Для чего служит узо

Устройство защитного отключения для водонагревателей

При эксплуатации водонагревателей устройство защитного отключения играет важнейшую роль в обеспечении безопасности и защите человека от поражения электрическим током.

В настоящее время водонагреватели делятся на два типа по скорости нагрева воды:

накопительный водонагреватель;
проточный водонагреватель.

Каждый из этих двух типов имеет свои особенности, но важным будет энергопотребление и принцип работы с точки зрения электрики.

Зачем ставят УЗО

Схема нагрева воды напрямую влияет на количество потребляемой электроэнергии и силу электрического тока, проходящего через систему бойлера, а если водонагреватель без УЗО, то риск получения травмы при его неисправности значительно возрастает.

УЗО для водонагревателя необходимо выбирать с учетом:

Мощности водонагревательного элемента;
Силы тока в электрической сети;
Расстояния от водонагревателя до системы водопровода.

В схеме подключения водонагревателя к электросети, УЗО играет роль защиты человека от поражения электрическим током, но при этом заземление водонагревателя будет хорошим дополнительным средством защиты. Однако устанавливать бойлер без заземления специалисты настоятельно не рекомендуют.

Предназначение устройства защитного отключения просто – обесточивание замкнутой цепи электропитания при появлении короткого замыкания или утечки тока внутри этой цепи.

Обеспечивается это за счет постоянного сравнения входящего тока с током исходящим от приборов. И в том случае если величины становятся разными, происходит автоматическое обрывание сети. Это обеспечивает защиту при выходе электротока на корпус электроприборов. Однако если при поражении током человека, утечки из замкнутой цепи не происходит, УЗО не сработает, ведь сила тока не меняется, а значит утечки не обнаружено.

Выбор устройства

Выбирать УЗО на бойлер следует с учетом основных характеристик водонагревателя и электрической сети. Таким образом, при правильно подобранном УЗО, эксплуатация водонагревателя будет безопасной и надежной. Следует придерживаться следующих требований к выбору защитного устройства:

Мощность приспособления зависит от номинальной мощности электрической сети. Делятся на однофазные и двухфазные модели.
Напряжение электрической сети. Однофазные УЗО предназначены для бойлера работающего от сети с напряжением в 220 В, а трехфазные для 380 ватной сети.
Степень защиты УЗО. Рекомендуется использовать защитные устройства со степенью защиты в 30 мА. Также можно выбрать устройство на 10 мА, но в бытовой ситуации такая степень защиты не всегда необходима.
Место применения УЗО. Для более правильного выбора подходящего устройства защитного отключения применяется маркировка как буквенная, так и цифровая. Для использования УЗО в частном доме или квартире подходит аппарат с маркером С16 или С25.
Конструктивные особенности УЗО. Водонагреватель считается электроприбором с высоким энергопотреблением и поэтому лучше выбирать защитные устройства класса А. В некоторых случаях можно выбрать класс АС, но такие приспособления не всегда качественно справляются с высокими нагрузками.

Установка аппарата

Во время подключения водонагревателя к электросети монтаж устройства защитного отключения можно выполнять двумя способами, а именно:

Подключить устройство напрямую в розетку;
Подключить устройство к электрораспределительному щитку при помощи трехжильного медного кабеля.

При включении защитного устройства в розетку, важно помнить, что запитать через него можно будет только приборы с небольшой номинальной мощностью. Если подключать более мощные электроприборы, розетка начнет греться, что со временем приведет к оплавлению корпуса и соединение вилки и гнезда розетки станет менее плотным. Также важно, чтобы в розетке была система заземления. А при установке розеток в ванной комнате, нужно выбирать модель розетки с повышенной степенью защиты от влаги.

Подключение УЗО от щитка при помощи трехжильного медного провода снижает риски повреждения сети, поскольку отсутствуют вилка и розетка. Также включение и выключение бойлера будет осуществляться непосредственно автоматом. Защита человека от поражения током будет возлагаться целиком на УЗО.

УЗО для водонагревателя накопительного типа

Этот тип бойлеров обладает небольшой мощностью, а нагрев воды производит постепенный в течение определенного отрезка времени.

Нагрев воды выполняется при помощи трубчатых электронагревателей, установленных внутри бака с повышенной термоизоляцией. К сожалению, конструкция нагревательных элементов устроена так, что со временем под постоянным влиянием электрического тока, коррозии и перепадов температуры этот элемент начинает портиться.

Это приводит к тому, что вода начинает контактировать с электропроводящими деталями конструкции бойлера. В таком случае корпус водонагревателя становится под напряжением и если бойлер без заземления, человек может получить удар электрическим током.

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.

Читать еще: Плакаты и; знаки по; электробезопасности

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.

Устройство защитного отключения – назначение, принцип действия, типы, правильный выбор

Само название УЗО говорит о его назначении — Устройство Защитного Отключения. Именно оно, а конкретнее — автоматическое отключение питания должно защищать нас с Вами от поражения электрическим током при повреждении изоляции (согласно ПУЭ-7 п.1.7.51) при косвенном прикосновении. Косвенное прикосновение — это электрический контакт человека с токопроводящими частями, оказавшимися под напряжением при повреждении изоляции (например замыкание фазного провода на корпус электроплиты). Так же согласно ГОСТ 50571.3-94 устройство защитного отключения служит как дополнительная защита от электропоражения уже при прямом прикосновении к токоведущим частям. Другими словами — даже в случае прикосновения к оголенному проводу, находящемуся под опасным потенциалом — УЗО спасет нам жизнь.

Кроме защиты от электрического тока УЗО выполняет так же и противопожарные функции, поэтому п.7.1.84 ПУЭ-7 рекомендует применять УЗО для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части. Дело в том, что мощности электрической дуги всего в 40-50 ватт уже бывает достаточно для возгорания некоторых строительных материалов. И возникает такая дуга именно при ухудшении изоляции проводов и кабелей электропроводки зданий, когда, если говорить простым языком — «электрический ток идет не туда куда надо». То есть не только по замкнутой электрической цепи от источника — к нагрузке, но еще и «ответвляется» в сторону на корпуса электроприборов или заземленные части. В этом случае УЗО — единственное эффективное средство способное почувствовать утечку тока и как следствие — появление пожароопасной электродуги и обесточить опасный участок.

Вкратце можно подытожить: назначение УЗО — защищать человека и его имущество от неприятностей, которые могут возникнуть при ухудшении изоляции токоведущих частей (например — может возникнуть пожар) и УЗО это современное, высокоэффективное средство от электротравматизма. В современных условиях применение УЗО позволяет обеспечить электробезопасность действием защиты — автоматического отключения источника питания.

Многие даже и не догадываются, что УЗО изобрели еще в прошлом веке, а именно – 8 апреля 1928 года был получен патент за номером 552 678 на первое в мире устройство защиты от поражения человека электрическим током. Патент выдан германской фирме «RWE». С тех пор УЗО получило широкое распространение в европейских странах и Америке, у нас же такие устройства стали применяться значительно позже. Принцип работы УЗО кардинальным образом отличается от работы автоматического выключателя и заключается вреагировании на появление разностного тока. Для сравнения возьмем однофазный однополюсный автоматический выключатель и однофазное УЗО. Так вот, если автомат можно включить только в фазный провод эл. цепи нагрузки, а нулевой рабочий провод будет подключен напрямую, то УЗО так подключить не получится.

Для этого потребуется обязательно оба провода питания — и фазный и нулевой рабочий. При этом УЗО сравнивает, что бы по фазному проводу на нагрузку ушло электроэнергии столько же, сколько вернется обратно по нулевому рабочему проводу. Если происходит утечка электрического тока, появляется разностный ток, УЗО сразу реагирует и отключает нагрузку.

Есть и трехфазные УЗО, но принцип работы у них точно такой же, отличаются они от однофазных только количеством полюсов (четыре полюса) и тем, что сквозь ТТНП проходит не два проводника, а четыре — три фазы и рабочий ноль.

Трехфазное УЗО

Рассмотрим устройство и принцип работы УЗО более подробно. Устройство защитного отключения состоит из:

Дифференциального трансформатора тока, который в свою очередь состоит из тороидального магнитопровода, первичной и вторичной обмоток.
Пусковой орган (электромеханическое реле или электронная схема у электронных УЗО).
Исполнительный механизм, состоящий из механизма привода, спускового механизма и силовых контактов.
Цепь тестирования — кнопка, резистор, защитный контакт. Эта цепь необходима для проверки работоспособности УЗО в процессе эксплуатации. При нажатии на кнопку «Тест» через резистор искусственно создается отключающий дифференциальный ток и УЗО должно отключиться — разомкнуть силовые контакты.

Основной элемент УЗО — это реагирующий на разностный ток дифференциальный трансформатор тока или еще его называют трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП). У электромеханических УЗО ТТНП представляет из себя тороидальный магнитопровод с намотанной вторичной обмоткой. В качестве первичной обмотки выступают фазные и нулевые провода, подключенные на нагрузку и проходящие обязательно сквозь магнитопровод.

Принцип УЗО

В магнитопроводе от каждого проходящего сквозь него проводника (фазного и нулевого) наводится свой магнитный поток (ФL и ФN см.рисунок), эти наводящиеся магнитные потоки направлены навстречу друг другу и взаимно компенсируются, общий магнитный поток Фобщ. равен нулю, поэтому во вторичной обмотке в итоге электрический ток не наводится и срабатывания УЗО не происходит. Как только появляется ток утечки — например, из-за повреждения изоляции, значение электрического тока по одному из проходящих через УЗО проводов становится больше, магнитный поток от этого провода так же увеличивается и между двумя магнитными потоками появляется некоторая разность, то есть потоки уже не компенсируются друг другом, и этой разности хватает, что бы во вторичной обмотке ТТНП за счет взаимоиндукции навёлся электрический ток Iдиф. определенного значения. И когда значение этого вторичного тока Iдиф. достигнет определенных пределов — происходит срабатывание электромеханического реле Р прямого действия и УЗО с помощью механизма привода – размыкает силовые контакты. У электронных УЗО процесс работы аналогичен с той лишь разницей, что вторичная обмотка дифференциального трансформатора подключена к электронной схеме и уже сама электроника управляет механизмом привода. Тут следует отметить большой недостаток электронных УЗО — для их работы требуется напряжение питания (для электронной схемы).

Различные типы УЗО делятся по следующим основным техническим параметрам:

Номинальному отключающему дифференциальному току IDn: 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА
По назначению: а) обычное УЗО — выключатель дифференциального тока (ВДТ) б) комбинированное УЗО — автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ), по сути это УЗО и автоматический выключатель в одном корпусе, то есть АВДТ так же защищает нагрузку от токов перегрузки и короткого замыкания и имеет в своем устройстве тепловой и электромагнитный расцепитель. В свою очередь АВДТ подразделяются, так же как и автоматические выключатели, по характеристике расцепителя — В, С и D.
Электромеханические и электронные. Самые надежные УЗО — электромеханического типа, это уже подтверждено многолетней практикой применения.
Стационарные и мобильные. Стационарные устанавливаются в различных щитах и сборках, а мобильные — применяются для переносных электроустройств для шнурового соединения.
По определению формы волны электрического тока, на который реагирует УЗО:
- АС — УЗО реагирует только на переменный синусоидальный разностный ток, медленно нарастающий или возникающий толчком.
- А — реагирует как на синусоидальный, так и на пульсирующий постоянный (выпрямленный) разностный ток. Именно такое УЗО сейчас надо устанавливать в офисах, квартирах и производственных помещениях, так как из-за использования компьютеров, телевизоров и другой офисной техники, имеющих импульсные блоки питания, а так же безтрансформаторные схемы питания — в случае утечки тока появляется именно пульсирующий разностный ток, на который не реагирует УЗО типа АС.
- В — реагирует на синусоидальный, пульсирующий постоянный, пульсирующий постоянный с наложенной сглаженной пульсацией постоянного тока от 6мА, медленно нарастающие или возникающие толчком. УЗО этого типа очень чувствительны к току утечки широкого спектра частот в диапазоне от практически нуля до 1МГц. Применяются такие УЗО в схемах с инверторами, частотными преобразователями и источниками бесперебойного питания.
По выдержке времени на отключение: обычные — без выдержки времени и селективные – тип S или G с выдержкой времени срабатывания.

Более подробно с параметрами, типами и требованиями к УЗО можно ознакомиться в ГОСТ Р 50807-95, ГОСТ Р 51326.1-99 и ГОСТ Р 51327.1-99

Выбор УЗО

Отметим самые важные условия выбора УЗО. Технические характеристики УЗО должны соответствовать параметрам электрической сети и нагрузке, к которой подключается УЗО. Например, если УЗО рассчитано на напряжение сети до 240В переменного тока, то естественно его нельзя применять при 380В:

В зависимости от нагрузки УЗО выбирается по номинальному току силовых контактов. Конечно глупо будет выбирать УЗО с ном. током в 25А например на электрокотел с током 40А, в этом случае силовые контакты УЗО просто не выдержат перегрузки и разрушатся. В этом примере правильно будет выбрать УЗО на 63А, то есть на одну ступень выше номинального тока нагрузки, а перед УЗО установить автоматический выключатель на 40А — для защиты УЗО от перегрузки. В любом случае если последовательно в УЗО установлен автоматический выключатель для защиты УЗО, то по номинальному току УЗО должно быть как минимум на одну ступень выше. Естественно это относится только к обычным УЗО — (ВДТ), если УЗО комбинированное (АВДТ) то дополнительно защищать его от перегрузки и токов КЗ не требуется.

Следующее условие выбора УЗО — по дифференциальному отключающему току. Здесь выбирается требуемый параметр – 10, 30 мА или выше. Следует учитывать важную деталь: в целях электробезопасности применяют УЗО до 30 мА. В целях пожарной безопасности – с диф. током от 100мА и выше.

Выбор по времени срабатывания (селективности) — нужен например, если последовательно установлены несколько УЗО. Например — вводное УЗО и после него идут групповые УЗО. Если все УЗО на 30мА то при утечке тока может отключиться вводное УЗО и полностью обесточить объект. Что бы этого не произошло, устанавливают на вводе селективное УЗО с буквой (S или G) и тогда сначала отключаются групповые УЗО, а неповрежденные участки электросети остаются включенными. К сожалению, в рамках одной статьи невозможно полностью осветить выбор УЗО, поэтому здесь указаны только самые важные пункты, по которым выбирается устройство защитного отключения.

Читать еще: Распределительный щит для электропроводки

Оставляйте Ваши вопросы и комментарии и, конечно же — обращайтесь к нам, получите оптимальные решения для Вас и Вашего бизнеса по технологии ПССГ®!

Устройства защитного отключения (УЗО)

Устройство защитного отключения (УЗО) — аппарат, который служит для размыкания контактов при достижении дифференциальным током заданного значения. Представляет собой совокупность элементов для обнаружения и измерения дифференциального тока и элементов для размыкания/замыкания электрической цепи.

Основное предназначение УЗО — защита от поражения электрическим током. Повреждение изоляции и некачественные соединения могут привести не только к поражению человека током при прикосновении к токоведущим частям, но и к возникновению пожара. Чтобы не допустить этого, на электроустановках должны быть установлены устройства защитного отключения.

Принцип действия УЗО

Для распознавания утечки, УЗО непрерывно сравнивает значение тока, протекающего к прибору, со значением тока, протекающего от прибора. При появлении разницы между токами на входе и на выходе, фиксируется утечка. Поскольку устройство управляется дифференциальным током, его также называют УЗО-Д.

Основные параметры, которые фиксирует УЗО:

Номинальный ток
Кол-во полюсов
Дифференциальный ток срабатывания
Тип тока утечки — Синусоидальный и Пульсирующий

Если значение разности токов достигает 30 мА (опасный ток для жизни человека), УЗО автоматически отключает напряжение. Поскольку время срабатывания устройства очень мало, ток не успевает причинить вреда человеку.

УЗО производства HYUNDAI

Компания «КИП Самара» осуществляет продажу устройств защитного отключения производства HYUNDAI серий HiRC, HiRO, HiRD и HiSD. УЗО−Д серий HiRO и HiRD представляют собой комбинацию устройства защитного отключения, управляемого дифференциальным током (УЗО−Д) и автоматического выключателя, объединенную в одном корпусе. Выключатели серии HiSD нагрузки выполняют функцию разъединителя.

Что такое УЗО и как оно работает?

Назначение
Устройство и принцип действия
Область применения

Назначение

Сперва рассмотрим, какое назначение устройства защитного отключения (на фото ниже вы можете ознакомиться с его внешним видом). Ток утечки возникает в случае нарушения целостности изоляции кабеля одной из линии электропроводки либо в случае повреждения конструктивных элементов в бытовом электроприборе. Утечка может привести к возгоранию электропроводки или эксплуатируемого бытового электроприбора, а также к поражению электричеством в процессе эксплуатации поврежденного электроприбора или неисправной электропроводки.

УЗО в случае возникновения нежелательной утечки за доли секунды производит отключение поврежденного участка электропроводки или поврежденного электроприбора, чем защищает людей от поражения электричеством и предотвращает возникновение пожара.

Очень часто задают вопрос о том, чем отличается дифавтомат от УЗО. Отличие первого в том, что данный защитный аппарат, помимо защиты от утечки электричества (функции УЗО), дополнительно имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания, то есть выполняет функции автоматического выключателя. Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтоков, поэтому помимо него для реализации защиты в электрических сетях устанавливают автоматические выключатели.

Устройство и принцип действия

Рассмотрим конструкцию устройства защитного отключения, и как оно работает. Основные конструктивные элементы УЗО — дифференциальный трансформатор, осуществляющий измерение тока утечки, пусковой орган, осуществляющий воздействие на механизм отключения и непосредственно сам механизм расцепления силовых контактов.

Принцип работы УЗО в однофазной сети следующий. Дифференциальный трансформатор однофазного устройства защиты имеет три обмотки, одна из которых подключается к нулевому проводнику, вторая к фазному, а третья служит для фиксации разностного тока. Первая и вторая обмотки подключаются таким образом, что токи в них являются противоположными по направлению. Они в нормальном режиме работы электрической сети равны и наводят в магнитопроводе трансформатора магнитные потоки, которые направлены друг к другу встречно. Суммарный магнитный поток в данном случае равен нулю и соответственно в третьей обмотке отсутствует ток.

В случае возникновения повреждения электроприбора и появления на его корпусе фазного напряжения, при прикосновении к металлическому корпусу оборудования, человек попадет под действие утечки электричества, которое будет протекать через его тело на землю либо на другие токопроводящие элементы, имеющие другой потенциал. В данном случае токи в двух обмотках дифференциального трансформатора УЗО будут отличаться, и соответственно в магнитопроводе будут наводиться разные по величине магнитные потоки. В свою очередь результирующий магнитный поток будет отличен от нуля и наведет в третьей некоторое значение тока — так называемого дифференциального. Если он достигнет порога срабатывания, то устройство сработает. Основные причины срабатывания УЗО мы описали в отдельной статье.

Подробнее о том, как работает УЗО и из чего оно состоит, рассказывается на видео уроках:

Хотите узнать, как работает устройство защитного отключения в трехфазной сети? Принцип действия схожий с однофазным аппаратом. Тот же дифференциальный трансформатор, но он уже осуществляет сравнение не одной, а трех фаз и нулевого провода. То есть в трехфазном защитном аппарате (3P+N) пять обмоток — три обмотки фазных проводников, обмотка нулевого проводника и вторичная обмотка, посредством которой фиксируется наличие утечки.

Помимо вышеприведенных конструктивных элементов обязательным элементом устройства защитного отключения является проверочный механизм, который представляет собой резистор, подключенный через кнопку “TEST” к одной из обмоток дифференциального трансформатора. При нажатии на данную кнопку резистор подключается к обмотке, чем создается разностный ток и соответственно на выходе вторичной третьей обмотки он появляется и происходит, по сути, имитация наличия утечки. Срабатывание устройства защитного отключения свидетельствует о его исправном состоянии.

Ниже приведем условное обозначение УЗО на схеме:

Область применения

Устройство защитного отключения применяется для защиты от утечек тока в однофазных и трехфазных электропроводках различного назначения. В домашней электропроводке УЗО должно в обязательном порядке быть установлено для защиты наиболее опасных с точки зрения электробезопасности бытовых электроприборов. Тех электроприборов, при эксплуатации которых происходит соприкосновение с металлическими частями корпуса непосредственно либо через воду или другие предметы. В первую очередь это электрическая печь, стиральная машина, водонагреватель, посудомоечная машина и др.

Как и любое электротехническое устройство, УЗО может в любой момент выйти из строя, поэтому помимо защиты отходящих линий необходимо установить данный аппарат на вводе домашней электропроводки. В данном случае АВДТ будет не только резервировать защитные аппараты отдельных линий проводки, но и выполнять противопожарную функцию, осуществляя защиту всей домашней электропроводки от возгораний.

Вот и все, что хотелось рассказать вам о том, какая конструкция, назначение и принцип работы УЗО. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться с тем, как выглядит и работает данный модульный аппарат, а также для чего применяется.

Наверняка вы не знаете:

4. Технические способы защиты от поражения электрическим током

Назначение защитного отключения — обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.

Область применения: электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали.

Наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (устав-кой). Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.

Все УЗО по виду входного сигнала классифицируют на несколько типов (рис. 4.11).

Рис.4.11. Классификация УЗО по виду входного сигнала

Кроме того УЗО могут классифицироваться по другим критериям, например, по конструктивному исполнению.

Основными элементами любого устройства защитного отключения являются датчик, преобразователь и исполнительный орган.

Основными параметрами, по которым подбирается то или иное УЗО являются: номинальный ток нагрузки т.е. рабочий ток электроустановки, который протекает через нормально замкнутые контакты УЗО в дежурном режиме; номинальное напряжение; уставка; время срабатывания устройства.

Рассмотрим более подробно УЗО, реагирующее на потенциал корпуса относительно земли, предназначенное для обеспечения безопасности при возникновении на заземленном (или зануленном) корпусе электроустановки повышенного потенциала. Датчиком в этом устройстве (рис.4.12) служит реле Р, обмотка которого включена между корпусом электроустановки и вспомогательным заземлителем R _в. Электроды вспомогательного заземлителя R _в располагаются вне зоны растекания токов заземлителя R _з .

Рис.4.12. Схема УЗО, реагирующего на потенциал корпуса

При замыкании на корпус защитное заземление R _з снизит потенциал корпуса относительно земли до величины j _з =I _з R _з. Если по каким-либо причинам окажется, что j _{з >} j _здоп , где j _здоп — потенциал корпуса, при котором напряжение прикосновения не превышает допустимого, то срабатывает реле Р, которое своими контактами замкнет цепь питания катушки коммутационного аппарата и произойдет отключение поврежденной электроустановки от сети.

Фактически данный тип УЗО дублирует защитные свойства заземления или зануления и применяется в качестве дополнительной защиты, повышая надежность заземления или зануления.

Данный тип УЗО может применяться в сетях с любым режимом нейтрали, когда заземление или зануление неэффективно .

УЗО, реагирующее на дифференциальный (остаточный) ток, находят широкое применение во всех отраслях промышленности. Характерной их особенностью является многофункциональность. Такие УЗО могут осуществлять защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении, при косвенном прикосновении, при несимметричном снижении изоляции проводов относительно земли в зоне защиты устройства, при замыканиях на землю и в других ситуациях.

Принцип действия УЗО дифференциального типа заключается в том, что оно постоянно контролирует дифференциальный ток и сравнивает его с уставкой. При превышении значения дифференциального тока уставки УЗО срабатывает и отключает аварийный потребитель электроэнергии от сети. Входным сигналом для трехфазных УЗО является ток нулевой последовательности. Входной сигнал УЗО функционально связан с током, протекающим через тело человека I_h.

Читать еще: Уравнивания потенциалов

Область применения УЗО дифференциального типа – сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ (система TN — S).

Схема включения УЗО, реагирующего на дифференциальный ток в сети с заземленной нейтралью типа TN — S представлена на рис 4.13.

Рис.4.13. Схема подключения к сети УЗО (система TN – S ), реагирующего на дифференциальный ток

Датчиком такого устройства является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), на выходных обмотках которого формируется сигнал, пропорциональный току через тело человека I_h . Преобразователь УЗО (П) сравнивает значение входного сигнала с уставкой, значение которой определяется допустимым током через человека, усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для управления исполнительным органом (ИО). Исполнительный орган, например, контактор, отключает электроустановку от сети в случае возникновения опасности поражения электрическим током в зоне защиты УЗО.

По условиям функционирования дифференциальные УЗО подразделяются на следующие типы: АС, А, В, S, G.

УЗО типа АС – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно, либо медленно возрастающий.

УЗО типа А – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно, либо медленно возрастающие.

УЗО типа В – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.

УЗО типа S – устройство защитного отключения, селективное (с выдержкой времени отключения).

УЗО типа G – то же, что и типа S ,но с меньшей выдержкой времени

Конструктивно дифференциальные УЗО разделяются на два типа:

Электромеханические УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания. Источником энергии, необходимой для функционирования таких УЗО – выполнения защитных функций, включая операцию отключения, является сам входной сигнал – дифференциальный ток, на который оно реагирует.

Электронные УЗО, функционально зависящие от напряжения питания. Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника.

Уставка (дифференциальный отключающий ток);
Время срабатывания;
Ток нагрузки;
Напряжение питания.

В настоящее время отечественной промышленностью выпускается целый ряд УЗО различного назначения. Кроме того, широко используются УЗО известных зарубежных фирм, таких как Siemens, ABB, GE Power, ABL Sursum, Hager, AEG, Baco, Legrand, Merlin-Gerin, Circutor и др.

Применение УЗО должно осуществляться в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) (Седьмое издание).

Устройство защитного отключения (Часть 2). Работа и устройство

Продолжаем обзор устройств защитного отключения или УЗО автомат. В этой части рассмотрим работу, устройство, параметры и особенности его подключения.

Устройство и работа

Устройство защитного отключения реагирует на малейшие утечки тока, происходящие за короткий промежуток времени. Это является их существенным отличием от автоматических выключателей, действующих только при коротких замыканиях и чрезмерных нагрузках, имеющих повышенную токовую характеристику работы. УЗО реагирует и срабатывает мгновенно при малейшей токовой утечке.

Любое УЗО автомат играет роль быстродействующего выключателя. Принцип действия УЗО заключается в реагировании датчика тока на изменение дифференциального тока, проходящего в проводниках, по которым подается электроэнергия к потребителю, который защищает это защитное устройство. Датчиком тока является дифференциальный трансформатор, намотанный на тороидальный сердечник.

Для выявления порога срабатывания защиты, имеющей некоторое значение тока, используется магнитоэлектрическое реле, обладающее высокой чувствительностью. Релейные конструкции считаются наиболее надежными. Сегодня становятся популярными электронные модели устройств защиты, в которых порог срабатывания определяет электронная схема.

Но простые релейные устройства являются наиболее надежными. Исполнительное устройство приводится в работу посредством реле. В итоге выполняется разрыв цепи питания.

Такой механизм включает в себя две основные части:

Группа контактов, рассчитанная на наибольший ток.
Пружинный привод, способный разорвать цепь питания в случае аварии.

Для проверки работоспособности защиты внутри имеется тестовая цепь, которая имитирует утечку тока. Это способствует срабатыванию защиты и позволяет время от времени контролировать ее работоспособность, не прибегая к помощи квалифицированных специалистов из измерительной лаборатории.

Устройство защитного отключения действует по определенной схеме. Рассмотрим работу системы снабжения электроэнергией при отсутствии утечки тока в нормальном режиме. Рабочий ток протекает по трансформатору и наводит магнитные потоки, которые имеют противоположное направление между собой, и одинаковых по размеру, поэтому защита не срабатывает.

При возникновении малейшей утечки баланс токов первичной обмотки нарушается, вследствие чего возникает ток во вторичной обмотке.

С помощью такого тока пороговый датчик срабатывает, а исполнительное устройство обесточивает контрольную цепь.

1 — Дифференциальный трансформатор
2 — Вторичная обмотка
3 — Блок отключения
4 — Электромагнит
5 — Нагрузка (потребитель)
I — Ток утечки

УЗО автомат изготавливают в пластиковом корпусе, обладающем повышенной устойчивостью к горению. На его задней стенке есть специальный паз и защелка для монтажа на DIN-рейку в распределительном щите. Кроме вышеперечисленных элементов, в корпусе имеется дугогасительная камера, которая способна нейтрализовать электрическую дугу. Для удобства подключения электропроводки применяются специальные крепежные зажимы.

Параметры работы УЗО автомат

Чтобы правильно настроить уставку на срабатывание защиты, необходимо знать об опасности, создаваемой переменным током для здоровья человека. Под действием электрического тока может возникнуть фибрилляция сердечной мышцы, в то время, как удары сердца совпадают с частотой напряжения 50 герц. Такой эффект способен вызвать ток величиной от 100 мА.

В связи с этим обстоятельством уставки срабатывания УЗО настраивают с запасом величиной от 10 до 30 мА. Наименьшие значения применяются в комнатах с высокой опасностью. Уставки с более высокими показателями от 300 миллиампер используются в помещениях для защиты от пожара вследствие неисправностей электрической проводки и кабелей питания.

Во время подбора и расчета параметров защиты необходимо учитывать номинальную величину тока, необходимую чувствительность и число полюсов, согласно фаз сети питания. Необходимо также убедиться в степени термоустойчивости устройства защиты, работоспособности отключения и включения, руководствуясь сетевыми расчетными параметрами.

Величина тока по номиналу для устройства защиты должно превышать величину номинального тока электрического автомата в виде автоматического выключателя. Это даст возможность предостеречь УЗО автомат от неисправностей при коротком замыкании в электрической цепи.

Правильное подключение

Клеммы и контакты на корпусе устройства защиты обозначены соответствующими символами. Маркировка N служит для нулевого проводника, L служит для проводника фазы. Поэтому провода нужно подключать согласно маркировки.

Также, не следует забывать определенное положение выхода и входа. Замена их местами запрещается. Вход расположен вверху устройства защиты. К входу подключается кабель питания, приходящий от вводного автомата. В нижней части устройства защиты находится выход, к которому подключается кабель потребителя нагрузки. В случае ошибочного подключения и путаницы между входом и выходом, могут возникнуть ложные срабатывания УЗО, либо оно совсем не будет функционировать.

Установка УЗО автомат выполняется чаще всего в электрический щит совместно с автоматическими выключателями. В результате, устройства и приборы, подключенные совместно, обеспечат защиту от тока утечки, чрезмерной нагрузки и коротких замыканий. Непосредственно само устройство защитного отключения защищено вводным электрическим автоматом.

Существуют некоторые особенности подключения УЗО для частного дома или квартиры. В больших частных строениях схема подключения устройств защиты имеет свои отличия от квартирной схемы, и специфические особенности. В этом случае подключение приборов выполняется в следующем порядке: автомат ввода – счетчик электроэнергии – УЗО с селективным действием на 100-300 миллиампер – автоматы для отдельных видов нагрузки – УЗО на ток 10-30 миллиампер на отдельные группы нагрузки.

Для квартир с применением однофазной бытовой сети, порядок подключения УЗО имеет свою последовательность: автомат ввода – счетчик расхода электрической энергии – непосредственно устройство защиты с током утечки 30 миллиампер – общая электрическая питающая сеть. Для мощных потребителей нагрузки целесообразно применять отдельные линии кабелей с подключением собственных устройств защиты.

Какое необходимо количество

Разобраться самостоятельно, какое необходимо число устройств защитного отключения, довольно трудно. Если вы решили применить такое устройство в собственном жилом помещении, то лучше всего для такого дела вызвать квалифицированного специалиста.

Грубо можно посчитать следующим образом. Если в вашем владении небольшая однокомнатная квартира, то вполне должно хватить одного устройства защиты. А если ваша квартира большая, состоящая из трех или четырех комнат, то целесообразно будет подключить пять устройств защитного отключения.

Еще следует добавить по одному устройству на:

Бойлерный нагреватель (при наличии).
Варочную панель электрической плиты.
Освещение в целом.

Плюс ко всему, необходимо добавить еще одно устройство защиты на общий вход в распределительном щите. Это входное устройство подключается с условием, что оно будет срабатывать на ток утечки величиной 300 миллиампер.

Перед подключением УЗО, необходимо все взвесить и проанализировать целесообразность его установки. Если в квартире или доме электропроводка старая, то УЗО автомат будет без всякой причины постоянно срабатывать и обесточивать сеть, так как качество старой изоляции низкое. Это будет особенно проявляться при большой нагруженности сети.

В таких случаях целесообразно применять специальные розетки, в которых уже встроены миниатюрные УЗО. Их устанавливают чаще всего в местах с предполагаемой утечкой тока.

Во время ремонтных работ в квартире, при замене электрической проводки с простой схемой целесообразно подключить только дифференциальный автомат. Если в вашем доме сложная разветвленная сеть, то рекомендуется использовать несколько отдельных УЗО с автоматами на отдельные группы потребителей. Если отдельная сеть малой мощности потребления, то можно обойтись без дифавтомата, установив только одно УЗО.

В современных квартирах все больше становится бытовых электрических устройств. Вследствие этого возрастает вероятность тока утечки, который часто становится причиной несчастных случаев поражения человека током. Непосредственно ток утечки имеет незначительную величину, и вряд ли сможет привести к смерти человека, однако он доставляет немало неприятностей для его здоровья. Поэтому нельзя пренебрегать установкой УЗО в своей квартире или доме.

0 0 голоса

Рейтинг статьи