет самые печальные последствия, вплоть до смерти.
На видео демонстрация действия УЗО
Как определить, есть ли в вашем доме токовая утечка? Первым признаком этого явления станет еле ощутимое воздействие электричества, то есть когда вы к чему-то прикасаетесь, вас как бы слегка бьёт током. Наиболее часто это опасное явление наблюдается в ванных комнатах. Для того чтобы гарантировать себе безопасность в собственной же квартире, её надо оборудовать защитными элементами.
Применяют для этой цели УЗО (расшифровываются как устройства защитного отключения) либо дифференциальные автоматы.
Принцип работы УЗО основывается на методе измерений. На входе и выходе регистрируются показания протекающих через трансформатор токов.
Если входное токовое показание выше, чем на выходе, значит, в цепи где-то имеется токовая утечка и защитное устройство отключается. Если эти показания одинаковые, то срабатывания УЗО не происходит.
Поясним немного подробнее этот принцип для двухпроводной и четырёхпроводной системы. УЗО в однофазной сети не срабатывает, когда по проводникам фазы и нейтрали протекают одинаковой величины токи. Для трёхфазной сети необходимы одинаковые показания тока в нулевом проводе и суммы токов, проходящих по фазным жилам. В обоих вариантах сети, когда есть разница в токовых величинах, это свидетельствует об изоляционном пробое. Значит, через это место пройдёт токовая утечка, и устройство защитного отключения сработает.
УЗО после этого нельзя включать, пока не будет обнаружено место повреждения.
Давайте весь этот теоретический принцип работы УЗО переведём на практический пример. В домашнем распредщитке произведена установка устройства защитного отключения с двумя полюсами. К его верхним клеммам выполнено подключение вводного двухжильного кабеля (фазы и ноля). На нижние клеммы подсоединяются ноль с фазой, идущие к какой-то нагрузке, предположим, в розетку, питающую водонагревательный бойлер.
Защитное заземление корпуса бойлера выполняется проводом в обход УЗО.
Если в электросети нормальный режим, то перемещение электронов осуществляется по фазному проводу от вводного кабеля на ТЭН бойлера через УЗО. Обратно они двигаются на землю снова через УЗО, но уже по нейтральному проводу.
Проходящие через устройство токи имеют одинаковую величину, но направление у них противоположное (встречное).
Предположим ситуацию, когда на ТЭНе повредилась изоляция. Теперь ток через воду частично окажется на корпусе бойлера, а потом уйдёт в землю через провод защитного заземления. Остаток тока вернётся по нейтральному проводу через УЗО, только он уже будет меньше входящего ровно на показание токовой утечки. Эту разницу определяет УЗО, и если цифра будет выше уставки срабатывания, устройство сразу реагирует на разрыв цепи.
Такой же принцип действия и срабатывания УЗО, если человек прикоснётся к оголённому проводнику или корпусу бытового прибора, на котором появился потенциал. Токовая утечка в такой ситуации происходит через человеческое тело, устройство моментально обнаруживает это и прекращает подачу электричества путём отключения.
Серьёзных травм не последует, потому что УЗО реагирует почти моментально.
Конструкция УЗО поможет нам разобраться, каким образом оно реагирует на токовую утечку. Основными рабочими узлами УЗО являются:
К трансформатору выполнено подключение встречных обмоток – фазы и ноля. Когда сеть работает в нормальном режиме, то эти проводники в трансформаторном сердечнике способствуют наведению магнитных потоков, которые имеют встречное направление относительно друг друга. За счёт противоположной направленности магнитный поток в сумме равняется нулю.
Наглядно устройство и принцип действия УЗО на следующем видео:
Во вторичной трансформаторной обмотке выполнено подключение электромагнитного реле, при нормальных рабочих условиях оно находится в покое. Возникла токовая утечка, и картина сразу меняется. Теперь по фазному и нейтральному проводникам начинают проходить различные токовые величины. Соответственно и на трансформаторном сердечнике теперь не будет равных магнитных потоков (они будут разными и по величине, и по направлению).
Во вторичной обмотке появится ток и, когда его значение достигнет заданного, сработает электромагнитное реле. Его подключение выполнено в связке с расцепляющим механизмом, он мгновенно отреагирует и разорвёт цепь.
В качестве проверочного узла служит обычное сопротивление (какая-то нагрузка, подключение которой выполнено, минуя трансформатор). С помощью этого механизма имитируется токовая утечка и проверяется работоспособное состояние устройства. Каков принцип работы этой проверки?
Имеется специальная кнопка «ТЕСТ» на УЗО. Её главное назначение – подать ток с фазного провода на проверочное сопротивление и далее на нейтральный проводник, минуя трансформатор. За счёт сопротивления ток на входе и на выходе будет разный, и созданный небаланс запустит механизм отключения. Если при проверке УЗО не отключилось, значит, придётся отказаться от его установки.
Обратите внимание! Проверку УЗО необходимо проводить регулярно, идеальный вариант – один раз в месяц. Это является требованием пожарной безопасности и не стоит им пренебрегать.
У разных производителей УЗО внутреннее конструктивное исполнение может отличаться, но общий принцип работы остаётся неизменным.
Все устройства различаются по принципу срабатывания. Они бывают электронного и электромеханического типа. Электронные УЗО отличаются сложной схемой, им для работы необходимо дополнительное питание. Устройствам электромеханического типа внешнее напряжение не нужно.
Для подключаемых УЗО имеется по два общепринятых символа на схемах.
Несмотря на конструктивную сложность, обозначение устройства постарались сделать максимально простым. Лишнего ничего нет, только следующие элементы:
При этом именно полюса имеют два вида обозначения:
Чтобы устройство сработало в нужный момент, необходимо его правильно выбрать согласно рабочим характеристикам и подключить.
Схема подключения УЗО предусматривает совместную установку этого устройства с автоматическими выключателями.
Это важно помнить, потому что УЗО защищает лишь от токовых утечек, а автомат среагирует на отключение цепи в режиме короткого замыкания и перегруза.
На видео показано, можно ли подключать УЗО, если в квартире нет заземления:
По номинальному току УЗО надо выбирать на порядок выше, чем установленный с ним в паре автомат.
Чтобы защищать людей на УЗО надо выставлять уставку по току утечки 30 мА, потому что величины, которые выше, приведут к поражению, электротравме и даже летальному исходу. Так как наиболее опасной считается среда во влажных помещениях, то на защищающих их УЗО выбирают уставку 10 мА.
Надеемся, что поняв основное назначение УЗО и принцип его работы, вы не станете пренебрегать этим важным элементом защиты, и сделаете свою жизнь безопасной.
Олег Удальцов
Специалист по продукции «Компоненты распределения электроэнергии» Eaton.
Устройство защитного отключения, оно же УЗО, - это прибор, устанавливаемый в электрощиток в квартире или доме, чтобы автоматически отключать электропитание в сети в случае появления тока замыкания на землю.
Ток замыкания на землю возникает в проводке и/или электроприборах, когда в них по какой-то причине нарушается изоляция либо когда оголённые части проводов, которые должны быть закреплены в клеммах, например внутри бытовых электроприборов, касаются корпуса устройств - и ток начинает «утекать» в нежелательном направлении.
Это может привести к возгоранию из-за перегрева (сначала проводки или прибора, а потом и всего вокруг) или к тому, что от тока пострадает человек или домашнее животное - последствия могут быть крайне неприятными, вплоть до смерти. Но это произойдёт лишь в том случае, если прикоснуться к проводнику или корпусу оборудования, который находится под напряжением.
Основное отличие УЗО от обычного автоматического выключателя состоит в том, что оно предназначено специально для отключения тока замыкания на землю, который автоматический выключатель определить не в состоянии. УЗО способно отключить его за доли секунды, до момента, когда он станет опасен для человека или имущества.
Для одно- и двухкомнатной квартиры - в общий электрощиток квартиры. Если площадь жилья большая, то в несколько распределённых по дому локальных электрощитков.
УЗО потребуется общее на всю систему для защиты от , а также на отдельные линии, питающие группы электроприборов с металлическим корпусом (стиральную и посудомоечную машины, электроплиту, холодильник и так далее) - для защиты от удара током. Если появится неисправность или произойдёт авария, будет обесточена не вся квартира, а только одна линия, поэтому виновника срабатывания УЗО будет легко определить.
Однако надо иметь в виду: ни УЗО, ни обычные автоматы не спасают от электродуги, или дугового пробоя.
Электродуга может возникнуть, когда, к примеру, провод от электролампы часто пережимался захлопывающейся дверью и металлическая часть провода внутри повредилась. В месте повреждения будет происходить скрытое от глаз искрение, сопровождаемое повышением окружающей температуры и, как следствие, возгоранием находящихся поблизости легко воспламеняющихся предметов: сначала оболочки провода, а затем дерева, ткани или пластика.
Для защиты от таких скрытых угроз лучше выбирать решения, объединяющие в себе функции автомата, УЗО и защиты от дугового пробоя. На английском языке такое устройство называется arc fault detection device (AFDD), в России используется название «устройство защиты от дугового пробоя» (УЗДП).
Специалист по электрике может включить в схему установку такого устройства, если вы сообщите ему, что вам нужна повышенная степень защиты. Например, для детской комнаты, где ребёнок может неаккуратно обращаться с проводами, или на группы розеток для мощных электроприборов с подверженными излому гибкими проводами.
Не менее важно ставить устройства защиты там, где проводка проложена открытым способом и её могут повредить. А также при планируемом , чтобы избежать рисков при случайном повреждении скрытой электропроводки во время сверления стен.
Хороший электрик порекомендует вам производителя УЗО и рассчитает нагрузку, но вам нужно быть уверенным в правильности рекомендаций. А если для ремонта вы закупаете всё сами, то тем более нужно понять, на что обращать внимание при выборе устройства.
Не приобретайте устройство в низшем ценовом диапазоне. Логика простая: чем более качественные компоненты внутри, тем выше цена. Например, в некоторых дешёвых устройствах нет защиты от прогара, а это может привести к воспламенению.
Дешёвый прибор может быть сделан из хрупких материалов и легко сломаться, когда вы поднимете вверх опустившийся при срабатывании рычажок. По стандарту УЗО должно быть рассчитано на 4 000 срабатываний. Это означает, что озадачиться выбором вам придётся всего лишь раз, но только в том случае, если вы приобрели качественный товар. Купив некачественное устройство, вы подвергаете риску себя и близких, не говоря уже о материальных потерях при возгорании.
Обращайте внимание на то, как плотно прилегают друг к другу все части устройства. Лицевая панель должна быть монолитной, а не состоять из двух половинок. Предпочтительный материал - термостойкий пластик.
Отдавайте предпочтение более тяжёлым устройствам. Если УЗО лёгкое, значит, производитель сэкономил на качестве внутренних компонентов.
Для решения вопросов, касающихся электрики в доме, желательно привлекать профессионалов. Однако не следует перекладывать на их плечи ответственность целиком. Лучше руководствоваться пословицей «Доверяй, но проверяй». Обладая даже базовыми знаниями предмета и пониманием сценария будущего использования электроприборов в доме, вы сможете уберечь себя и близких от проблем с электричеством.
