Устройство защитного отключения (УЗО) – что это такое, для чего нужно и как подключить

Устройства защитного отключения недавно вошли в широкий обиход, что обусловлено возросшим количеством бытовых приборов. Но не всегда у жильцов есть желание подключать всю квартиру к этому оборудованию из-за возможного ложного срабатывания.

Именно поэтому популярна обычная розетка с УЗО, в которую можно подключить лишь один потенциально опасный прибор: стиральную машинку, душевую кабинку, посудомойку. Все о принципе работы, конструктивных особенностях и видах прибора защиты вы узнаете из предложенной нами статьи. У нас найдете ценные советы по установке.

Что такое УЗО?

УЗО (устройство защитного отключения)
— это коммутационный аппарат для защиты электрической цепи от токов утечки. В отличии от автоматического выключателя, защищающего проводку от короткого замыкания и значительных перегрузок, это устройство срабатывает только при возникновении токов утечки.

Утечки

в бытовой электросети могут быть связаны с касанием человека токопроводящих элементов (например, в электроприборе, розетке) и металлических корпусов приборов, попавших под действие напряжения из-за повреждения. Также они могут быть вызваны нарушением изоляции электропроводки, в том числе из-за нагрева вследствие неправильно рассчитанной нагрузки и некачественно выполненного монтажа. Относительно небольшие токи утечки могут привести к серьезным последствиям. В первом случае это может вызвать удар человека электрическим током, во втором — возгорание проводки. Устройство защитного отключения при возникновении утечки выше установленного для него предела, позволяет
за доли секунды
отключить опасный участок и предотвратить этим поражение человека электричеством или избежать пожара. Для защиты от поражения электрическим током применяются устройства, срабатывающие при дифференциальных токах (токах утечки) выше значений 6, 10, 30 мА:

1. Для частного дома или квартиры выбирают УЗО со значением 30 мА
   (для групп розеток или освещения).
2. ВДТ с дифференциальными токами 6 и 10 мА
   применяются для защиты отдельных потребителей (например, стиральная, посудомоечная машина и т.д.) и помещений с повышенной опасностью.

Для защиты от пожара при возможных нарушениях изоляции в электропроводке применяются выключатели дифференциального тока со значениями 100, 300 и 500 мА.

Актуальность электророзеток с УЗО

Более 40% пожаров возникает из-за неисправной электропроводки, тысячи людей в год гибнут в домашних условиях от поражения током. Эти печальные случаи могли бы не произойти, если бы электрическая цепь была под контролем УЗО — устройство защитного отключения.

Это устройство мониторит разницу между токами нуля и фазы, и в случае их существенного отличия отключает электропитание нагрузки.

Порог тока для неотпускания провода мышцами человека составляет 10 мА, поэтому розетка с УЗО должна обеспечивать четкое определение его уровня и срабатывание защиты. Автоматика устройства рассчитана таким образом, что при касании оголенного провода под напряжением человек даже не успевает ощутить удар током – устройство отключает электропитание практически мгновенно.

При установке УЗО в доме нужно быть уверенным в отсутствии утечек тока внутри стен, иначе устройство просто не будет включаться

Пробой неисправной проводки внутри стен может длительное время быть невидимым и не приводить к пожароопасной ситуации. Но со временем изоляция провода истончается и ток увеличивается, что может стать причиной пожара. УЗО определяет проблему задолго до нагрева кабеля и отключает его от сети.

При скрытом пробое изоляции внутри стен страдает и кошелек пользователя. Ведь фактически электроэнергия расходуется на нагрев бетонных плит и штукатурки. Поэтому установка УЗО является отличным способом повысить электробезопасность жилья и его жителей, а также предупредить излишние затраты на оплату света.

Устройство и принцип работы УЗО

Давайте рассмотрим устройство и принцип действия УЗО. Основной рабочий элемент прибора — встроенный дифференциальный трансформатор
, сравнивающий значение тока в проводнике по направлению к нагрузке со значением, возвращаемым в сеть. В нормальном состоянии эти значения равны и суммарный магнитный поток через магнитопровод трансформатора равен нулю. При касании токоведущих частей цепи человеком часть тока будет уходить через его тело на землю и ток, возвращаемый в сеть по нулевому проводнику, будет меньше поступающего по фазному проводнику. В результате этого суммарный магнитный поток, уже не равный нулю, индуцирует во вторичной обмотке трансформатора дифференциальный ток, приводящий к срабатыванию реле и отключению, таким образом, основной контактной группы УЗО. То же самое происходит при утечке на землю в результате плохой изоляции проводки. Кроме дифференциального трансформатора, УЗО содержит контрольное магнитоэлектрическое реле, соленоид управления основными контактами и элементы диагностики.

Конструктивные особенности

По принципу функционирования и построению УЗО и розетки с защитным обесточиванием практически идентичны. Основной элемент изделия — измерительный трансформатор, при помощи которого происходит вычисление разности токов на нулевом и фазном проводах.

Таким образом, после коммутации стиралки или водонагревателя через розетку с УЗО, питание на оборудование будет подаваться при условии, что разница токов не превышает заданного порогового значения. Данный параметр принято называть дифференциальным током (отсюда название «дифференциальные автоматы»). Он указывается в паспорте изделия и на корпусе розетки.

Маркировка, основные характеристики УЗО

Чтобы не спутать УЗО с другими близкими устройствами (автоматическими выключателями и дифавтоматами), остановимся на их маркировке. К тому же, знание маркировки поможет правильно выбрать и подключить УЗО. Маркировка УЗО содержит схему подключения и основные параметры выбора: номинальный ток (А), дифференциальный ток (мА), рабочее напряжение (В), условный предельный ток короткого замыкания (А). В таблице представлено более детальное описание основных характеристик УЗО и прочих обозначений, которые могут приводить производители в технической документации.

Устройство автомата защиты дома

1. Тороидальный сердечник, изготовленный из феррита определенной марки.
2. Две первичные катушки (в однофазном УЗО), изготовленные из медного провода сечением не ниже номинального по току нагрузки.
3. Одна вторичная катушка из более тонкого провода и с большим количеством витков.
4. Исполнительный механизм, предназначенный для отключения силовых контактов в случае утечки тока на землю.
5. Тестовая кнопка с сопротивлением, необходимая для проверки УЗО на работоспособность, при нажатии, на которую меняются токи в фазной и нулевой катушке, что приводит к срабатыванию механизма отключения, усилитель тока (в УЗО с электронным управлением).
6. Корпус устройства.

Принцип работы УЗО без заземления

По большому счету, заземляющий проводник для работы ему не нужен, так как используется фаза и рабочий ноль. Эти два проводника проходят через своеобразный трансформатор тока с обмоткой управления.

Эти мизерные изменения фиксирует катушка управления и передает на реле, которое в свою очередь, приводит в действие расцепительный механизм и отключает линию от электропитания.

Мнение эксперта

It-Technology, Cпециалист по электроэнергетике и электронике

Задавайте вопросы «Специалисту по модернизации систем энергогенерации»

Чем отличается УЗО от автомата: основные признаки, установка и подключение Обеспечивает защиту при утечке как на переменном, так и импульсном токе современные телевизоры, блоки питания, компьютеры и т. Спрашивайте, я на связи!

Типы УЗО, разновидности

Существует довольно большой выбор моделей устройств защитного отключения с различными техническими характеристиками. Для ориентирования в их многообразии, и чтобы понять какое устройство лучше подходит для конкретной ситуации, рассмотрим основные типы УЗО. По своей конструкции УЗО могут быть электромеханическими или электронными:

• Электронные
  имеют в схеме усилитель, которые требует подачи питания. В случае отгорания нуля на входе усилитель остается без питания и устройство не будет реагировать на возможную утечку;
• Электромеханические
  (лишённые этого недостатка) как правило надежнее, но дороже.

По роду утечки тока
выделяют три вида УЗО. Разница между устройствами отображена на изображении ниже. Различаются устройства защитного отключения еще и
предельным значением тока короткого замыкания
(обычно 4,5 кА, 6 кА или 10 кА). Существует классификация по скорости реакции, скорости срабатывания:

• обычные без выдержки времени, общего применения — G (в диапазоне 20-40 мс),
• селективные УЗО типа S — с выдержкой времени (в диапазоне 150-500 мс)

По количеству подключенных полюсов модели делятся на двухполюсные и четырехполюсные. Напомним, что устройство защитного отключения не защищает
цепи нагрузки от сверхтоков короткого замыкания и перегрузки, т.к. для этой цели предназначены автоматические выключатели и дифференциальные автоматические выключатели.

Достоинства и недостатки

Для начала перечислим основные достоинства розеток со встроенным устройством защитного обесточивания:

1. Максимально простая и нетрудоемкая установка. Нет потребности вносить изменения в схему электрической проводки дома.
2. После технически правильного монтажа одного защитного изделия повышается безопасность при эксплуатации нескольких бытовых приборов, подключенных в розетки данного шлейфа.
3. После срабатывания автоматики можно будет определить, на каком оборудовании повреждена электрическая изоляция.
4. Для проверки исправности защитной автоматики достаточно воспользоваться встроенной функцией диагностики, нажав на кнопку «Тест».

Главными недостатками оборудования считаются следующие:

1. Для монтажа большинства розеток с УЗО требуется размещение глубоких коробок.
2. Демонтаж розеточной коробки может привести к разрушению облицовки стены в месте, где установлена розетка.
3. Высокая стоимость качественных изделий. Особенно хорошо видна разница при покупке розетки с УЗО и классом защиты не ниже IP.

Чем отличается УЗО от дифавтомата?

УЗО
– это устройство, которое разрывает цепь при возникновении тока утечки.
Дифавтомат
— это комбинированное устройство, которое защищает сеть от тока перегрузки и человека от тока утечки. Таким образом, простыми словами, УЗО отличается от дифавтомата тем, что является более узкоспециализированным устройством и не защищает сеть от коротких замыканий и перегрузок. Для того чтобы
визуально
отличить УЗО от дифавтомата, необходимо обратить внимание на корпус устройств – если на обозначении перед номиналом тока стоит буква, обозначающая характеристику срабатывания автоматического выключателя (например, B или С), то это дифавтомат. Если никакой буквы перед обозначением номинала нет, то это УЗО. Важно помнить – из-за того, что УЗО не обеспечивает защиту от токов короткого замыкания и перегрузок, это устройство надо использовать как дополнительную защиту, при обязательной установке автоматического выключателя.

Особенности выбора УЗО, подключенного к водонагревателю

В бытовых условиях используются накопительные и проточные электрические водонагреватели. Использование прибора, наряду с автоматом предохраняет технику от утечки тока или возникновения возгорания. УЗО для водонагревателя устанавливают непосредственно перед самим прибором, и через него проходит электрическая энергия, питающая технику. В случаях утечки тока устройство улавливает изменения и автоматически отключает систему питания. Для этого прибор оборудован специальными датчиками и переключателями.

Согласно требованиям безопасности УЗО, установленное на водонагреватель необходимо дополнить заземлением. Также для предохранения техники от перегрУЗОк или коротких замыканий, бойлеры дополнительно оснащают дифавтоматами.

УЗО и дифавтомат для дополнительной защиты техники Источник strbuild.ru

Как выбрать УЗО?

Для того чтобы правильно выбрать УЗО, необходимо следить, чтобы выбираемый номинал тока устройства
был на одну ступень выше, чем номинал тока соответствующего группового автоматического выключателя. Номинал вводного УЗО должен быть выше или равен номиналу вводного автомата. В этом случае это устройство будет защищено автоматом от токов короткого замыкания. Номинал же дифференциального тока, для защиты человека от поражения электрическим током, как правило, выбирается
30 мА
. Для помещений с повышенной опасностью — 6 или 10мА (такое же значение дифференциального тока выбирается, когда защита стоит на какое-то одно устройство). УЗО со значением дифференциального тока 100 или 300 мА ставят, при необходимости, после вводного автомата. Но оно защищает не от поражения человека электрическим током, а от пожара (его часто и называют «пожарным»). Предварительно выбрать УЗО можно по таблице подбора с учетом мощности нагрузки и дифференциального тока. Важно при этом учитывать рекомендации, данные выше.

Как обнаружить участок, в котором есть утечка

Для того, чтобы выяснить причину, почему выбивает УЗО, следует совершить следующие действия:

1. Тщательно проверить правильность подключения. Ошибки при монтаже являются главными причинами срабатывания автоматики.
2. Для проверки каждого участка или электрического прибора, следует отключить автоматы и защиту на каждой линии: кухня, ванная, осветительные приборы, техника.
3. При работающих автоматах необходимо включить защиту от утечек. Если при работающем изделии выбивает УЗО, значит есть нарушения в работе механизма. Если автоматическая защита не сработала, значит следует проверить следующие механизмы.
4. Для проверки целостности электропроводки, необходимо отключить от питания все электрические приборы в доме, и включить вводной автоматподключить электричество. Если УЗО срабатывает, значит проблема в электропроводке. Если все работает в обычном режиме, значит причина в технике.

Если утечка в электропроводке, то необходимо проверять всю систему Источник m.yukle.mobi

Подключение УЗО к однофазной сети (с заземлением и без)

Пользователи часто задают вопрос, ставить УЗО до или после автомата? Для этого рассмотрим наиболее распространенную схему включения одного УЗО и нескольких групповых автоматов в однофазной сети. В правильной схеме подключения
УЗО устанавливается после вводного автоматического выключателя. Последовательность соединения при этом такая: вводной автомат— счетчик — УЗО. На схеме представлено одно УЗО, но их может быть и несколько (в свою очередь с одним или несколькими групповыми автоматами). Это может быть необходимо, если вы планируете защитить какую-то группу потребителей отдельно. К примеру, у вас есть отдельная линия к стиральной машине, и вы хотите поставить для неё УЗО с дифференциальным током 10мА и отдельным автоматом. В группе же сначала устанавливается УЗО, а затем автоматический выключатель (или несколько выключателей). Выше была приведена схема однофазной сети с заземлением (схема TN-S). В старых домах при этом до сих пор еще используется также схема энергоснабжения TN-C (двухпроводная). В такой сети провод PEN совмещает функции рабочей нейтрали и защитного проводника. В двухпроводной сети без заземления УЗО также защищает от поражения электрическим током, но срабатывает оно не в момент попадания тока на токоведущий корпус домашнего прибора, а позже, когда человек коснется корпуса, попавшего под напряжение. Из рисунка ниже видно, что изменений по включению самого УЗО в такой схеме практически нет. Важно только запомнить один момент: если у вас от потребителей (электроприборов, освещения) в щит выведен трехпроводный кабель, провод заземления в щите нужно обязательно оставить неподключенным, а фазный и нейтральный проводники соединить, как указано на схеме.
Сколько автоматов
может быть подключено к одному УЗО? Количество подключаемых после УЗО групповых автоматических выключателей зависит от их суммарного номинала тока (который в общем случае не должен превышать номинал тока УЗО) и суммарного тока утечки защищаемой сети. Утечки тока есть в любой рабочей сети, главное, чтобы они не превышали установленных норм. Увеличение токов утечки может быть следствием старения изоляции, её повреждения либо неисправностью электроприборов. Суммарное значение тока утечки защищаемого участка сети в нормальном режиме работы по нормативным документам не должно превосходить 1/3 номинального тока УЗО, т.е. для УЗО 30мА не должно превышать 10мА. Если нет реальных данных по утечке в сети, то берутся расчетные значения: для потребителей (электроприборов) 0,4 мА на 1 А тока нагрузки + ток утечки непосредственно проводки — из расчета 10 мкА на 1 м длины проводника. Превышение суммарного тока утечки сети над пороговым значением УЗО может приводить к его ложным срабатываниям. В свою очередь это сигнализирует о том, что скорее всего надо ставить дополнительное УЗО (особенно если у вас стоит после УЗО более двух-трех автоматов и предварительные расчеты/замеры тока утечки не проводились). Превышение суммарного значения номиналов групповых автоматов над номиналом тока УЗО не критично, если оно также превышает номинал вводного автоматического выключателя. Если номинал УЗО выбран правильно (то есть выше номинала вводного автомата), то УЗО будет защищено в этом случае вводным автоматом.

Устранение неполадок

Путем проверки каждого отдельного прибора можно выяснить, какой из них имеет неисправность. При подключении к УЗО неисправной техники автоматически сработает защита. Наиболее часто возникают нарушения в работе стиральных машин, электрических духовок и водонагревателей. Для решения этой проблемы не стоит самостоятельно вскрывать технику. Чтобы устранить поломку, стоит обратится в сервисный центр или вызвать специалиста на дом.

Если проблема в старой электропроводке, то зачастую ее приходится менять полностью. Если линии проложены недавно, значит стоит искать ошибки в соединениях, подключении проводов или слабых автоматах. Необходимо проинспектировать распределительные коробки, розетки. Если срабатывает автоматика при включении освещения, то причина может быть в самом осветительном приборе. Также не стоит пренебрегать проверкой кабеля по всей линии. Если в помещении открытая проводка, это облегчает задачу. Для диагностики закрытой проводки, следует использовать специальный прибор. Он помогает найти место обрыва кабеля.

В офисе по ряду причин пришлось делать открытую проводку. По настоящему я ей обрадовался, когда пришла пора расширяться — оказалось, что автоматы и дополнительные линии можно добавить без особых проблем.

Алексей

Клещи для измерения утечки тока Источник test-energy.ru
Выяснение причин срабатывания УЗО, это длинный и хлопотный процесс, требующий много времени и терпения.

Подключение к трехфазной сети (с заземлением и без)

Подключение УЗО в трехфазной сети с заземлением не сильно отличается от однофазной. Защита цепей трехфазной нагрузки производится трехфазным (четырехполюсным УЗО). При этом цепи однофазной нагрузки необходимо защищать отдельным однофазным (двухполюсным) УЗО. В интернете встречается немало схем, где трехполюсное УЗО используется одновременно для защиты как трехфазных, так и однофазных потребителей. Такое допустимо только если УЗО противопожарное, с током утечки 100 мА и более. Подключение УЗО в трехфазной сети без заземления запрещено ПУЭ.

Какую функцию выполняют устройства защитного отключения?

Его применение может спасти от электрического удара, предотвратить возгорание, если контакты не слишком хорошего качества, изоляция повреждена, в проводке другие неполадки. По этой причине игнорировать установку УЗО не нужно.

Выключатели дифференцированного тока (ВДТ) – это такие автоматы, которые ставятся перед УЗО, согласно с ГОСТ 51326.1-99. В Англии – RCCD’s, во Франции – ID.

Ошибки подключения УЗО

Наиболее частые ошибки подключения УЗО связаны с неправильным подключением нейтрального проводника. Одной из наиболее распространенных ошибок
подключения является подключение нулевого проводника с выхода УЗО к общей нулевой шине. Причем неправильным является как прямое подсоединение к общей щитовой нулевой шине проводника какой-либо группы розеток (защищаемых УЗО), так и объединение общей нулевой шины с шиной N после УЗО (предназначенной для нулевых проводников защищаемых групп нагрузки). Еще одна ошибка связана с соединением нулевых проводников разных потребительских групп. Нулевой проводник после УЗО должен соединяться непосредственно с нагрузкой групп, запитанных через него, без соединения с нулевыми проводниками групп, не защищаемых УЗО или защищаемых другим УЗО. Также нельзя объединять нулевой проводник после УЗО с проводником защитного заземления (то есть объединять рабочий и защитный ноль).

Возможные конструкционные варианты

В комбинации розетки и УЗО оба устройства являются равноценными. Трудно определить основную роль кого-либо из них. Поэтому внешне они могут представлять собой розетку с УЗО или УЗО с розеткой.

Защитный адаптер привлекателен своей небольшой ценой и простотой эксплуатации. Его всегда может перенести в другую комнату для подключения нужного прибора

Вид конструкции этих устройств может быть следующим:

• модуль, встраиваемый в подрозетник;
• моноблочный переходник, вставляемый в простую розетку;
• модуль, монтируемый на DIN-рейку.

Фактически эти приборы представляют собой два независимых устройства, соединенные в рамках одной конструкции. Их функциональность одинакова, поэтому основным критерием выбора является удобство той или иной модели в конкретной ситуации.

Как проверить УЗО на работоспособность?

Проверить работоспособность УЗО можно 4 наиболее известными способами:

• С помощью кнопки ТЕСТ
• Проверка батарейкой
• С помощью лампочки накаливания
• Проверка тестером

Наиболее популярны первые два способа, требующие меньших усилий и подручных средств.

1. Чтобы проверить устройство защитного отключения достаточно нажать кнопку «Тест» (этой кнопкой снабжены все эти аппараты). При нажатии внутри схемы подключается сопротивление, имитирующее ток утечки. При этом исправное устройство отключает цепь нагрузки.
2. Взять обычную пальчиковую батарейку и подсоединить к ней два заранее заготовленных провода, желательно разного цвета. Взвести рычаг устройства и коснуться свободными концами проводов обеих клемм любого из полюсов (можно как фазного, так и нейтрального). Затем поменять полярность. Исправное УЗО должно сработать при подключении хотя бы одной полярности (УЗО типа А должно сработать при любой полярности, типа АС – только при одной).

Важный момент: батарейкой можно проверить электромеханическое УЗО, электронное не сработает ни в какой полярности, поскольку для его работы нужно специально подавать питание. Уважаемые пользователи, спасибо, что прочитали данную статью до конца! Хотели бы напомнить, что в нашем интернет-магазине вы найдете широкий выбор различных устройств защиты: УЗО, дифференциальных автоматов и автоматических выключателей максимального тока. Всегда готовы предложить низкие цены, удобную доставку и гарантию качества!

Ток утечки и общая схема защиты

Для квартиры с проводкой TN-C-S не будет ошибкой без лишних размышлений взять УЗО на разбаланс 30 мА. Системе квартире TN-C далее будет посвящен отдельный раздел, а вот для частных домов ясных и окончательных рекомендаций сразу дать нельзя.

По п. 7.1.83 ПУЭ рабочий (естественный) ток утечки не должен превышать 1/3 тока разбаланса УЗО. Но в доме с электрическим теплым полом в прихожей, освещением двора и электроподогревом гаража зимой рабочий ток утечки может достигать 20-25 мА при жилой площади и в 60, и в 300 квадратов.

В целом, если нет теплицы с электроподогревом грунта, прогреваемой водяной скважины, а двор освещается экономками, на вводе после счетчика бывает достаточно поставить пожарное УЗО с номинальным током на ступень выше тока отсечки автомата, а на каждую группу потребителей – по защитному УЗО с таким же номинальным током. Но точный расчет может сделать только специалист по результатам электрических измерений уже готовой проводки.

Примеры расчета

Как рассчитать УЗО, разберем на примерах для разных случаев.

Первый – новая квартира с проводкой TN-C-S; по техпаспорту лимит потребляемой мощности 6 кВт (30 А). Проверяем автомат – стоит на 40 А, все ОК. УЗО берем на ступень или две выше по номинальному току – 50 или 63 А, не важно – и на ток разбаланса в 30 мА. О токе утечки не думаем: его в пределах нормы должны обеспечить строители, а нет – так пусть сами и исправляют бесплатно. Впрочем, подрядчики таких проколов не допускают – знают, чем пахнет замена электропроводки по гарантии.

Второй. Хрущевка, пробки на 16 А. Ставим стиралку на 3 кВт; ток потребления – около 15 А. Для ее защиты (и защиты от нее) нужно УЗО с номиналом 20 или 25 А на 30 мА разбаланса, но 20 А УЗО редко бывают в продаже. Берем УЗО на 25 А, но в любом случае ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно пробки убрать, а поставить вместо них автомат на 32 А, иначе возможна ситуация, описанная вначале. Если проводка явно не выдержит кратковременного броска в 32 А, ничего не поделаешь, нужно ее менять.

В любом случае нужно давать заявку в энергослужбу на замену счетчика и реконструкцию электропроводки, с заменой или без замены. Процедура эта не очень сложная и хлопотная, а новый счетчик с индикацией состояния проводки в дальнейшем сослужит добрую службу, см. раздел о сработках и неисправностях. А зарегистрированное при реконструкции УЗО позволит потом бесплатно вызывать электриков для измерений, что тоже весьма неплохо на будущее.

Третий. Коттедж с лимитом потребления в 10 кВт, что дает 50 А. Общая утечка по результатам измерений – 22 мА, причем дом дает 2 мА, гараж – 7, а двор – 13. Ставим общий дифавтомат на 63 А отсечки и 100 мА разбаланс, дом с гаражом запитываем раздельно через УЗО на 80 А номинальных и 30 мА разбаланса. Двор в таком случае лучше оставить вовсе без своего УЗО, но светильники для него взять во влагозащищенных корпусах с заземлительной клеммой (промышленного типа), и завести их земли прямо на контур заземления, так будет надежнее.