Как подключить УЗО правильно в однофазной и трехфазной сети

Принцип действия и сферы применения

Основной элемент устройства, проверяющий наличие тока утечки – дифференциальный трансформатор. Он измеряет величину тока на входе и выходе электрической разводки. Если они отличаются друг от друга, происходит отключение электросети. Для этого в конструкции присутствует электромагнитное реле. Для правильного выбора на корпусе модели указывают значения номинального тока, напряжения, частоты и дифференциального тока утечки.

Когда и где применяется УЗО:

• жилые, общественные, производственные здания;
• однофазные или трехфазные сети 220В и 380В;
• обязательно наличие в системах заземления TN-C-S или TN-S;
• в сетях для обеспечения быстрого отключения в течение 0,1-0,2 сек;
• совместно с автоматами выключения при высокой токовой нагрузке.

Устройство нельзя интегрировать в схемы, не допускающие перерыва в электроснабжении. В таких случаях применяются другие методы защиты людей от поражения электрическим током.

Как работает УЗО

УЗО нашло применение как в однофазных квартирных сетях, так и в трехфазных промышленных. Оно предназначено для отключения электропитания в 2 случаях:

1. Человек прикоснулся к токоведущей части. Защитное устройство исключает поражение электрическим током.
2. Нарушение изоляции проводки и контакт токоведущих частей с землей или корпусом электрического аппарата. Например, стиральной машины, водонагревателя или холодильника.

Принцип действия УЗО

Работа УЗО основана на сравнении токов, протекающих по фазному и нулевому проводникам. Если они равны, все в порядке. Квартира находится под напряжением. Если прикоснуться к фазному проводу, часть тока потечет в землю через тело человека. Это создаст разницу между токами, идущими по L и N проводникам на вводе в квартиру. УЗО срабатывает, если появляются отличия.

УЗО зарекомендовало себя как противопожарное средство. Одна из причин возгорания проводки — это ток, протекающий через поврежденную изоляцию на землю. В месте пробоя выделяется тепло, приводящее к воспламенению кабеля. Если в квартире установлено УЗО, такая ситуация практически невозможна. Когда случится пробой изоляции и замыкание на землю, устройство зафиксирует разницу токов и отключит систему.

Важно! Следует отличать автоматический выключатель, УЗО и дифавтомат. Эти устройства защиты имеют похожий внешний вид, но выполняют различные задачи. Автоматический выключатель защищает проводку от коротких замыканий и перегрузок. УЗО служит для безопасности человека. Оно отключит напряжение, если прикоснуться к токоведущей части. Дифавтомат сочетает в себе функционал обоих устройств. Остерегает человека от удара током и предохраняет проводку от КЗ.

Типы ВДТ по принципу срабатывания

По принципу срабатывания УЗО подразделяют на электронные и электромеханические. Электронные УЗО на порядок дешевле, чем электромеханические УЗО. Это объясняется его меньшей надежностью и дешевизной производства. Электронное УЗО «питается» от сети, и работа электронного УЗО зависит от параметров и качества этой самой электросети.

Приведу такой пример, у нас отгорел ноль в этажном щитке, соответственно пропадет питание электронного УЗО и оно не будет работать. И если в этом время произойдет замыкание фазы на корпус прибора, а человек его коснется, то электронное УЗО не сработает, т.к. оно просто напросто не работает, нет питания электроники из-за обрыва нуля. Или если по-простому электроника – это электроника, а китайская электроника – это вдвойне «электроника», которая может отказать в любой момент. Поэтому электромеханическое УЗО, которое не зависит от состояния сети, намного надежнее, чем электронное УЗО.

В основе принципа действия лежит сравнение входящего и выходящего тока УЗО обычного дифференциального трансформатора тока, и если ток не равен и больше уставки (номинальный отключающий ток УЗО в мА), как уже указывалось выше, то УЗО отключается.

По этим схемам можно определить, электронное УЗО или электромеханическое, схемы наносят на корпуса УЗО.

Известные производители, такие как ABB, Шнайдер Электрик, Хагер или Легранд не производят электронных УЗО, только электромеханические УЗО. Я ставлю в свои электрощиты электромеханические УЗО.

Для сравнения электронного и электромеханического УЗО предлагаю фото с их “внутренностями”. Я бы выложил электронное УЗО, какого-либо известного бренда, а не китайского, но, как писал выше, АББ, Шнайдер Электрик, Легранд и другие серьезные производители, не выпускают электронных УЗО.

Типы УЗО АС, А, В

В зависимости от типа, УЗО обязано отключаться от разного вида утечек тока, есть УЗО, которые отключают только переменный ток, есть УЗО которые переменный и пульсирующий ток:

УЗО тип АС реагирует на мгновенный переменный дифференциальный ток утечки, т.е. это обычные потребители: освещение,  теплые полы, холодильники, конвекторы и др. Тип УЗО АС обозначается на панели, это либо буквы АС, либо специальный символ (пиктограмма)
или и то и другое вместе.

УЗО тип А реагирует, как на переменный, так и на пульсирующий ток утечки, который может медленно нарастать или возникать внезапно. Это приборы, в которых используются выпрямители и импульсные блоки питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомойки, микроволновки, т.е. там, где всем управляет электроника. В некоторых инструкциях на современные электроприборы отдельно указывается, что необходима установка УЗО типа А. Пиктограмма для УЗО тип А выглядит следующим образом

УЗО тип А дороже, чем УЗО тип АС, т.к. «охватывает» бОльшую зону защиты. Но следует отметить, что уровень защиты с УЗО типа АС выше, чем если бы УЗО не было бы вообще.

ПУЭ 7.1.78. В зданиях могут применяться УЗО типа “А”, реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или “АС”, реагирующие только на переменные токи утечки. Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компьютеры и др.

Часто у читателей возникает вопрос: “Какое УЗО поставить на холодильник, стиральную машинку, посудомойку, варочную панель и т.д.?”. Самый правильный ответ, вы найдете в инструкциях на бытовую технику.

Но, например, в Европе разрешено устанавливать УЗО только тип А. УЗО тип АС запрещены.

УЗО тип В – редкость в России, их применяют в промышленности, где помимо прочих видов утечек, есть утечки выпрямленного тока, в быту УЗО тип В не применяют.

Задержка отключения (селективность) УЗО

По выдержке времени срабатывания УЗО разделяют на 3 типа:

УЗО без выдержки времени, применяют для защиты человека от поражения током и от возгораний вследствие неисправностей электропроводки. УЗО без выдержки времени устанавливают на линии электроприемников. И являются первой ступенью защиты.

УЗО тип S (селективное), также его называют противопожарным. Данное УЗО тип S срабатывает с задержкой (0,2-0,5 сек), поэтому человека оно не защищает, а лишь защищает от возникновения пожаров. Противопожарное УЗО устанавливается в начале линии после вводного автомата и защищает вводной кабель и подключение автоматики в щитке, а также является второй ступенью диф. защиты всего дома от пожара.

Определить, что это УЗО селективное, можно по букве “S” на панели, которая и обозначает, что УЗО селективное с выдержкой времени на отключение.

Примеры однофазного селективного противопожарного УЗО ABB с током утечки на 100мА и трехфазного противопожарного УЗО на 300 мА от Шнейдер Электрик.

УЗО тип S выбирают с номинальным током утечки 100-300 мА.Протипожарное УЗО с уставкой 100-300 мА является второй ступенью защиты, а согласно правил, если в схеме установлены на одной линии несколько УЗО, то каждая последующая ступень должна быть с бОльшей выдержкой времени на срабатывание и уставкой по току.      

СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.

Если б не было выдержки времени, а на линии у нас стоит два УЗО, одно на 30 мА, другое на 100 мА, то при утечках тока срабатывали бы оба УЗО и УЗО на 100 мА обесточило бы весь дом. Поэтому, чтобы не выбегать в труселях по морозу на улицу и включать противопожарное УЗО в уличном щитке, противопожарное УЗО выбирается с уставкой, достаточной для предотвращения пожара.

УЗО тип G, тоже самое, что и тип S, только с меньшей выдержкой времени 0,06-0,08 сек. УЗО редкие, и ждать их «приезда» приходилось по 2-3 месяца, что для меня очень неудобно,т.к. электрощитки зависают на долгий срок.

Номинальный отключающий ток УЗО

Номинальный отключающий ток УЗО I∆n (уставка) – это ток при котором УЗО срабатывает (отключается). Величина уставок УЗО – 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА. Следует отметить, что ток неотпускания, когда человек уже не может самостоятельно разжать руки и отбросить провод, составляет 30 мА и выше. Поэтому для защиты человека от поражения тока, выбирают УЗО с отключающим током 10 мА или 30 мА.

Номинальный отключающий ток УЗО I∆nили ток утечки также указывается на лицевой панели УЗО.

УЗО 10 мА используют для защиты электроприемников во влажных помещениях или мокрых потребителей, т.е. стиральные и посудомоечные машинки, розетки которые находятся внутри ванны или туалета, свет в ванной, теплый пол в ванной или туалете, свет или розетки на балконах и лоджиях.

СП31-110-2003 п.А.4.15 Для сантехкабин, ванных и душевых рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током до 10 мА, если на них выделена отдельная линия, в остальных случаях, например при использовании одной линии для сантехкабины, кухни и коридора, следует использовать УЗО с номинальным дифференциальным током до 30 мА.

Т.е. УЗО с уставкой 10 мА устанавливают на отдельный кабель, к которому подключается только стиральная машинка. Но если от кабельной линии еще запитаны другие потребители, например, розетки коридора, кухни, то в этом случае устанавливают УЗО с током срабатывания (уставкой) в 30 мА.

УЗО с током утечки 10 мА у АВВ выпускают только на 16А. У Шнейдер Электрик и Хагер, есть в линейке продукции УЗО на 25/10 мА и 16/10 мА.

УЗО 30 мА устанавливают на стандартные линии, т.е. обычные бытовые розетки, свет в комнатах и т.д.

ПУЭ п.7.1.79.В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с номинальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные автоматические выключатели (предохранители).

УЗО 100, 300, 500 мА называют противопожарными, такие УЗО не спасут вас от смертельного удара током, но уберегут квартиру или частный дом от возникновения пожара из-за неисправностей в электропроводке. Такое УЗО на 100-500 мА устанавливаются в вводных щитках, т.е. в начале линии.

В США используют УЗО с номинальным отключающим током 6 мА, в Европе до 30 мА.

Следует отметить, что УЗО отключается в пределах уставки 50-100%, т.е. если у нас УЗО на 30 мА, то отключаться оно должно в пределах 15-30 мА.

Есть проектировщики, которые продвигают двойные диф. защиты “мокрых” потребителей. Это когда, например стиральная машинка, подключена к УЗО 16/10 мА, которое в свою очередь подключено к групповому УЗО 40/30 мА.

В итоге, что мы получим? При малейшем “чихе” стиральной машинки, мы отключаем всю группу автоматов (свет кухни, бойлер и свет комнаты), т.к. в большинстве случаев неизвестно, какое сработает УЗО 25/30 мА или 16/10 мА, либо сработают оба.

Согласно свода правил по проектированию электроустановок жилых и общественных зданий:

СП31-110-2003 п.А.4.2 При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективности. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставки тока срабатывания и время срабатывания не менее чем в три раза большие, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю.

Но справедливости ради, следует отметить, что если электропродка смонтирована качественно, то УЗО не срабатывают годами. Поэтому в данном случае – последнее слово за заказчиком.

Как выбрать и не ошибиться

Независимо от назначения устройства подбираются по следующим параметрам:

1. Нагрузочная способность. Для прибора важна величина тока, на который рассчитаны его силовые контакты. По номиналу чаще всего используются на 16А, 25А, 32А, 40А, 63А, 80А.
2. Метод определения утечки. По типу определения утечки делятся на электронные, утечка в которых определяется электронным ключом, и на электромагнитные, значение утечки в которых снимается с магнитного сердечника. Электронные более доступны по цене, но имеют недостатки в работе в виде несрабатывания при пропадании одной из фаз.
3. Чувствительность к току утечки. Чувствительность определяет способность устройства к срабатыванию. Самые чувствительные приборы на 10 мА тока утечки. Но их применение ограничено количеством потребителей из-за возможных ложных срабатываний и наличия естественных токов утечки.
4. Тип тока цепи. По типу токов разделяются на срабатывающие от переменного тока и пульсирующего тока.

По количеству подключаемых фаз делятся на двухполюсные и четырехполюсные. Однополюсные для сети 220 В, трехполюсные для 380 В. В домах и частных домовладениях, по причине использования однофазной сети, используют однополюсные УЗО.

Для выбора устройства защиты необходимо определить его назначение. По назначению можно разделить на следующие типы:

1. Бытовые – это однополюсные УЗО невысокой чувствительности с током нагрузки не более 50 А. Такие требования обусловлены большим количеством бытовых приборов и связанными с этим большими точками естественной утечки. Очень чувствительные будут постоянно ложно срабатывать. Нагрузочный ток в 50 А определяется параметрами счетчиков электроэнергии, устанавливаемыми в жилых помещениях, не превышающим этот номинал.
2. Для промышленного применения – чувствительные четырехполюсные УЗО с большими номиналами тока. Эти требования обусловлены большими токами потребления промышленным оборудованием, использованием трехфазной сети и повышенными требованиями к его защите по причине его повышенной опасности и большой стоимости.
3. Специализированные. К специализированным относятся противопожарные типа В. Они обладают высокой чувствительностью не только к утечкам переменного тока, но и к незначительным пульсациям постоянного тока.

Электронные УЗО более доступны по цене, но имеют недостатки в работе в виде несрабатывания при пропадании одной из фаз

Примеры, как правильно выбрать УЗО по номинальному току:

При этом запомните, что если “сверху” УЗО уже защищено автоматом, номинал которого меньше номинала УЗО, то после этого УЗО можно подключать автоматы, суммой номиналов хоть на 1000 А.

Подключение УЗО в 3 этапа

Принцип монтажа прост и доступен для человека, не обладающего знанием электромонтажных работ. Производитель к прибору всегда прилагает инструкцию по эксплуатации – паспорт оборудования, в котором указана схема для подключения.

Поиск и подключение нулевой фазы

Ниже на рисунке приведена схема подключения – аналогичные обозначения нанесены возле клемм. Нулевую фазу можно определить методом проб, взяв два провода и, подсоединив их концы к патрону лампочки, а другие концы к двум проводам. Подключение к нулю не приведет к загоранию лампы, в остальных случаях она будет загораться.

Внимание! Подключение лампочки к обеим рабочим фазам допустимо только на короткое время

Важно! Замыкать цепь с лампой и жилами можно только на короткое время, в противном случае сработает автоматический выключатель.

Рис. 6 Схема подключения УЗО к сети.

Подсоединение рабочих фаз

Когда ноль найден, выполняется его подключение к клеммам. Остальные три проводника рабочие фазы. Они могут подключаться к УЗО любым способом, это никак не повлияет на работу устройства.

Когда подключение завершено, осталось проверить работу схемы, запустив тестер, предусмотренный в приборе.

Параллельное подключение выходных устройств

Подсоединение нескольких розеток к одному УЗО возможно только параллельной схемой подключения. Для этого необходимо разделять каждую жилу на несколько более тонких проводников. В иных случаях прибор не будет полноценно работать и срабатывать при возникновении утечки – это третье правило.

Как правильно подключить УЗО

УЗО четырехполюсное

Вариант подключения трехфазного УЗО с тремя полюсами применяется на объектах, где используется напряжение 380В. От трехфазной схемы данный вид подключения отличается количеством задействованных проводов на входе и выходе устройства. Предварительно также следует разобраться в цветовой маркировке и назначении каждого проводника. Отдельно выделяется нулевой или нейтральный провод, подключаемый к отдельной клемме.

Выходящие провода соединяются с распределительной системой. Далее каждая отдельная фаза и нулевой провод могут обеспечить работы одной группы однофазных потребителей. При этом на всех таких линиях устанавливается собственное дополнительное УЗО. Подключение устройств с четырьмя полюсами возможно лишь при наличии системы TN-S с нулевым защитным и рабочим проводником. Во всех других случаях подключение четырехполюсного УЗО категорически запрещается.

Ошибки при выполнении монтажа УЗО

Пример неправильного подключения УЗО

Чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу электросети, необходимо избегать следующих ошибок:

• Входные клеммы УЗО подключаются к сети после специального автомата. Прямое присоединение категорически запрещено.
• Необходимо правильно подключить и не перепутать нулевые и фазные контакты. Для облегчения этой задачи на корпусе устройств присутствуют специальные обозначения.
• При отсутствии заземляющего проводника категорически запрещено заменять его проводом, накинутым на водопроводную трубу или радиатор.
• При покупке устройств обращают внимание на их основные рабочие характеристики, величины токов. Если линия рассчитана на 50 А, прибор должен иметь минимум 63 А.

При выполнении монтажа крайне важно соблюдать правила электробезопасности. Перед началом установки УЗО обесточивают сеть. Перед запуском устройства проверяют правильность монтажа элементов системы.

Схемы для 3-фазной сети

В домах, производственных помещениях и прочих сооружениях может встречаться иной вариант обустройства электроснабжения.

Так, для квартир подключение 3-фазной сети нехарактерно, зато для оснащения частного дома такой вариант не редкость. Здесь будут использоваться иные схемы подключения аппарата защиты.

Вариант #1 – общее УЗО для 3-фазной сети + групповые УЗО.

Для сети 380 В 2-полюсного прибора мало, необходим 4-полюсный аналог: нужно подключить 1 нулевую жилу и 3 фазных.

Схема усложнена оборудованием каждой электролинии отдельным прибором УЗО. Это необязательно, однако дублированную защиту рекомендуется делать для дополнительного предохранения от токов утечки

Важен вид проводов. Для 1-фазной сети подходит стандартный кабель ВВГ, тогда как для 3-фазной рекомендуется протягивать более стойкий к возгоранию ВВГнг. О выборе подходящего типа провода мы писали в другой нашей статье.

Вариант #2 – общее УЗО для 3-фазной сети + счетчик.

Это решение полностью повторяет предыдущее, но в схему добавлен счетчик электроэнергии. Групповые УЗО также включены в систему обслуживания отдельных линий.

Из всех представленных схем эта самая объемная в буквальном смысле, то есть требует установки большого электрощита с множеством проводов и подключенных электроприборов

Существует нюанс, который относится к любой из представленных схем. Если в квартире или доме несколько осветительных и розеточных контуров, несколько мощных бытовых приборов, требующих обустройства отдельных электролиний, то есть смысл устанавливать двойную защиту с общим УЗО.

В обратном случае достаточно либо общего аппарата, или по одному на каждый контур.

Инструкция по установке УЗО

Сначала нужно выбрать место для монтажа устройства. Применяются 2 варианта: щит или шкаф. Первый напоминает металлическую коробку без крышки, закрепленную на высоте, удобной для обслуживания.

Шкаф оснащен дверцей, которую можно закрывать на замок. Некоторые виды шкафов имеют отверстия, чтобы можно было снимать показания прибора учета, не распахивая специально дверцу, и отключать устройства.

Защитные приборы фиксируют на монтажных DIN-рейках, расположенных горизонтально. Модульная конструкция автоматов, дифавтоматов и УЗО позволяет разместить на одной рейке несколько штук

К левым клеммам на входе и на выходе всегда подключают нулевой провод, к правым – фазный. Один из вариантов:

• входная клемма N (верхняя левая) – от вводного автомата;
• выход N (нижняя левая) – на отдельную нулевую шину;
• входная клемма L (верхняя правая) – от вводного автомата;
• выход L (нижняя правая) – к групповым автоматам.

К моменту установки защитного устройства на щите уже могут быть установлены автоматические выключатели. Чтобы упорядочить расположение приборов и проводов, возможно, придется переставить устройства в определенном порядке.

Представляем пример установки вводного УЗО в электрошкаф, где уже стоит счетчик, вводный автомат и несколько автоматических выключателей для отдельных контуров — осветительного, розеточного и др.

Галерея изображенийФото из Размеры щита (ШУЭ, ЩУЭ, ШР) зависят от количества размещенных внутри устройств. Лучше подбирать изделие с небольшим запасом для установки новых автоматов и УЗОНа дин-рейке, в один ряд, предварительно установлены (слева направо) домашний прибор учета электроэнергии, затем один вводный выключатель и 5 групповых автоматовЛучшее решение для установки, обоснованное работой приборов, – место между вводным автоматом и остальными устройствами, обслуживающими отдельные линии (розеточную и др.)От нижней левой клеммы фазный проводник тянется к верхней клемме среднего автомата, а нуль – к заземляющей шине, которая расположена ниже. Верхняя фаза – от вводного автомата, ноль – от счетчикаМеталлический распределительный щит марки IEKКомплект защитных устройств перед монтажом УЗОВыбор места для монтажа УЗОПорядок подключения проводов к прибору

Никогда не подключают УЗО на входе – оно всегда следует за общим вводным автоматическим выключателем. Если используют счетчик, то устройство защитного отключения переходит на третью позицию от входа.

Описание процесса подключения:

• устанавливаем прибор на DIN-рейку справа от автомата –  достаточно приложить его и надавить с небольшим усилием до щелчка;
• протягиваем разделанные и зачищенные провода от автомата и нулевой шины, вставляем в верхние клеммы согласно схеме, закручиваем крепежные винты;
• таким же образом вставляем провода в нижние клеммы и закручиваем винты;
• тестируем – сначала включаем общий автомат, затем УЗО, нажимаем кнопку «Тест»; при нажатии прибор должен отключиться.

Чтобы убедиться в правильности подключения, иногда инсценируют ток утечки. Берут два рабочих провода – «фазу» и «землю», одновременно подводят к цоколю электролампы. Появляется утечка, и прибор должен моментально сработать.

Видео: схемы подключения УЗО

Как проверить УЗО за 30 секунд

После того как монтаж схемы подключения УЗО и автоматов выполнен, необходимо проверить работу защитных устройств. Чтобы проверить работу УЗО нажимаем на кнопку. Если при нажатии питание отключается, то все в порядке и устройство работает. Такую проверку рекомендуется выполнять периодически, чтобы быть уверенными в работе устройства.

Второй способ не рекомендуется применять самостоятельно. Его используют профессионалы. Фазу, через резистор, подключают к проводу заземления. Таким образом, проводится контролируемая утечка тока.

Не всегда есть возможность воспользоваться услугами профессионала электрика, и приходится выполнять работы самостоятельно. В этом случае помните, и строго соблюдайте правила техники безопасности.

Мы рассмотрели несколько основных схем подключения защитных устройств, на практике их может быть гораздо больше.