Что такое УЗО | Устройство, принцип работы, характеристики

Многие из вас слышали об УЗО, но далеко не все имеют представление что это такое, зачем оно нужно и как работает.

Сейчас я, простым и доступным языком, постараюсь рассказать всё, что вам нужно знать об УЗО, чтобы вы смогли правильно его выбрать и использовать, при этом значительно повысив безопасность электропроводки в квартире или доме. В первую очередь давайте разберемся, что означает термин УЗО.

Как расшифровывается УЗО?

УЗО в электрике расшифровывается как – Устройство Защитного Отключения. Так же, иногда, вы сможете встретить аббревиатуру УДТ – Устройство Дифференциального Тока или ВДТ – Выключатель Дифференциального Тока, это, в данном случае, все синонимы.

Что такое УЗО?

УЗО – это устройство, которое является одним из основных компонентов защитной автоматики в современной электросети, оно коммутирует электрические цепи, отслеживая при этом проходящие токи и разрывает цепь в случае обнаружения утечки.

Для чего нужно УЗО?

В первую очередь устройство защитного отключения (УЗО) защищает человека от поражения электрическим током, при случайном касании оголенного провода, корпуса неисправного электрооборудования или другой токопроводящей поверхности, находящейся под напряжением.

Еще одним важным назначением УЗО является защита жилья от возможного возникновения возгорания и пожара, в случаях нарушения защитной изоляции электропроводки.

Чтобы лучше понять почему и главное как УЗО выполняет свои защитные функции, необходимо понимать принцип его работы.

Принцип работы УЗО

Очень наглядно принцип действия УЗО в однофазной сети, отражает следующая схема:

На ней изображено двухполюсное устройство защитного отключения (1), к верхним клеммам которого подключены фазный (2) и нулевой (3) проводники вводного электрического кабеля, а к нижним фазный (4) и нулевой (5) проводники, идущие на нагрузку, например, к электрической розетке, к которой подключен электроприбор – в данном случае водонагреватель (6). К корпусу которого, напрямую, минуя УЗО, подключен защитный проводник – заземление (7).

В штатном, нормальном режиме работы, электроны двигаясь по фазному проводнику проходят через УЗО на нагрузку – ТЭН водонагревателя затем выходят по нулевому проводнику, так же проходя через УЗО и направляются в землю. I1=I2

При этом токи, входящий в узо по фазному проводнику (2) и выходящий из него по нулевому (3), будут одинаковыми по значению, но противоположными по направлению.
Теперь давайте представим, что нарушилась изоляция ТЭНа, и часть электрического тока, через теплоноситель – воду стало поступать на корпус водонагревателя, а затем через заземляющий проводник (7), уходить в землю.

Теперь, ток входящий по фазному проводнику (2) количественно равен сумме тока на нулевом проводнике (3), все также идущему от ТЭН через УЗО, и тока утечки, уходящего через корпус на землю (7) I1=I2+I3. Соответственно, входящий ток в устройство, больше исходящего, на величину тока утечки I1>I2.

На этом эффекте и основан принцип работы УЗО – оно определяет разницу между величиной входящего тока по фазному проводнику и исходящего по нулевому и, если она будет выше порога срабатывания, УЗО немедленно разрывает электрическую цепь.

Аналогичный принцип действия у устройства защитного отключения и при касании человеком оголенного провода под напряжением, в этом случае часть тока уходит в человеческое тело, образовавшуюся утечку сразу же обнаруживает УЗО и отключает подачу электрического тока. Всё это, как правило, происходит за доли секунд и человек не успевает получить серьезных травм.

Чтобы разобраться, как устройство защитного отключения определяет утечку тока, давайте рассмотрим устройство стандартного УЗО.

Устройство УЗО

Ниже, представлена наглядная схема устройства УЗО, к основным узлам которого относятся:

1.Трансформатор дифференциального тока

2. Электромагнитное реле

3. Механизм расцепителя электрической цепи

4. Механизм проверки

Под номером «5» указана нагузка, это может быть любой электроприбор, например водонагреватель или стиральная машина.

Теперь давайте рассмотрим, как эти элементы участвуют в работе УЗО, как обеспечивается заложенный принцип действия.

Фазный и нулевой проводники являются встречно включенными обмотками дифференциального трансформатора (1), в штатном режиме работы, при отсутствии утечек, они наводят в сердечнике трансформатора равные, встречно направленные магнитные потоки.

Соответственно, их суммарный магнитный поток равен нулю, как и ток. При этом электромагнитное реле (2), подключенное к вторичной обмотке трансформатора, находится в состоянии покоя.

В случае же, когда происходит утечка электрического тока, по фазному и нулевому проводнику будут протекать различные токи, что вызовет неравенство встречных магнитных потоков на магнитном сердечнике дифференциального трансформатора (1) и образование тока во вторичной обмотке.

При достаточной величине образовавшегося тока, срабатывает электромагнитное реле (2) и воздействует на механизм расцепителя (3), который разорвет электрическую цепь.

При нажатии кнопки ТЕСТ, электрический ток с фазного провода, пройдя сопротивление, попадает на нулевой провод обмотки трансформатора, минуя измерительный трансформатор. В результате чего, ток на входящем фазном проводе и исходящем нулевом получится разным, на вторичной обмотке образуется ток небаланса, запускающий механизм отключения электрической цепи.

Эта схема довольно точно описывает устройство УЗО и, хотя внутренняя конструкция узлов, в зависимости от модели и производителя, может различаться, общий принцип работы остаётся неизменным.

Теперь, зная внутреннее устройство, вы легко сможете определить УЗО на однолинейных схемах электрощитов, ведь в его условном обозначении присутствуют все описанные выше элементы.

Обозначение узо на однолинейной схеме

В настоящее время, для каждого из используемых в электрике типов узо, а именно двухполюсных – в однофазной сети и четырехполюсных в трехфазной, существует по два наиболее распространённых обозначения, которые встречаются в однолинейных схемах. Все они отражены на изображении ниже:

Для однолинейных схем, обозначение УЗО сделано максимально простым, из него убрано всё лишнее, показаны лишь дифференциальный трансформатор в виде кольца, выключатель, разрывающий контакты и количество полюсов.

При этом, чтобы сделать обозначение максимально компактным, полюса могут отражаться в виде косых черточек, количество которых равно числу полюсов. От сюда и появилось по два варианты обозначений УЗО на схемах.

Схема также, достаточно часто, нанесена и на корпусе устройства защитного отключения, вместе с другими характеристиками, давайте рассмотрим их подробнее.

Маркировка УЗО

Рассмотрим, как выглядит стандартное двухполюсное УЗО, устанавливаемое в однофазной сети.

Каждое устройство защитного отключения имеет маркировку, в которой отражены все его основные характеристики, кроме того, довольно часто, так же показана и схема. Давайте подробно рассмотрим все основные характеристики УЗО.

ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗО

1. Производитель

2. Наименование модели. В данном случае буквы «ВД», в названии модели, означают Выключатель Дифференциальный

3. Рабочий ток. Максимальная величина тока, который данное УЗО может коммутировать. Другими словами, если на линии, которое защищает УЗО с рабочим током 25А будет нагрузка 30А, устройство выйдет из строя.

4. Параметры электрической сети. Здесь указываются два основных параметра под которые рассчитанное данное устройство: напряжение – 230В и частота – 50Гц. Это стандартные характеристики для бытовой электросети в России.

5. Ток утечки. Величина тока утечки, при котором сработает УЗО.

6. Тип УЗО. В данном случае это устройство «АС», для переменного тока. Подробнее все типы мы рассмотрим далее.

7. Рабочий температурный диапазон. От -25 до +40 градусов Цельсия.8. Номинальный условный ток короткого замыкания. Это величина возможного тока при КЗ, которое сможет выдержать УЗО без потери работоспособности, если будет защищена автоматическим выключателем соответствующего номинала.

9. Схема устройства УЗО

В зависимости от производителя, маркировки на устройствах могут незначительно отличаться, добавляться или убираться некоторые характеристики. Но основа везде одинакова и такие важные показатели как рабочий ток и ток утечки, указываются всеми и всегда.

Как вы уже поняли, обилие указываемых характеристик говорит о том, что УЗО бывают разными. В следующей части статьи мы подробнее рассмотрим все основные виды современных УЗО и области их применения. Эта информация поможет вам правильно выбрать дифференциальный выключатель тока для каждого конкретного случая.

СКОЛЬКО АВТОМАТОВ МОЖНО ПОДКЛЮЧИТЬ К ОДНОМУ УЗО

О том, сколько автоматических выключателей можно одновременно подключить через одно Устройство Защитного Отключения, мы подробно писали ЗДЕСЬ.

>

Кроме того, обязательно читайте материал о том, почему выбивает УЗО и как найти неисправность.

Если же у вас остались вопросы об устройстве УЗО или принципе его действия, оставляйте их в комментариях к статье. Кроме того, обязательно пишите если есть какие-то дополнения или замечания, буду благодарен!

Источник: rozetkaonline.ru

Что такое УЗО

У многих на слуху слово «УЗО», но далеко не все владеют информацией, что это за прибор, и какие функции он выполняет. Общие принципы работы этого устройства может и должен понимать любой человек.

В большинстве жилых помещений раньше УЗО не применялось, и поэтому многие не знают принципы его работы. Электрики могут нам объяснить на своём языке, что УЗО – это механический прибор, функционирующий для автоматического прерывания цепи в случае превышения электрического тока, возникающего при определённых условиях.

Кратко говоря, на вопрос обывателя, для чего нужно УЗО, можно дать простой ответ: этот прибор нужен для безопасности существования в квартире. Он предотвращает вероятные пожары и короткие замыкания в электропроводке.

В современных городах на всём постсоветском пространстве возможны перебои электричества и скачки напряжения в электросетях. Для того чтобы ваши электроприборы защитить от сгорания, и устанавливается выключатель дифференциального тока. В последнее время этот прибор пользуется высоким спросом, так как в сейчас наши дома напичканы всевозможными электрическими приборами.

УЗО призвано защитить наши дома от пожара и возгорания, которые могут произойти по причине утечки электрического тока.

Как выбрать и установить это устройство, рассмотрим в следующих разделах нашей статьи.

p, blockquote 7,0,1,0,0 –>

Классификация приборов УЗО

Рассмотрим важные характеристики этих устройств. Устройства защитного отключения классифицируются на такие типы по принципу работы:

p, blockquote 8,0,0,0,0 –>

  1. Тип АС – используется для защиты бытовых электрических приборов от тока, нарастающего медленно или возникающего скачками. Такой тип УЗО срабатывает при переменном токе.
  2. Тип A, реагирует на пульсирующий постоянный ток, который может нарастать скачкообразно. Автоматы этого типа чаще всего устанавливают в квартирах и домах для отдельной защиты бытовой техники, такой как посудомоечные и стиральные машины, телевизоры. УЗО типа А более дорогие из-за своей сложности.
  3. Тип В – используется на производственных предприятиях, для установки в квартирах не используются.
  4. Тип S и G – эти УЗО являются селективными, то есть срабатывают через несколько секунд утечки. Смысл устанавливать эти приборы имеет тогда, если в линии установлено несколько приборов.

Также УЗО подразделяется на группы по количеству полюсов:

p, blockquote 9,0,0,0,0 –>

  • двухполюсные;
  • четырёхполюсные.

Двухполюсные УЗО предназначаются для работы в однофазных электросетях. Они занимают в стандартных электрощитах два места согласно стандарту DIN (0,35 см). Четырёхполюсные УЗО работают в трёхфазных сетях и занимают 4 места по стандарту DIN (0,7 см).

p, blockquote 10,0,0,0,0 –>

По типу конструкции УЗО разделяют на:

p, blockquote 11,0,0,0,0 –>

    Электромеханические.

Электромеханические приборы срабатывают сразу при утечке тока, независимо от напряжения сети. Для работы этого устройства не требуется внешний источник питания. У них нет электронных компонентов, которые могут повредиться в результате скачков напряжения в сети.

Электронные УЗО имеют более тонкую механику, чем электромеханические. Механизм измерения токов работает независимо от потери напряжения в сети, так как трансформатор реагирует только на перепад разности токов. Можно сказать, что для работы УЗО этого типа необходимо напряжение в сети и утечка тока, в отличие от электромеханического типа прибора.

Схема подключения УЗО в квартире

Электрики советуют устанавливать УЗО только на оборудование, требующее соблюдение повышенных норм безопасности, для примера – стиральная машина, бойлер, электрическая плита, СВЧ печь. Освещение в квартире через УЗО подключать не нужно, так как при перегорании обычных ламп будет происходить отключение электричества во всей квартире.

p, blockquote 12,0,0,0,0 –>

Самое удобное место для расположения УЗО в квартире – это место рядом с источником питания. Обычно его устанавливают рядом со счётчиком, в электрощите при входе в помещение.

Рассмотрим, по какой схеме можно подключить это устройство в квартиру.

p, blockquote 14,1,0,0,0 –>

Подключение УЗО проводится по двум распространённым схемам — TN-C и TN-C-S:

p, blockquote 15,0,0,0,0 –>

    TN-C система.

Самая популярная, состоящая из одного общего проводника, выполняющего роль заземления и одного рабочего нулевого проводника. Эта схема является одной из самых надёжных.

Эта схема включает в свой состав нулевой и заземляющий провода, объединенные в один общий проводник, разделяемый после ввода в помещение на два проводника N(ноль) и PE (заземление). Этот вариант реже встречается в нашем жилищном строительстве.

Главные характеристики УЗО

Выделим главные технические характеристики, на которые нужно обращать внимание при выборе УЗО для жилого помещения перед началом ремонта. К ним относятся:

p, blockquote 16,0,0,0,0 –>

  • количество полюсов: двухполюсный и четырёхполюсный УЗО;
  • напряжение сети: 220 или 380 В;
  • номинальный ток нагрузки сети, он колеблется от 16 до 100 Ампер;
  • условный ток короткого замыкания – может варьироваться от 3 до 15 кА. Эта величина показывает надёжность данного УЗО, и его способность к сопротивлению при возникновении замыкания;
  • конструкция устройства – электронный либо электромеханический;
  • принцип его работы (Ас, А, В, S или G);
  • его коммутационная способность.

Коммутационная способность – обозначается Im; являет собой максимальное значение, до которого это устройство будет реагировать. Эта величина должна составлять не менее 500 А.

p, blockquote 17,0,0,0,0 –>

При выборе УЗО учитывайте, что лучше приобрести электромеханические приборы, так как они считаются более надёжными и дешёвыми.

Для обычной сети напряжения в 220 Вольт оптимально подойдут обычные двухполюсные приборы. Но для трехфазной сети с напряжением около 380 В следует выбирать уже упомянутые нами четырёхполюсные приборы УЗО.

p, blockquote 19,0,0,0,0 –>

Современные защитные устройства не рекомендуется устанавливать в домах со старой проводкой. В таких помещениях часто происходит утечка тока, что приводит к нестабильности всей сети и существенным скачкам напряжения. В результате УЗО может срабатывать вообще без причин.

p, blockquote 20,0,0,0,0 –>

Обычно в жилых помещениях УЗО устанавливают для защиты утечки тока на кухнях и ванных, так как именно в этих комнатах существует повышенная влажность. Эти места более всего насыщены электрическими приборами, где может образоваться утечка тока.

p, blockquote 21,0,0,1,0 –>

Критерии выбора УЗО

Выше мы рассмотрели, какие типы и виды УЗО бывают, и убедились в необходимости их использования. На вопрос, какое УЗО выбрать для вашего дома и как подобрать этот действительно нужный прибор, лучше помогут ответить специалисты. При строительстве нового дома либо при капитальном ремонте квартиры нужно разработать проект всего электроснабжения помещения. Во время процесса ремонта возникает много технических нюансов, с ними под силу справиться лишь опытные инженеры-электрики. Именно они помогут вам правильно выбрать подходящее устройство защитного отключения для вашего дома.

p, blockquote 22,0,0,0,0 –>

Если в вашей квартире не установлено реле напряжения, то вы можете быть подвержены скачкам напряжения сети. В розетке вместо 220 Вольт может резко появиться 300 Вольт. Такие перепады напряжения очень опасны для электронного УЗО. Ведь из-за таких скачков может выйти из рабочего строя его электронная плата. Вы можете и не знать, что внутреннее устройство вышло из строя. Поэтому особо рекомендуется выполнять периодическую проверку работоспособности УЗО. Для этого существует функция «Тест» на корпусе устройства, лучше это делать раз в месяц.

p, blockquote 23,0,0,0,0 –>

Также не мешает обратить внимание на выбор производителя УЗО. Рассмотрим лучшие европейские фирмы производители данных приборов:

p, blockquote 24,0,0,0,0 –>

  • ABB;
  • Legrand;
  • Siemens;
  • Schneider electric;
  • Moeller;
  • AEG.

Но уже существует вполне приличная альтернатива среди отечественных производителей:

Исходя из этого рейтинга, вы можете сами изучить отзывы на различных сайтах, чтобы определиться с производителем автоматического автомата для дома.

p, blockquote 26,0,0,0,0 –>

Также выбор зависит, куда вы будете устанавливать данное устройство – в частный дом или квартиру. Напряжение, протяжённость и количество подключённой бытовой техники, требует особого внимания при подключении УЗО.

>

p, blockquote 27,0,0,0,0 –> p, blockquote 28,0,0,0,1 –>

Важно! УЗО защитит электрическую цепь только от утечки тока, а от токов перегрузки сети и короткого замыкания – не защитит. Поэтому вместе с УЗО следует установить автоматический выключатель.

Источник: otlichnyjremont.ru

Что такое УЗО в электрике и для чего оно необходимо?

УЗО – устройство защитного отключения, отсекающее подачу тока в цепь при утечке на землю и тем самым предохраняющее от поражения током. Этот тип электрооборудования используется там, где нет возможности подключиться к заземлению, а это не только в быту, но и на производстве, где утечка тока через металлический корпус, также очень распространенное явление.

Некоторые производители оснащают свою технику УЗО, благодаря чему, пользователю не приходится отдельно приобретать и устанавливать его.

Устройства защитного отключения – это электротехническая защитная аппаратура, предназначенная для работы в сетях переменного тока 220 и 380 вольт, в однофазных и трехфазных цепях. Прибор выполнен в корпусе из негорючего ПВХ и рассчитан на протекание тока различной величины.

УЗО выпускаются с пределом по току утечки с номиналами, согласно стандарту:

Еще один параметр прибора – это номинальный ток нагрузки, который устройство может транзитом пропускать через себя.

Область применения

Поскольку устройства используются для защиты, то применять их целесообразно везде, где работают электрические аппараты, не оснащенные защитой от постороннего доступа, то есть там, где возможно случайное прикосновение.

В промышленности, для этих целей применяется заземляющий контур, однако, в большинстве жилых домов постройки советского периода, он отсутствует, и до появления УЗО в широком доступе, жители квартир подвергали себя опасности.

То же самое относится и к офисным электрическим сетям, серверным и другим помещениям, где используется электрическое оборудование и нет заземляющей шины.

УЗО используется в электрических сетях 220/380 вольт, для предотвращения электротравм, при пробитии фазы на корпус.

В большинстве случаев, появление потенциала на корпусе, не приводит к сбою в функционировании, поэтому, человеку, несведущему в вопросах электробезопасности, может показаться, что никакой опасности нет.

Устройство

Не следует путать УЗО и автоматический выключатель, между ними есть существенные различия в конструкции, принципе действия и назначении:

  1. АВ предназначен для подачи или отключения нагрузки, защиты от короткого замыкания и перегрева.
  2. УЗО предназначено для предотвращения токов утечки и защиты от поражения током.
  3. АВ реагирует на выделение тепла при прохождении больших токов и токи КЗ.
  4. УЗО реагирует на ток утечки и не предохраняет цепь от КЗ и перегрева.

Тем не менее, очень часто можно встретить конструктивное исполнение в виде автомата и УЗО в одном корпусе, что достаточно удобно, особенно, если аппаратура размещается в небольшом щитке. Также, можно приобрести и отдельно каждое из устройств.

Работа УЗО построена на использовании дифференциального трансформатора тока, имеющего три обмотки – две первичных, включенных последовательно в фазный и нулевой провод и одну вторичную, от которой питается поляризованное реле.

Оно может быть электромеханическим или электронным, из-за чего различают электронные или механические устройства ЗО. Когда ток утечки отсутствует, первичные обмотки не возбуждаются.

Где устанавливается?

Устройства защиты устанавливаются в электрическом щите, либо непосредственно перед нагрузкой, но только после узла учета электрической энергии. Последний вариант, как правило, используется в технологических помещениях, и для нагрузки без стационарного сетевого шнура.

Обычно, применяется установка для отсечки какой-то конкретной нагрузки, так как УЗО установленное на вводе, отключит всю электросеть.

Порядок установки, начиная от счетчика:

При установке комбинированного прибора, необходимость в сохранении такой последовательности отпадает.

Типы и классификация

Принято различать три типа УЗО по роду дифференциального тока утечки, для чего наносится соответствующая маркировка на корпусе:

  1. АС – синусоидальный переменный, внезапный, либо нарастающий.
  2. А – синусоидальный переменный, внезапный, либо нарастающий и выпрямленный пульсирующий.
  3. В – переменный и постоянный.

Устройства классифицируются по следующим параметрам:

  1. По стойкости при импульсном напряжении:
    • отключающие ток при его наличии;
    • устойчивые к импульсному напряжению;
  2. По способу действия:
    • не имеющие вспомогательного питания;
    • подключаемые к вспомогательному питанию;
    • с питанием и автоматическим отключением при его отказе;
  3. По способу установки:
    • стационарные, с монтажом на DIN рейку;
    • переносные, с гибкими удлинителями;
  4. По числу полюсов:
    • двухпроводные с одним полюсом;
    • двухполюсные;
    • трехпроводные двухполюсные;
    • трехполюсные;
    • четырехпроводные трехполюсные;
    • четырехполюсные;
  5. По виду защиты от перегрузок:
    • оснащаемые защитой от перегрузок;
    • без защиты;
  6. По возможности регулирования:
    • не регулируемые.
    • с плавной регулировкой;
    • со ступенчатой регулировкой;
  7. Технические параметры:
    • для однофазных цепей;
    • для трехфазных цепей;

Критерии выбора и стоимость

При покупке УЗО учитывается значение тока утечки, а также номинальный ток нагрузки, на который был рассчитан автоматический выключатель. Однако, для устройства защиты, данное значение должно выбираться на порядок выше, чем у автомата.

Дело в том, что диффавтомат довольно дорогостоящее оборудование и, как правило, дешевле приобрести модель без функции отключения в случае возникновения КЗ.

Выбранный же в соответствии с вышеописанным порядком, он не выйдет из строя, если произойдет замыкание, а выключатель обесточит цепь. Для жилых помещений рекомендуется устанавливать дифавтоматы с током утечки не более 30 мА, поскольку большее значение уже опасно для жизни.

Это оборудование, даже для бытовой установки, имеет достаточно высокую стоимость, что объясняется несколькими причинами.

Основная из них – это наличие дифференциального трансформатора, он выполняется из дорогостоящих материалов, и составляет до 50% всей стоимости.

Играет роль и название торговой марки. Так, например, аппарат на 30 мА, для установки дома, от российской компании IEK можно приобрести в среднем за 10 $. От известной же во всем мире французской Legrand минимум в два раза дороже.

Как правильно установить и подключить?

Установка и монтаж любого электротехнического оборудования требует соответствующей квалификации, тем более, если это касается средств безопасности.

Для работы понадобится:

  1. УЗО.
  2. Крестообразная отвертка.
  3. Индикатор напряжения, мультиметр.
  4. Монтажный нож.
  5. Соединительные провода.
  6. Перфоратор, сверло и корпус для УЗО – в том случае, если монтаж производится непосредственно возле потребителя.

Этапы работы

Монтаж возле потребителя:

  1. Размечаем место установки корпуса и просверливаем отверстия для монтажа.
  2. Монтируем корпус и подводим провода.
  3. Проверяем отсутствие напряжения на фазе, зачищаем провода ножом и заводим в соответствующие разъемы с маркировкой L и N, строго соблюдая полярность, как указано на схеме.
  4. УЗО фиксируется на DIN рейке в корпусе, после чего можно подать напряжение и проверить работу нажав кнопку «TEST»

Монтаж в электрощите:

  1. Найти необходимую пару проводов и определить полярность.
  2. Отключить питание и зачистить проводники.
  3. Установить УЗО на DIN рейку и подсоединить провода, к соответствующим разъемам, соблюдая полярность.
  4. Включить питание и протестировать работу.

Современные аппараты защиты выполнены таким образом, что ошибиться в установке невозможно. Основная ошибка допускается на стадии расчета, как правило, это неверный выбор предела рабочего тока относительно параметров автоматического выключателя.

Если данное значение ниже или соответствует тому, на которое рассчитан АВ, то устройство защиты выходит из строя и в большинстве случаев, восстановлению не подлежит.

Источник: househill.ru

Устройство УЗО и принцип действия

Рад приветствовать вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В этой статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип работы устройства защитного отключения УЗО, рассмотрим на примерах как работает УЗО.

УЗО относятся к электрическим аппаратам защиты, как и автоматические выключатели. Для чего же были придуманы эти интересные устройства, неужели установки автоматических выключателей недостаточно?

Со временем изоляция проводов стареет, так же она может быть повреждена, могут ослабнуть контактные соединения токоведущих частей приборов. В результате этих факторов появляются утечки тока, которые могут вызвать искрение и привести к возгоранию.

Также человек может случайно коснуться рукой за оголенный фазный провод, который находится под напряжением. Дети, оставшись без присмотра родителей, могут «изучать» электричество, вставляя в розетку металлический предмет. В этом случае человека ударит током, произойдет утечка тока через тело на землю, а это очень опасно, ведь величина тока в этом случае может достигать нескольких сотен миллиампер.

>

Обычные автоматические выключатели на такую «незначительную» для них утечку тока не отреагируют. Они срабатывают только на токи перегрузки и при коротком замыкании.

Например, у автомата номиналом 10А с время-токовой характеристикой срабатывания В, тепловой расцепитель начнет срабатывать при токе, превышающем номинальный на 13%, т.е. 11,3А, причем время срабатывания будет больше одного часа. А при токе, превышающем номинальный на 45%, т.е. 14,5А в течение одного часа. Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя будет срабатывать при значениях тока от 30А.

Поэтому, чтобы защитить людей от поражения электрическим током и для предотвращения опасной утечки тока, которая может привести к пожару в результате повреждения изоляции электропроводки или бытовых приборов применяются устройства защитного отключения.

У автоматических выключателей основной параметр – номинальный ток.

Основной же параметр УЗО – это его чувствительность (номинальный отключающий дифференциальный ток, так называемая «уставка» по току утечки).

Для защиты человека в бытовых электросетях от поражения электрическим током используют УЗО чувствительностью 10 и 30 мА.

Для защиты от возможного возникновения пожара служат УЗО чувствительностью 100 или 300 мА.

Если проводка неразветвленная, с малым количеством групп, то может использоваться одно общее УЗО на 30 мА, как противопожарное, так и для защиты человека от поражения электрическим током.

Давайте рассмотрим устройство и принцип действия УЗО

Конструктивно УЗО собрано в корпусе из диэлектрического материала. Внутри содержит трансформатор тока, выполненный на тороидальном ферромагнитном сердечнике с тремя обмотками – две первичные и одна обмотка управления.

Две первичные токовые обмотки включены встречно. Первая обмотка образована фазным проводом, в ней протекает ток к нагрузке (к потребителю). Вторая обмотка образована нулевым проводом, в ней протекает обратный ток от нагрузки (от потребителя).

Как работает УЗО?

В обычном режиме, когда в цепи нет утечки, токи, протекающие в обоих обмотках равны по значению, но противоположно направленны. При протекании в обмотках, эти токи наводят в сердечнике трансформатора тока магнитные потоки. Наведенные магнитные потоки направлены встречно и компенсируют друг друга, поэтому суммарный магнитный ФΣ поток равен нулю.

Предположим, что произошел пробой изоляции на корпус электроприбора.

В этом случае токи в фазном и нулевом проводах будут различны. По фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки IL будет протекать еще дополнительный ток — ток утечки ID, который для трансформатора тока будет дифференциальным (т.е. разностным). Разные по значению токи в первичных обмотках (IL + ID в фазном проводнике и IN, равный по значению IL, в нулевом рабочем проводнике) будут наводить в сердечнике разные по значению магнитные потоки. Результирующий магнитный поток будет отличен от нуля. По закону электромагнитной индукции он будет наводить электрический ток в обмотке управления. Если этот ток достигнет значения, достаточного для срабатывания электромагнитного реле Р, то оно сработает, приводя в движение расцепитель, силовые контакты УЗО разомкнутся. В результате электроустановка, находящаяся под защитой УЗО обесточится.

Аналогично, если человек прикоснется к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприбора, на который произошел пробой изоляции, возникнет ток утечки, который потечет через тело человека на землю. В обмотке управления УЗО будет наводиться ток, который приведет к срабатыванию электромагнитного реле Р и цепь обесточится.

Для периодического контроля исправности УЗО предусмотрена кнопка «Тест». При нажатии на нее искусственно создается ток утечки. Если УЗО исправно, оно должно срабатывать при нажатии на эту кнопку.

По конструктивному исполнению УЗО бывают электромеханические (они не зависят от напряжения питания) и электронные (нуждаются в дополнительном источнике питания, который получают от контролируемой цепи, либо от дополнительного источника). В свою очередь, бывают электронные УЗО, которые отключают защищаемую цепь при исчезновении напряжения в питающей сети, и бывают не отключающие защищаемую цепь.

Как не подключая к электрической сети, определить тип УЗО смотрите в статье Как определить тип УЗО — электромеханическое или электронное?

Так же эти два типа УЗО различно ведут себя при аварийном режиме работы электросети, например, при достаточно часто встречающемся в наших домах обрыве нулевого провода.

Теперь вы знаете, как работает УЗО.

Подробно Устройство и принцип действия УЗО смотрите в видео


Полезные статьи по теме:

Источник: elektrik-sam.info

Зачем в квартире нужно УЗО

Аббревиатура УЗО расшифровывается как — устройство защитного отключения. Данный механизм также как и автомат являются аппаратами защиты. Для чего же нам нужны еще и УЗО, если есть автоматические выключатели? Дело в том, что изоляция проводов от времени изнашивается. Кроме этого, даже новую проводку можно повредить случайным образом в результате механического воздействия.

Контакты на эл.оборудовании при отсутствии регулярной ревизии ослабляются. Все это приводит к утечкам тока. А из-за этого образуется искрение и пожар.

Не исключена ситуация, когда человек может дотронуться до оголенного фазного провода. Или маленькие дети проявляя любопытство могут засунуть что-нибудь постороннее в электрическую розетку. И тогда ток пойдет сквозь тело человека. Величина этого тока может быть чуть более 100мА.

Простые автоматы на ток такой малой величины не сработают, т.к. они рассчитаны для отключения токов перегрузки и токов КЗ, а это несколько десятков и даже сотен ампер. Тем временем даже небольшой ток в несколько десятков миллиампер способен оказать негативное воздействие на человека.

К примеру чтобы сработал автомат номиналом 16А, ток который через него пройдет должен превысить величину 18А. То есть ток минимум на 13% больше номинального тока самого автомата.

Более того, автомат отключится не сразу, а через время превышающее 1 час (согласно его токовых характеристик). Именно поэтому разработали и внедрили УЗО.

Еще один важный аспект при выборе использования УЗО — система заземления в доме. Если в вашем доме система TN-C (3 фазы и ноль), то вопрос зачем ставить в щиток УЗО даже не должен возникать. Фактически это является единственной действенной и экономичной мерой для обеспечения безопасности эксплуатации всей проводки и эл.приборов.

Параметры УЗО

По каким основным параметрам характеризуется УЗО? Два важнейших из них это:

  • ⚡номинальный дифференциальный ток отключения (или ток утечки)
  • ⚡номинальный ток нагрузки

В сетях 220-380В домашней эл.проводки, чтобы защитить человека от воздействия эл.тока, применяется УЗО с чувствительностью или дифф. током отключения 10мА и 30мА. Дабы защититься от пожара требуется выбрать УЗО с чувствительностью 100мА и более.

Если у вас дома всего одна или две группы эл.проводки, можно установить одно УЗО на ток 30мА.

Оно будет играть роль как противопожарного, так и будет способно защитить вас от поражения эл.током.

Принцип работы

Из чего же состоит УЗО? Сама конструкция УЗО выполнена из диэлектрика. Внутри смонтирован маленький трансформатор тока. Он имеет три обмотки.

  • ⚡обмотку управления
  • ⚡две первичные обмотки

Первичные обмотки подключены встречно друг другу. По первой течет ток к нагрузке, по второй (которая образуется нулевым проводником), ток течет в обратном направлении (от нагрузки).

А что происходит, когда повреждается изоляция и образуется ток утечки? А происходит то, что ток в фазном проводнике будет не равен току в нулевом проводнике. То есть, к току который протекает по фазе, добавится еще ток утечки. Так как токи будут разные, то и магнитные потоки будут наводиться разные. И суммарный магнитный поток окажется не равным нулю. Следовательно будет наводиться электрический ток в обмотке управления.

В тот момент когда такой ток превысит величину 10-30-100-300мА (в зависимости от используемого УЗО), силовые контакты устройства под действием расцепителя отключатся и эл.оборудование с проводкой будут обесточены.

То же самое происходит если человек случайно дотрагивается до оголенных токоведущих частей или не изолированного корпуса оборудования с поврежденной изоляцией. Через наше тело в землю начинает течь ток. Появляется разность токов в проводниках, и как следствие наводится ток в обмотке управления. Затем срабатывает расцепитель и отключаются силовые контакты.

Чтобы проверить УЗО нужно воспользоваться кнопой ТЕСТ. Нажимаете ее и искусственно создаете ток утечки. Исправное устройство защитного отключения обязано отключиться сразу же при нажатии этой кнопки.

Источник: domikelectrica.ru