УЗО (устройство защитного отключения) принцип действия, выбор

Содержание

• 1 Принцип действия УЗО
• 2 Как выбрать УЗО
• 3 Как выбрать УЗО для квартиры
• 4 Что такое селективное УЗО и как рассчитать его
• 5 Почему и в каких случаях сpaбатывает УЗО
• 6 Трехфазное УЗО и однофазное

Последнее время с развитием технологий, направленных на безопасность, многие потребители электроэнергии стали всё чаще слышать о таком устройстве, как УЗО. Основное назначение УЗО это, конечно же, защита человека от поражения опасным электрическим током, а также всей электропроводки и электроприборов от пробоя на корпус. Оно расшифровывается как устройство защитного отключения. Раньше, не так давно, этот вид защиты был не востребован, и все квартиры и дома могли отключаться только автоматическими выключателями при коротком замыкании или же превышении нагрузки на различные периоды времени. То есть УЗО без заземления является электромеханическим эффективным устройством, которое отключает конкретную цепь от энергоснабжения при даже небольших утечках тока или прикасании человека к опасному напряжению.

Данное устройство очень знакомо шахтерам, только там оно называется система УАКИ (устройство автоматического контроля изоляции) и за его сpaбатыванием, а также поверкой очень тщательно ведётся контроль, так как в шахте не используется глухо заземлённая нейтраль, а только изолированная. То есть основное назначение — это защита человека от опасного воздействия электроэнергии. УЗО что это такое в электрике, после изучения этой статьи поймёт каждый даже незнакомый с электрическими приборами человек.

Принцип действия УЗО

Для того чтобы понять, как работает УЗО, нужно разобраться в его конструктивных особенностях и принципе работы. При включении какого-либо прибора в его цепи будет протекать ток. УЗО выполнено таким образом, что оно постоянно ведёт контроль над токами входящими и исходящими из цепи. Когда эти параметры будут отличаться, произойдёт мгновенное отключение. Чаще всего разность токов, при которых происходит отключение равно около 30 мА. Таким образом, даже если человек сам прикоснётся к токопроводящему элементу или же произойдёт прикосновение к электропроводке, или электрическому прибору в момент пробоя изоляции, вред организму будет минимален. Так как время сpaбатывания этого защитного устройства очень и мало.

Ключевым элементом служит дифференциальный трaнcформатор, который изготовлен по типу тороидального трaнcформатора с обмотками. Дело в том, что при нормальной работе цепи ток будет протекать одинаковый и в фазном, и в нулевом проводнике. При этом в обмотках дифференциального трaнcформатора будут создаваться магнитные потоки, и они будут равны по величине, однако, абсолютно противоположны по направлению. То есть результирующих их магнитный поток будет компенсировать друг друга и равен нулю.

Ф∑ = ФL – ФN = 0.

Соответственно ЭДС в контрольной обмотке трaнcформатора наводится не будет, а значит и тока тоже на его выходе нет. Это состояние спящего режима устройства или работа его в режиме ожидания и контроля.

Если произойдёт пробой изоляции в электроприборе или же просто в проводке, и человек оказался под воздействием фазного напряжения, то через устройство защиты и его обмотки трaнcформатора будет протекать дополнительный ток утечки. При этом потеряется равенство в фазном и нулевом проводнике, что и приведёт к появлению ЭДС в результирующей обмотке, за счёт которого, втянется подвижная часть электромагнитного реле, а именно этот механизм и отключит силовые контакты электроснабжения сети. Для высокой чувствительности применяются реле с низким порогом сpaбатывания, поэтому оно  может сpaбатывать даже при низком значении тока утечки, порядка 10 мА.

Таким образом, человек (потребитель) устанавливающий этот защитный быстросpaбатывающий механизм, должен понимать, что данная защита не защитит ни от перегрузок, ни от короткого замыкания, это работа только автоматического выключателя.

Основное преимущество этого защитного механизма — это то, что УЗО без заземления устанавливать, тоже возможно. Ведь во многих квартирах и домах нет заземляющего контура. При этом полы чаще всего сделаны из токопроводящего материала, поэтому импульс через человека всё равно пройдёт, если он, конечно, не будет защищён диэлектрическими ботами и перчатками.

Как выбрать УЗО

Особенности применения выключателей дистанционного управления

Как и любое электрическое устройство УЗО следует выбирать не только по фирме изготовителю, но и согласно техническим хаpaктеристикам, которые дадут возможность работать ему в нормальном рабочем режиме. При этом потребитель получит надёжную и быстрореагирующую защиту.

Вот основные критерии и технические хаpaктеристики, на которые стоит обратить внимание при выборе УЗО:

1. Напряжение, при котором работает устройство может быть 220 или же 380 В, в зависимости от того однофазное оно или трёхфазное;
2. Номинальный ток силовых контактов. Чаще всего это 16,20,25, 32, 40, 63, 80, 100 А.
3. Ток сpaбатывания или ток утечки, когда как его называют. Эта величина колeблется от 10 до 500 мА;
4. По типу тока, на который реагирует устройство.

Вот основные варианты применяемых в быту и на производстве защитных устройств. И так типы УЗО:

• АС — переменный ток;
• А — переменный или же постоянный импульсный (пульсирующий) ток;
• В — может реагировать как на постоянный ток, так и на переменный;
• S — имеет в своём арсенале ещё и выдержку времени, чтобы обеспечить селективность.
• G — аналогично S, но выдержка времени очень маленькой величины.

Выбор УЗО нужно выполнять очень внимательно, можно даже посоветоваться с продавцом консультантом, при этом нужно чётко сформулировать вопрос.

Как выбрать УЗО для квартиры

Особенности применения и устройства концевых выключателей

Выбор и типы УЗО для квартиры и дома не отличается между собой. Главное, нужно учесть все критерии вышеописанного выбора. Если устанавливается несколько защитных устройств, то необходимо учесть их селективность. Селективное УЗО это значит, что при повреждении какого-либо участка и установке вводного устройства защиты и УЗО на какую-то определённую комнату или аппарат (например, нагреватель воды), отключение произойдёт на ближайшем к УЗО участке и все остальные электроприборы и потребители будут с электроэнергией. Такой способ имеет свои положительные моменты. Главный из них — это при повреждении какого-либо участка на других будет присутствовать напряжение. Чаще всего на квартиры применяются УЗО 16А или 25А, от фирмы, которую называют электрики АББ (АВВ), величина тока утечки порядка 20–50 мА. В квартирах применяется чаще всего УЗО без заземления, так как все постройки советских времён имели только питание, в качестве которого служила фаза и ноль. Автоматы УЗО напоминают обычные автоматические выключатели, только некоторые из них ещё и оснащены кнопкой проверки работоспособности «ТЕСТ» или «Т». Очень часто применяются ВД1, то есть выключатели дифференциальные, выполняющие такие же функции, как и устройства защиты. Дифференциальный выключатель ВД1-63 тип А, без встроенной защиты от сверхтоков, реагирует не только на синусоидальные переменные дифференциальные токи, но и на пульсирующие постоянные дифференциальные токи. ВД1 неплохо зарекомендовал себя как надежное устройство, обеспечивающее безопасность. В любом случае УЗО в квартире очень выгодный и нужный элемент, сохранивший в какой-то роковой момент жизнь её обитателей.

Что такое селективное УЗО и как рассчитать его

Особенности применения и устройства сварочных трaнcформаторов

Селективное УЗО выполнено по принципу выдержки времени. Эта особенность даёт возможность отключать повреждённый участок цепи быстрее чем произойдёт отключение входной питающей цепи.

Вот пример схемы, на которой изображено селективное УЗО.

1-вводной автомат; 2-устройство учёта потраченной электроэнергии, то есть счётчик; 3-трехфазное вводное устройство защиты; 4-нулевой провод; 5-автоматический выключатель для каждого потребителя, это может быть как отдельная квартира, так и комната; 6-УЗО для отдельного потребителя; 7-подключение отдельных потребителей;

В отдельных редких случаях могут не сработать защитные устройства, которые работают на отдельных потребителях или помещениях. Тогда селективное УЗО исполнит свою функцию и через доли секунды обесточит все группы полностью. Какое УЗО поставить в определённую цепь, то есть его номиналы, зависит в основном от нагрузки.

Почему и в каких случаях сpaбатывает УЗО

Существуют два основных случая почему сpaбатывает УЗО:

1. В случае повреждения изоляции провода или токопроводящего материала в электроприборе. Например, если электрическая плита сделана из стали и имеет повреждение изоляции или же диэлектрического материала, то при прикосновении человека ток пройдёт через его тело, а значит часть возвращавшегося тока назад в защитное устройство, будет отличаться по величине и произойдёт отключение. Если заземлить корпус этой плиты то утечка сработает даже при незначительных пробоях изоляции, что даст возможность уберечься от опасного напряжения пробоя.
2. При прикосновении человека, или же ребёнка к неизолированной части, а также к розетке, произойдет быстрое реагирование узла результирующего тока на его разницу и произойдет отключение, в некоторых случаях спасшее даже жизнь.

Бывают и частные случаи когда, допустим, происходит незначительное ухудшение сопротивления изоляции в проводах, проходящих в стене, а стена выполнена из токопроводящего материала и поэтому получится тот же эффект сpaбатывания.

Трехфазное УЗО и однофазное

Как известно, существует в бытовых условиях, так и промышленных два вида напряжения однофазное и трехфазное. Соответственно и УЗО делятся по количеству фаз электроснабжения потребителя. В трёхфазных системах защиты четыре клеммы входящих и выходящих. Три, из которых, подключаются на фазы, а одна на ноль. В однофазном УЗО используется две входящие клеммы для подключения и соответственно две на выходе прибора. Подключать их следует после силового входного автомата и счётчика, как показано на рисунке.

При подключении УЗО к трёхфазной цепи нужно учесть один нюанс. Если это потребитель с симметричными нагрузками на каждую фазу, например асинхронный двигатель, то нулевой провод можно и не заводить на защитный аппарат. Достаточно просто заземлить корпус двигателя, как это требуют нормативы и законные правила эксплуатации электрооборудования. То есть получается при однофазном питании система УЗО без заземления очень даже актуальна.

Если же при трехфазной цепи на каждую из фаз будет подключена своя индивидуальная нагрузка с разными мощностями, то тогда нулевой провод нужен как для питания каждого из этих однофазных приборов, так и для защиты от пробития изоляции. Например, к трехфазной сети 380 В будет подключен:

1. пылесос (одна фаза и ноль), рассчитанный на 220 В;
2. однофазный фен на другую фазу;
3. освещение лампами 220 вольт на третью;

То здесь нулевой провод должен будет заведён непосредственно в устройство защиты.

Защитное же заземление — это уже само собой, так как его требуют правила, то есть все токопроводящие корпуса электрооборудования должны быть заземлены.

Вот такая маркировка, обозначение УЗО и его расшифровка применяется чаще всего.

Для того чтобы произвести работы по монтажу и подключению УЗО обязательно нужно отключить входной автомат, а также обеспечить защиту от включения путём вывешивания запрещающего плаката «Не включать работают люди» и закрывания электрощита, где он находится на замок. Сами работы нельзя назвать очень сложными со стороны электротехнических знаний, как показывает пpaктика понять «что такое УЗО в электрике» и для «чего нужно УЗО и зачем» может каждый. Главное, поставить УЗО правильно и грамотно его подобрать. Тогда оно надёжно защитит весь персонал или члeнов семьи от опасного действия напряжения в случае прикосновения или пробоя.