Создание современной внутриквартирной электросети – ответственное мероприятие, связанное с расчетами, выбором проводов и электроустановок, монтажными работами. При этом одной из главных задач остается обеспечение безопасности жильцов и сохранности имущества. Вы согласны?
Если правильно подобраны защитные приборы и продумана схема подключения УЗО и автоматов, все риски снижаются до минимума. Но как это сделать? Что учесть при выборе? На эти и многие другие вопросы мы ответим в нашем материале.
Также вы сможете разобраться в принципе действия УЗО и вариантах его подключения. Советы экспертов и нюансы монтажа собраны в этом материале. Кроме того, в статье размещены видеоролики, из которых вы узнаете о главных ошибках при подключении и увидите, как подключается УЗО на практике.
Назначение и область применения УЗО
УЗО предназначено для сравнения величины электрического тока, протекающего в фазном и нулевом проводе. При нормальной работе электрических приборов эта величина одинакова и встречные потоки в обмотках УЗО компенсируют друг друга. Как только возникает аварийная ситуация — где-то нарушается изоляция с последующим протеканием заряженных частиц на землю в обход нуля, дифференциальные токи будут отличаться и защита отключит питание.
На практике это можно представить следующим образом: при пробое электропроводки на корпус стиральной машинки или водонагревателя их корпус будет находиться под потенциалом. Как только с корпуса потенциал начнет перетекать на землю, защита отреагирует, и человек не пострадает. Наиболее актуально подключать УЗО в цепь мощных приборов на кухне или в ванной, так как из-за выделения конденсата на их поверхности и металлическом корпусе, который является потенциальным проводником.
Но это не означает, что остальное оборудование не требует подобных приспособлений для защитного отключения: те же светильники, розетки и прочая подключенная нагрузка также может нести угрозу человеку. Поэтому их тоже актуально подключать к УЗО на щитке как общим для всей электрической проводки, так и отдельно для каких-либо приборов или их групп. Особенности применения электронных и электромеханических УЗО напрямую зависит от схемы электроснабжения и места их установки.
Устройство дифференциального автомата АВДТ-32 С16 30 мА
Теперь посмотрим, как устроено наиболее совершенное из этих трех устройств – дифавтомат АВДТ-32. Он так же, как и АД-67, содержит защиту от сверхтоков и выполняет функцию защиты от тока утечки при помощи встроенной электронной схемы.
Для разборки корпуса нужно высверлить несколько заклепок:
Дифавтомат TEXENERGO АВДТ 32 – начинаем разбирать
Снимаем левую стенку, видим:
Дифавтомат TEXENERGO АВДТ 32 – внутреннее устройство
На фото видно электромагнитный и тепловой расцепитель.
Внутреннее устройство, под другим ракурсом
Электронная часть схемы, которая обеспечивает функцию УЗО, находится с другой стороны:
Печатная плата электронного дифавтомата со стороны пайки
Схема содержит:
- операционный усилитель LW301,
- тиристор MCR100-8,
- диодный мост ABS-10.
Печатная плата со стороны пайки – составные части схемы АВТД 32
Печатная плата интегрирована в механику устройства, и полностью аккуратно разобрать без паяльника не получится.
Пытаюсь разобрать АВДТ
В целом устройство довольно сложное по конструкции, ведь в пространство 2 модуля удалось вместить так много функций!
Впрочем, есть дифавтоматы с таким же функционалом размером с 1 модуль. А есть устройства, содержащие в себе гораздо больше функций при том же объеме. Но качество их пока не очень…
Печатная плата АВДТ со стороны деталей
Электрическая схема электронного дифавтомата АВДТ-32
Схема отличается от АД-67 лишь расположением деталей, суть и функции – те же.
АВДТ-32 Схема принципиальная
Важное отличие от АД – защита от сверхтока есть только по одному фазному полюсу. Да, токи по нейтрали и фазе в однофазной цепи должны быть одинаковы, и защита сработает в любом случае. Но всё же, надежность у АД в этом смысле выше, чем у АВДТ. Ещё небольшой минус касается диагностики – из-за отсутствия кнопки “Возврат” непонятно, по какой причине выключился АВДТ-32.
Можно долго ещё говорить про схемы включения дифавтоматов и УЗО, но это тема ещё не одной статьи.
Вот, кстати, альтернативный взгляд на использование УЗО одного из моих читателей.
Схемы подключения УЗО в однофазной сети
Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.
В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:
- с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
- с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
- с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).
Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.
Без заземления
Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.
Рис. 1: Подключение УЗО в однофазной двухпроводной системе
Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.
Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.
Рис. 2: подключение УЗО в разветвленной однофазной двухпроводной системе
В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.
С заземлением
При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.
Рис. 3: Подключение УЗО в однофазной трехпроводной системе
Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.
Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.
Каких ошибок следует избегать?
Перед подключением обязательно следует перепроверить технические характеристики устройств. Номинальный ток должен быть равным или выше, чем аналогичный параметр у входного автомата. Определить значения легко по маркировке.
Электрики рекомендуют выбирать защитное устройство на ступень выше, то есть для автомата на 50А подходит УЗО 63А.
Можно правильно рассчитать параметры, выбрать автомат и УЗО с верным номиналом, но при монтаже допустить небольшую ошибку, вследствие чего система будет бесполезной.
Например, новички часто путают шины. Следует запомнить, что для нулевого проводника и заземляющего провода использую разные шины. Кроме этого, для каждого устройства необходима отдельная шина: на 5 УЗО – 5 шин.
Какую бы схему подключения вы не использовали, проводник заземления в ней участвовать не будет. Все клеммы предназначены либо для фазного провода (нагрузки), либо для нулевого (нейтрали)
Ни в коем случае нельзя путать полюса N и L. Они имеют на корпусе буквенные обозначения, а провода отличаются цветом, поэтому нужно быть внимательным.
Если происходит ложное срабатывание или, напротив, прибор не реагирует, возможно, причина в следующем:
- «фаза» и «земля» соединены после УЗО;
- неполное подключение – не вставлен проводник N в соответствующую клемму;
- «нуль» и «земля» соединены в розетке;
- путаница между подключением двух и более УЗО к электроустановкам.
На практике ошибок гораздо больше, так как применяются разные схемы. Чем больше приборов участвует в сборке электрощита, тем внимательнее нужно быть при подключении.
Подключение УЗО в двухфазной сети
Двухфазное питание относится к нестандартным присоединениям, где переоборудованный трансформатор старого образца на 127 В был переподключен в треугольник под современных потребителей на 220В, которые питаются от него линейным напряжением.
Рис. 4: Подключение УЗО в двухфазной системе
Чтобы подключить устройство защитного отключения в двухфазную цепь, необходимо обязательно отключить оба провода на вводе в щит, так как каждый из них находится под потенциалом. Затем каждая из фаз подключается к соответствующим фазным клеммам и нулевым клеммам с дальнейшим соблюдением их полярности. В отличии от однофазной системы, автоматы на выходе из УЗО должны устанавливаться для каждой линии или их можно заменить одним двухполюсным.
Инструкция по установке УЗО
Сначала нужно выбрать место для монтажа устройства. Применяются 2 варианта: щит или шкаф. Первый напоминает металлическую коробку без крышки, закрепленную на высоте, удобной для обслуживания.
Шкаф оснащен дверцей, которую можно закрывать на замок. Некоторые виды шкафов имеют отверстия, чтобы можно было снимать показания прибора учета, не распахивая специально дверцу, и отключать устройства.
Защитные приборы фиксируют на монтажных DIN-рейках, расположенных горизонтально. Модульная конструкция автоматов, дифавтоматов и УЗО позволяет разместить на одной рейке несколько штук
К левым клеммам на входе и на выходе всегда подключают нулевой провод, к правым – фазный. Один из вариантов:
- входная клемма N (верхняя левая) – от вводного автомата;
- выход N (нижняя левая) – на отдельную нулевую шину;
- входная клемма L (верхняя правая) – от вводного автомата;
- выход L (нижняя правая) – к групповым автоматам.
К моменту установки защитного устройства на щите уже могут быть установлены автоматические выключатели. Чтобы упорядочить расположение приборов и проводов, возможно, придется переставить устройства в определенном порядке.
Представляем пример установки вводного УЗО в электрошкаф, где уже стоит счетчик, вводный автомат и несколько автоматических выключателей для отдельных контуров — осветительного, розеточного и др.
Галерея изображений
Фото из
Металлический распределительный щит марки IEK
Комплект защитных устройств перед монтажом УЗО
Выбор места для монтажа УЗО
Порядок подключения проводов к прибору
Никогда не подключают УЗО на входе – оно всегда следует за общим вводным автоматическим выключателем. Если используют счетчик, то устройство защитного отключения переходит на третью позицию от входа.
Описание процесса подключения:
- устанавливаем прибор на DIN-рейку справа от автомата – достаточно приложить его и надавить с небольшим усилием до щелчка;
- протягиваем разделанные и зачищенные провода от автомата и нулевой шины, вставляем в верхние клеммы согласно схеме, закручиваем крепежные винты;
- таким же образом вставляем провода в нижние клеммы и закручиваем винты;
- тестируем – сначала включаем общий автомат, затем УЗО, нажимаем кнопку «Тест»; при нажатии прибор должен отключиться.
Чтобы убедиться в правильности подключения, иногда инсценируют ток утечки. Берут два рабочих провода – «фазу» и «землю», одновременно подводят к цоколю электролампы. Появляется утечка, и прибор должен моментально сработать.
Подключение УЗО в трехфазной сети
Защита устройств, питаемых сразу тремя фазами, производится по аналогичному принципу, с тем отличием, что УЗО выбирается на четыре вывода. Пример подключения приведен на рисунке ниже:
Рис. 5: Подключение УЗО в трехфазной системе
Как видите, в данном случае подключение защитного устройства производится также после электрического счетчика и вводного пакетника. За ним уже подключаются индивидуальные автоматы, реагирующие на замыкание фаз, а при необходимости и более чувствительные УЗО для выстраивания селективного срабатывания на определенные группы потребителей.
Так как установка отдельного устройства для каждой фазы слишком затратное удовольствие, в трехфазных цепях применяются групповые УЗО, которые работают сразу со всеми элементами линии.
Видео описание
О неправильных схемах подключения УЗО и автоматов, а также реальных примерах, когда УЗО работало некорректно, рассказано в этом видео:
Второй проблемой, после правильного выбора параметров устройств, являются ошибки во время проведения монтажа, что приводит к бесполезности системы защиты. В качестве примера можно назвать банальное перепутывание шин.
Внимание! Категорически не допускается перепутывание полюсов «N» и «L». Корпус устройства имеет, как правило, эти обозначения, а проводка должна разниться цветами.
Если после установки устройство показывает постоянную сработку либо напротив, не хочет реагировать, то, скорее всего:
- произошло соединение фазы с заземлением после выхода из устройства защиты;
- монтаж осуществлен некачественно, например, один из проводов плохо контактирует с клеммой;
- произошло соединение нулевого провода с «землей» в одной из розеток;
- при подключении цепи из нескольких УЗО произошла путаница.
Практически предусмотреть и описать все возможные ошибки не реально, т.к. они зависят во многом от применяемой схемы коммутации. И чем она сложнее (чем больше устройств включено), тем важнее быть внимательным.
Основные ошибки во время подключения УЗО
При подключении УЗО многие допускают типичные ошибки, которые могут иметь весьма серьезные последствия для человека. Чтобы избежать их, соблюдайте такие правила:
- входные клеммы устройства защитного отключения должны подключаться только после соответствующего автомата, прямое подключение к сети недопустимо;
- соблюдайте соответствие нулевых и фазных контактов, их обозначение специально указано на корпусе;
- при монтаже проводки внимательно соблюдайте схему, особенно это касается объектов с разветвлением, большим количеством подключенных объектов и несколькими УЗО для них;
- если в квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то его ни в коем разе не стоит заменять проводом наброшенным на радиаторы отопления или трубы водопровода, заземление должно изготавливаться в соответствии с правилами;
- обращайте внимание на рабочие характеристики приобретаемых приборов (номинальный рабочий ток и ток отключения) и их соответствие параметрам сети, к примеру, если в линии может протекать ток в 50А, то устройство стоит выбирать минимум на 63А.
Чтобы обезопасить себя во время подключения соблюдайте элементарные правила электробезопасности.
Устройство дифференциального автомата АД67-2 С25 100 мА
Теперь посмотрим, что внутри у дифавтомата TEXENERGO АД67-2. Напоминаю, что функционально он отличается от УЗО только тем, что у него, кроме защиты от тока утечки IΔn = 100 мА у него есть также две защиты от сверхтока – тепловая и электромагнитная. Об этом говорит надпись “С25”. Это означает, что у него время-токовая характеристика отключения “С” имеет номинальный ток In = 25 А.
Подробно об этом я писал в статье про характеристики автоматических выключателей.
Этот автомат занимает 4 модуля на ДИН-рейке и фактически состоит из двухполюсного автоматического выключателя на номинальный ток 25 А и УЗО на номинальный ток 100 мА:
АД67-2-дифавтомат TEXENERGO
Откручиваем крышку, закрывающую нижние клеммы 2п автомата:
АД-67 провода, идущие от автомата на УЗО
Немного неверно обозначены цвета – фаза синяя, ноль красный. Впрочем, эти провода никто не видит.
Дальше высверливаем две длинные шпильки, и устройство раскладывается на две функциональные части:
АД 67 раскладывается на 2 части – автомат и УЗО
Связь между этими устройствами – рычаг, выступающий из УЗО, который приводит в действие механизм размыкания автомата. Кстати, это устройство – ещё один аргумент в пользу того, что когда в цепи стоят автомат и УЗО, то автомат лучше ставить первым.
Всё, теперь это два самостоятельных устройства, и их можно использовать по отдельности. Но не нужно, чтобы не дурить голову тем, кто полезет в электрощит позже – надписи на них не отражают сути. А главное – получившееся УЗО не имеет размыкающих контактов, и может использоваться только совместно с защитным автоматом.
АД-67 Из одного устройства – два, автомат и УЗО
И если 2п защитный автомат мы уже вскрывали ранее (там 2 1п автомата, имеющих внутри связь по включению-отключению), то на устройство электронного УЗО стоит посмотреть:
“Noname” электронное УЗО, выделенное из TEXENERGO АД-67
Высверливаем шпильки-заклепки:
Внутреннее устройство электронного УЗО
Тут, кроме кнопки “Тест”, как в рассмотренном выше УЗО ВД-67, есть кнопка “Возврат”, которую нужно нажать после того, как АД-67 сработает по току утечки.
УЗО электронное АД-67-2, устройство изнутри
Электромагнит имеет якорь, который во взведенном состоянии вдавлен внутрь. По утечке якорь “выдавливается” из катушки электромагнита, и “передает информацию” через рычаг механизма размыкания на защитный автомат.
То есть, для включения АД после срабатывания нужно выполнить два действия – нажать “Возврат” и поднять ручку управления автомата. В УЗО ВД и дифавтоматах АВДТ достаточно одного действия – поднять рукоятку управления в положение “1”.
Электрическая схема электронного дифавтомата АД67-2
Ещё раз: размыкание и по утечке, и по сверхтоку происходит при помощи одних и тех же силовых контактов. Это видно и по схеме.
Схема электронного УЗО с автоматом АД-67
Схема отличается от механического УЗО наличием защиты от сверхтока, и тем, что электромагнит “К” питается от дифференциального трансформатора “Д” не напрямую, а через аналоговый усилитель (ключевую схему) “А”. Усилитель питается с выходных контактов N и 2.
Наводит на некоторые размышления то, что фаза и ноль на схеме устройства и на схеме в паспорте перепутаны. Вероятно, дело не только в небрежности рисовальщиков. Дело и в том, что УЗО и Дифу всё равно, где фаза и где ноль – ему важны только токи по двум проводам (рабочий ток и разность токов).
Внутренняя схема электронного УЗО, фото которой приведено выше, собрана на тиристоре. Я подробно её рассматриваю в статье Внутренняя схема электронного УЗО на тиристоре.
Правила безопасности
Если вы решили самостоятельно подключить УЗО, успех и безопасность выполняемых работ будет зависеть от соблюдения вами правил безопасности:
- Перед началом монтажных операций обязательно снимите напряжение с участка (после отключения не лишним будет проверить наличие потенциала индикатором);
- Позаботьтесь о маркировке проводов – так будет гораздо удобнее подключать устройство, чтобы не перепутать выводы;
- Обязательно пользуйтесь заводскими клеммами и зажимами, ни в коем разе не допускайте накруток, напаек и других соединений с плохим контактом;
- После установки проверьте надежность соединений и наличие достаточной изоляции на всех токоведущих элементах;
- При вводе в работу обязательно проверяйте работоспособность путем нажатия кнопки тест;
- При первой подаче напряжения на вновь установленное устройство оно может разлететься из-за заводского брака или монтажных дефектов, поэтому лучше не стоять поблизости или принять меры для защиты глаз.
Перед подачей напряжения после завершения монтажа обязательно убедитесь, что никто из домочадцев или коллег не касается токоведущих элементов.
Главные характеристики УЗО
Выделим главные технические характеристики, на которые нужно обращать внимание при выборе УЗО для жилого помещения перед началом ремонта. К ним относятся:
- 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.
Внимание! 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.
Основные элементы и характеристики УЗО
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.
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.
Назначение
Конструктивно УЗО выполняется монолитным корпусом с возможностью ручного и автоматического управления.
В ручном режиме можно:
- подать напряжение на контролируемую схему;
- отключить питание с подключенных потребителей;
- проверить исправность устройства кнопкой «Тест».
Автоматический режим начинает работать сразу после ручной подачи питания и способен выполнять только отключения схемы при возникновении в ней токов утечек. Функция повторного включения УЗО при пропадании питания сети применяется у отдельных, наиболее сложных конструкций.
Эксплуатационными задачами УЗО являются:
- подача напряжения к потребителям;
- исключение ложных срабатываний при прохождении токов нагрузки;
- ручное отключение в нормальном режиме и защитное — при пробоях изоляции в контролируемой схеме.
Работа автоматики УЗО предотвращает:
- получение электрических травм человеком, попавшим под напряжение электроустановки;
- возникновение пожаров здания при нарушении проводки.
Число полюсов на УЗО
Принцип работы УЗО связан с суммированием токов в органе сравнения. Все они должны проходить внутри общего магнитопровода чтобы создавать общий баланс. Например, четырехполюсное УЗО способно нормально работать в трехпроводной или двухпроводной цепи, но без использования дополнительных полюсов.
В этом случае ничто не будет мешать работать органу сравнения, хотя такой способ чаще всего экономически нецелесообразен.
Однако, к нему прибегают при строительстве с однофазной сетью, которая будет переделываться в четырехпроводную либо для обеспечения аварийной замены неисправного устройства.
