Принцип работы и схема подключения УЗО к однофазной сети

Какими мерами защиты обеспечивает УЗО?

Конечно же, внедрение защитных приборов в систему электроснабжения сопровождают определенные правила. Рассмотрим таковые применительно к установке УЗО.

Защитный модуль из серии подобных аппаратов спроектирован как универсальный прибор, поэтому большинство моделей призваны уберечь от различных негативных проявлений в процессе пользования электрическими сетями.

УЗО работает в трех направлениях защиты:

• предотвращение поражения электротоком;
• пробой цепей с последующей утечкой тока на корпус аппаратуры;
• короткое замыкание электропроводки.

Следует отметить: все три направления защиты работают наиболее эффективно при условии подключения прибора по схеме с заземлением.

По сути, не исключается (и часто применяется) также схема без участия «земли». Однако при таком варианте эффективность действия прибора снижается существенно.

Защитная электротехническая аппаратура – это уже неотъемлемая обыденность для современных условий пользования электроэнергией. Подобные устройства совершенствуются стабильно и на текущий момент способны обеспечивать широкий спектр защитных функций

Приборы УЗО считаются обязательным компонентом распределительных электрических щитов любого назначения — стационарно установленных, временного действия, переносных.

Нередко они встраиваются в конструкции розеток или вилок, посредством которых выполняется подключение инструмента и бытовых электроприборов, эксплуатируемых в условиях влажных, пыльных помещений.

Выбор устройства с учетом проектных параметров

Процесс проектирования электроустановок специализированными проектными организациями должен предусматривать довольно сложную задачу выбора подходящих УЗО из ассортимента рынка электрооборудования.

Многообразие приборов УЗО на коммерческом рынке заставляет будущего пользователя внимательно подходить к процессу выбора устройства. Имеющийся широкий ассортимент обеспечивает многообразный выбор, но не гарантирует качества и соответствия параметров

Эта задача действительно сложная. Современный рынок электроприборов, включая УЗО, отличается своеобразным ассортиментом. Это результат отсутствия жесткого контроля качества со стороны государственных структур.

На рынке присутствует масса разнообразных устройств, изготовленных большим числом производителей, многие из которых далеко не всегда придерживаются действующих нормативов.

Потенциальному обладателю УЗО не остается ничего иного, как принимать информацию, что предоставляет производитель устройства. Дополнением гарантий является сертификат соответствия и пожарной безопасности.

Отсутствие таких документов на продаваемый товар – это прямой запрет на установку и эксплуатацию, согласно требованиям действующих стандартов.

Вот примерно одним из таких документов – сертификатом соответствия, должен комплектоваться любой прибор, который выпущен в продажу. Если устройство УЗО не имеет сертификата соответствия, это уже явный повод для отказа от приобретения (+)

Выбор УЗО всегда сопровождается учетом рабочих эксплуатационных параметров и характеристик, которыми в значительной степени определяется качество и надежность прибора.

Необходимо учесть номинальные показатели:

• напряжения;
• тока;
• дифференциального тока отсечки.

Эти главные характеристики должны соответствовать техническим параметрам проектируемой электроустановки или эксплуатируемой электрической цепи.

Качество и надежность действия УЗО определяется некоторыми показателями, общий физический смысл которых зачастую малопонятен.

Этими параметрами, прежде всего, являются номинальный условный ток короткого замыкания и ток номинальной включающей/отключающей способности.

Главные рабочие параметры таких устройств, как УЗО, традиционно выводятся непосредственно на панель самого прибора. Однако вместе с основными параметрами есть ещё ряд в какой-то степени второстепенных, которые также оказывают значимое влияние на работу приборов (+)

Совсем нечасто производители УЗО отмечают в документах на приборы все отмеченные характеристики. Поэтому необходимо правильно оценить все имеющиеся достоинства и недостатки выбираемых устройств.

С точки зрения технической конструкции, УЗО традиционно характеризуют коммутационным прибором, действие которого определяется режимом ожидания. Устройство не имеет признаков, помогающих визуально определить качество работы.

Но существует единый принцип, на основе которого подобные аппараты функционируют одинаково. Прибор включается в цепь рабочего тока и если появляется ток утечки с определенным значением, превышающим значение уставки, УЗО попросту размыкает силовую цепь.

Несмотря на разнообразие конструктивного исполнения УЗО, фактически принцип действия этих устройств остаётся однообразным. Главный принцип действия устройства – обесточивание электрической цепи в случае нарушения установленного параметра токовой утечки (+)

Насколько корректно выполняется размыкание? Оценить быстродействие схемы устройства, коммутационную способность, срок службы и прочие значимые параметры, возможно только методом специализированных испытаний.

Правила для подключения аппарата

Существуют стандарты, коими определяются нормальные условия для установки и последующей эксплуатации УЗО. Эти стандарты зафиксированы, в частности, документами ГОСТ Р 51326.1-99 и Р 51327.1-99.

Поэтому следующих критериев необходимо придерживаться, применяя на практике УЗО:

• оптимальный температурный диапазон окружающей среды -5 + 40°C;
• значение относительной влажности воздуха не выше 50% при +40°C и не выше 90% при +20°C;
• граничное значение высоты над уровнем моря 2000 м;
• отсутствие мощных магнитных полей в непосредственной близости с прибором.

Как указывает ГОСТ Р 50571.3-94, для схем подключения в зданиях важным и необходимым условием нормального действия УЗО в составе электроустановки здания видится отсутствие в зоне его действия какой-либо связи нулевого рабочего проводника с заземленными элементами электроустановки и «земляным» защитным проводником РЕ.

Каждое устройство в моменты эксплуатации осуществляет контроль на утечку в рамках определённых границ. Это называют – зоной чувствительности защитного прибора УЗО. В этой зоне исключается какая-либо связь нулевой шины с заземляющим проводником

Для системы заземления TN-C-S, в распределительных щитах электроустановок, в точках, где разделяется PEN-проводник, следует предусматривать раздельные зажимы либо шины для нулевого рабочего N и нулевого защитного РЕ проводника.

Учитывая, что прибор УЗО реагирует на «земляную» утечку как нулевого, так и фазного проводника, на линиях, как правило, следует ставить автоматические защитные выключатели.

Классическое исполнение схемы типа TN-C-S, где непременным атрибутом коллекции является земляная шина. По мнению многих специалистов эта схема считается оптимальным вариантом для использования УЗО (+)

Внедрение автоматических выключателей позволяет быстро определить неисправный участок цепи путем поочередного отключения отдельных линий.

Благодаря автоматам исключается демонтаж «ВРУ» при обнаружении неисправного участка, включая участок с утечкой по нулевому проводнику.

ГОСТ Р 50571.9-94 содержит конкретные указания, направленные на выполнение действий по защите нулевого рабочего и нулевого защитного проводников.

Назначение и принцип работы УЗО в картинках

Устройство защитного отключения относится к токовым защитам и занимает второе место за автоматическим выключателем по обеспечению безопасности. Оно уже спасло здоровье многим людям, предотвратило электрические травмы.

Необходимость использования УЗО подтверждена требованиями времени, диктуется правилами электрической безопасности.

Где размещают

Теоретически УЗО можно ставить где угодно, но почти всегда его размещают в шкафу вместе с вводным автоматом и счетчиком. Есть типоразмеры на болтовое крепление для застарелых типов шкафов, но в современных условиях чаще используют новые, более удобные изделия с DIN-рейками и аппараты, соответствующие им. Надо всего лишь защелкнуть изделие на специальную планку. Даже если шкаф старый, есть специальные наборы для снабжения его DIN-рейками, иногда их приваривают. А также есть модели с универсальными креплениями, подходящими как для болтов, так и для планки.

Несомненное достоинство современных типоразмеров автоматики — компактное исполнение. Такие аппараты являются плоскими коробочками, модулями без выступов, их можно ставить в ряд, группировать.

Монтаж в частном доме, в квартире УЗО своими руками возможен при минимуме опыта: надо всего лишь правильно его подобрать, защелкнуть на рейку и подвести контакты к клеммам сверху, снизу.

Что выбрать

По функциональности между связкой УЗО+АВ и АВДТ разницы нет. Все-таки популярнее первое, оно дешевле, а пользователи чаще желают сэкономить.

Дифференциальный автомат дороже, но и компактнее указанной связки, что имеет значение в ограниченном пространстве распредщитка, а также он подключается немного быстрее, поскольку это не 2 отдельных изделия, а 1 модуль.

УЗО+АВ имеет еще такое преимуществ: если одно из них выйдет из строя замена будет дешевле, достаточно будет поменять только один сломанный аппарат. Кроме того, УЗО целесообразно выбирать, когда уже есть автомат, доставить его к нему.

Нет однозначного ответа, что лучше установить: пользователь должен оценить перечисленные особенности под свои запросы.

Особенности монтажа

Для мощных электроприборов, например, бойлеров от 3.5 кВт крайне рекомендована индивидуальная линия со своей защитной автоматикой. Более надежным считается вариант включения не через розетку, а подсоединение напрямую в щиток, конечно, через защитное подключение. Желательно выбирать автоматику, размыкающую и фазу, и ноль (двухполюсную).

Указания выше носят рекомендательный характер. Любое оборудование можно подсоединять на линии с иными потребителями, но надо рассчитать проводку под их совокупную мощность. А также сложнее подобрать автоматику, есть больше риска, что будут ложные тревоги. Нет особо критичных замечаний и для подключения через розетку, если она подобрана под параметры потребителей (изделие должно быть рассчитано на 16 и больше Ампер).

Если будет одно общее УЗО+АВ, то сложнее определить, где неполадка, где произошел пробой, утечка. Обесточится вся сеть, поэтому обычно ставят не общую автоматику, а на несколько линий (отдельно на освещение, на мощное устройство и так далее).

Возможные ошибки при подключении устройства защитного отключения

Ошибки при подключении УЗО приводят к его отказу, срабатыванию без видимых причин, либо к тому, что оно не будет выполнять защиту людей и электропроводки. В общем виде могут быть допущены три вида ошибок:

• неправильно выбран рабочий ток и контролируемый ток утечки;
• неверное место подключения в схеме электроснабжения помещения;
• ошибки при выполнении электромонтажных работ.

Сначала разберем ошибки неправильного выбора параметров защиты. Если рабочий ток УЗО меньше или равен току срабатывания подключенного последовательно с ним автомата, его контакты могут не выдержать нагрузки и сгорят.

Ток утечки в сети, которую контролирует устройство защиты, должен составлять не более 40% данного параметра УЗО. В ином случае устройство защиты будет срабатывать без должной причины. Чем больше протяженность проводки, тем меньше ее общее сопротивление изоляции и больше токи утечки. Наоборот, при выборе устройства с завышенным током утечки не будет обеспечена защита человека от удара электричеством.

Касательно места подключения УЗО в схеме электроснабжения, его нельзя включать:

1. Перед счетчиком электроэнергии. В этом случае ее возможно воровать.
2. Параллельно счетчику электроэнергии. В такой ситуации счетчик будет занижать показания.
3. Без последовательно подсоединенного автомата. В таком варианте УЗО выйдет из строя при повышенной нагрузке или коротком замыкании.

При выполнении электромонтажа в щитке существует немало вариантов ошибок:

• подключение нулевых проводников к клеммам фазы, а фазных проводов — к нулевым зажимам;
• подсоединение проводов, подающих питание снизу, а нагрузку — сверху;
• подключение одного из проводов, подающих питание снизу, а второго — сверху;
• объединение нулевых проводников на выходе разных приборов защиты;
• объединение фазных проводов на выходе нескольких устройств защиты;
• подключение нулевого провода нагрузки до УЗО;
• соединение нулевого и защитного проводников в щитке;
• соединение нулевого и защитного проводников в розетке;
• подключение нулевого провода на корпус щита или нагрузки;
• подсоединение заземления розеток к водопроводу и системе отопления.

В случае одного из вышеперечисленных нарушений УЗО будет «выбивать» либо сразу при подаче питания, или при подключении нагрузки. Если защита сработала, его нельзя включать вновь сразу. Сначала необходимо устранить неисправность, а затем поднимать рычаг включения.

Удобно иметь выключатель, подсоединенный параллельно прибору защиты. Он обеспечит режим БАЙПАС, то есть электроснабжение частного дома при ремонте устройства защитного отключения. В заключение отметим, что прибор любой марки, будь то Легранд, АВВ или IEK, вполне реально установить правильно своими руками, если руководствоваться приведенными практическими примерами и правилами.

Видеоролик демонстрирует, как это делается на практике.

Несколько советов по выбору

И немного рекомендаций по выбору УЗО. Если планируете устанавливать одно устройство на вводе, то выбирайте качественную продукцию хорошо зарекомендовавших себя производителей. Это такие фирмы, как:

• «ABB»;
• «Legrand»;
• «Schneider Electric».

Устройства защитного отключения от этих производителей обойдутся вам порядка 1800-2000 рублей.

Если хотите подключить несколько УЗО и автоматов в квартире (для каждой отходящей ветви), то вам придётся либо хорошо потратиться, либо выбрать устройства немного дешевле. В случае небольших финансовых возможностей остановите свой выбор на УЗО фирм «ИЭК» или «EKF», они немного уступают в показателях качества и надёжности, но и стоят намного меньше (около 600-700 рублей).

Мы привели несколько вариантов, как подключить УЗО. Выберите наиболее подходящий для себя в зависимости от того, где вы проживаете (в квартире или частном доме), какая у вас сеть (однофазная или трёхфазная). Ну, а сколько вы поставите устройств (одно на вводе или для каждой потребительской группы), решайте, исходя из своего финансового положения.

Видео по теме

Схема УЗО в сети однофазного напряжения

Сегодня многие производители бытовой техники рекомендуют использовать при монтаже электропроводки защитные устройства. Желательно дополнительно обезопасить такую бытовую технику как: стиральная машина, бойлер, посудомоечная машина.
Если учесть, что современная электросеть в квартире это несколько контуров, рассчитанные на разные нагрузки, то вариантов размещения УЗО в схеме тоже будет несколько.

Монтаж электропроводки в деревянном доме

Для квартиры и частного дома чаще всего используется однофазная сеть. Возможно два варианта проводов:

1. С двумя жилами. Один провод – фаза, другой – ноль. Где какой провод, можно определить с помощью простого тестера в виде отвертки. На фазном проводе будет гореть лампочка. Это старая советская проектировка.
2. Три провода: фаза, ноль и заземление. Это современная проектировка, пришедшая к нам из-за рубежа.

Рассмотрим популярные схемы подключения УЗО в однофазной сети.

Схема без применения заземления

В случае, когда в доме однофазная электропроводка без заземления и простая схема подключения всех приборов, т.е. нет отдельных контуров на освещение, розетки, бытовую технику. Тогда для защиты используется одно общее УЗО для всех приборов.

Подключение УЗО в схему электросети не сложное. Необходимо подключить устройство защиты к проводам, которые входят в квартиру или дом. При подключении соблюдайте полярность.

Фазный провод к клемме L , а нулевой к — N. Рекомендуют в этом случае использовать УЗО чувствительностью 30 мА и нагрузке — 25 А.

Недостатком такой схемы является сложность определения утечки в сети, при срабатывании УЗО. Но это очень простой и недорогой способ защиты электроприборов.

Схема с заземляющим проводом

Если в квартире или доме используется однофазная электропроводка с заземлением, то подключение УЗО к сети аналогично предыдущему варианту. Используется тот же тип УЗО, подключение выполняет также. Фазный провод к клемме L , а нулевой к — N. Заземляющий провод (желто-зеленого цвета) не используется.

На схеме представлено подключение УЗО в однофазной сети с заземлением.

Подключение УЗО с заземлением

В современных квартирах, частных домах специалисты сегодня используют электропроводку с заземлением. Вместе с УЗО используются еще другие устройства защиты: автоматы, реле напряжения.

В зависимости от количества бытовой техники, осветительных приборов, наличие бассейна, саун, схема электросети насчитывает множество контуров. Поэтому установка УЗО и его положение в схеме зависит от множества факторов.

Рассмотрим несколько вариантов таких подключений.

Почему в домах нельзя выполнять зануление?

Кстати этот случай наглядно показывает, почему в домах нельзя выполнять зануление, то есть присоединять корпуса приборов к нулевому проводу, как это иногда делают горе-электрики в домах где нет заземления. Действительно, пока все работает нормально, нет большой разницы к нулевому или заземляющему проводу присоединены корпуса защищаемых электроприборов. Но при отгорании нулевого провода на нем, а следовательно и на всех присоединенных к нулевому проводу приборах, появится напряжение 220 В. То же самое произойдет, если при ремонте распределительного щитка электрик перепутает нулевой провод с фазным. В этом случае корпуса приборов окажутся присоединенными не к нулевому, а к фазному проводу и на них тоже будет присутствовать напряжение 220 В.

Итак, токовая цепь это путь тока от подстанции к потребителю и обратно от потребителя к подстанции. Если в каком-то месте она нарушена, тока в цепи не будет. Сидящих на проводах птиц не бьет током только потому, что нет цепи для прохождения тока. Стоящего на резиновом коврике электрика не бьет током, потому что коврик мешает току вернуться на подстанцию по цепи: фазный провод -> электрик -> земля -> подстанция. Вот и причина того почему при одном и том же напряжении ток может лишь слегка щипнуть человека, а может и убить. Все зависит от того есть ли у него надежный путь для возвращения на трансформаторную подстанцию или нет. Если есть, то попавшему под напряжение человеку мало не покажется.

В интернете описан трагический случай, произошедший с мальчиком, захотевшим сделать уроки в вечернем саду. Он взял включенную в сеть настольную лампу с удлинителем и начал выносить ее из дома. Лампа была неисправна – находящийся под напряжением фазный провод касался корпуса лампы. Мальчик держал в руках находящийся под напряжением корпус лампы, но током его не било. Сухой деревянный пол мешал току вернуться к подстанции. Как только мальчик сошел с крыльца и наступил на землю, создалась замкнутая токовая цепь: трансформаторная подстанция -> фазный провод -> настольная лампа -> человек -> земля -> снова трансформаторная подстанция и мальчик был убит током. Трагедии могло не быть. Если бы лампа, удлинитель и проводка в доме были заземлены, то ток с корпуса лампы утекал бы через заземление, не причиняя вреда мальчику.

Если в доме нет возможности установить заземление, то хотя бы следует помнить что у тока не должно быть возможности возвратиться на подстанцию через землю. Только по специально предназначенному для этого нулевому проводу. Ни в коем случае нельзя одновременно касаться электроприборов и заземленных частей, таких как батареи, водопроводные трубы и т п, чтобы не дать току возможность пройти через вас в землю и вернуться к подстанции. Если в помещении сырой пол, то желательно чтобы на вас была обувь с непромокаемой подошвой, которая станет преградой между вами и проводящим полом, в случае если вы случайно попадете под напряжение.

Установка общего УЗО

Идеальным месторасположением УЗО квартиры или дома считается входящая силовая линия. Сначала располагают двухполюсный автомат, затем УЗО, а уже после набор автоматов на каждую отдельную электролинию или электроприбор.

Предположим, что произошло касание фазного провода к включенному в сеть прибору с металлическим корпусом, в результате чего случилась утечка тока. Происходит сработка УЗО и отключение напряжения на всех линиях. Установление причины отключения в этом случае при такой схеме коммутации будет довольно проблематичным. И это минус.

Но такое подключение УЗО является экономически выгодным, т.к. необходима покупка всего одного защитного устройства. К тому же места в электрощитке будет заниматься мало, а значит, сам щиток потребуется не очень большой.

Устройство, ведущее учет использованной электроэнергии при этом варианте коммутации лучше расположить между автоматом и УЗО.

На заметку! При необходимости перекрытия подачи электроэнергии в жилье рекомендуется производить отключение общего автомата, а не защитного устройства, хоть они и располагаются обычно рядом, да и выглядят очень похоже.

Общее вводное УЗО и однофазный счетчик

Схема подключения УЗО с однофазным счетчиком:

Подключение УЗО после счетчика

Следующая схема подключения чаще встречается в частном доме. Если все правильно сделано, то перед счетчиком учета электроэнергии находится общий автомат.

В этом случае УЗО подключается после счетчика. Если счетчик находится в специальном опломбированном ящике, то подключаем УЗО к проводам, которые выходят из него. Фазный провод к клемме L , а нулевой к — N.

Когда Вы подключаетесь непосредственно к клеммам электросчётчика, то будьте внимательны. За не правильное подключение Вас могут оштрафовать.

Подключение к счетчику:

• второй вывод соединить с клеммой L;
• четвертый с клеммой N.

Вводное и групповые УЗО с электросчётчиком

Подключение защиты на вводе и на каждую группу

Такое подключение является самым безопасным и практичным. При капитальном ремонте или строительстве сегодня часто применяют такую схему. Рассмотрим, как подключить УЗО в этом случае.

Вся электросеть дома разбивается на отдельные контуры. Каждый из этих контуров управляется отдельной группой защиты – УЗО +АВ. В схему также подключается общее УЗО. Получаем двойную защиту от утечки тока.

Еще одним преимуществом такой схемы подключения является то, что гораздо легче определить утечку тока, при срабатывании защиты. Поиск сужается до приборов в одном контуре.

Чтобы не произошло одновременного выключения общего УЗО и в контуре, необходимо правильно подобрать время отключения и значения тока.

Если отключение все же происходит, значит, есть проблемы с УЗО в одном из контуров:

• вышло из строя;
• с браком;
• не правильно подобрана нагрузка.

Недостатками такой схемы является большая загруженность электрощитовой и ее высокая стоимость.

Только групповые УЗО сети

Такой вариант подключения также встречается. Единственное отличие от предыдущей схемы, это отсутствие общего УЗО. Данная схема тоже является достаточно надежной.

Конечно, в таком подключении мы рассчитываем на надежную работу одного прибора. Поэтому не стоит экономить на устройствах защиты и приобретать их у надежных производителей.

Как проверить устройство защиты на работоспособность?

При подключении устройства защиты необходимо удостовериться в его работоспособности, так как визуально это сделать не возможно.

Самым простым способом является использование специальной кнопки, которая расположена на устройстве. Нажав ее, происходит имитация утечки тока (пробоя) и прибор должен среагировать на это моментально.

Если же этого не происходит, значит, устройство защиты не работает и его требуется заменить.

Существуют также и другие способы проверки устройства, такие как имитация пробоя. Но, с точки зрения собственной безопасности проводить проверку таким способом не рекомендуется.

Рекомендуется проводить проверку устройства примерно раз в месяц, так как безопасность превыше всего, тем более что это займет не более пяти минут.

Правила безопасности при установке УЗО, счетчиков и автоматов

Подключение УЗО осуществляется с соблюдением правил безопасности. От них зависит ваша жизнь и здоровье. Основные принципы безопасного монтажа таковы:

1. Работа выполняется с отключением напряжения. Его отсутствие обязательно проверяется индикаторной отверткой, мультиметром или контрольной лампочкой на 220В.
2. Подключенные провода необходимо промаркировать. Это удобно делать с помощью изоленты или термоусаживаемых трубок разных цветов.
3. Для подключения и наращивания проводов применяются клеммники заводского изготовления. Согласно ПУЭ скрутки запрещены.
4. У каждого провода, подключенного к УЗО или автомату, проверяется надежность контакта. Для этого достаточно с небольшим усилием попробовать выдернуть проводник. Он должен оставаться на месте и не болтаться.
5. При первой подаче питания не исключены короткие замыкания и взрывы в электрощите. Поэтому следует защитить глаза и открытые участки тела и попросить уйти посторонних.
6. После установки следует проверить срабатывание нажатием кнопки «test». Перед этим на него подается напряжение.
7. Замена и установка нового УЗО выполняются не менее чем 2 лицами. Второй человек — наблюдающий.

Монтаж автомата на DIN-рейку

Обратите внимание! Устройство защитного отключения фиксируется на DIN рейку. Это заметно упрощает процесс монтажа. Если в щите изначально нет плашки для крепления DIN устройств, то ее придется докупить дополнительно. Многие люди при покупке УЗО и автоматов забывают подумать о том, на что будут их крепить.

При выборе УЗО следует учесть номинальный ток, который оно способно пропустить. Для обычной квартиры достаточно 16-32 А. Другой критерий подбора — ток срабатывания (IDn). Если УЗО должно защищать человека от поражения электрическим током, то необходимо ставить устройство на 10-30 мА. Если цель — спасти от пожара, нужный номинал равен порядка 100-300 мА.

Устройство защитного отключения устанавливается со снятием напряжения. Не нужно выполнять работу своими руками, если нет опыта по сборке схем. После запуска устройство желательно проверить нажатием кнопки «test».