Данный калькулятор позволит Вам рассчитать ток утечки (он же Номинальный отключающий дифференциальный ток), при котором должно срабатывать УЗО. Для расчёта введите в соответствующие поля формы суммарную мощность подключаемых в УЗО устройств, длину проводника и выберите из списка необходимое напряжение сети. По нажатию кнопки «Рассчитать» Вы получите значения расчётного тока, суммарного тока утечки и, собственно, номинального тока утечки.
Устройство защитного отключения (УЗО) предназначается для предотвращения возгораний из-за повреждения и старения изоляции проводов. При выборе УЗО сумма естественных токов утечки подключенных приборов, должна быть не более 1/3 от номинального тока утечки. Для защиты человека от поражения током при контакте с частями электроустановок под напряжением устройства защитного отключения должны срабатывать при дифференциальном токе не более 30 мА, поскольку большие значения тока опасны для жизни.
*Значение тока утечки для выбора УЗО рассчитывается согласно ПУЭ 7 глава 7.1.83.
Как рассчитать УЗО для дома и квартиры
Для расчета устройства защитного отключения (УЗО) необходимо учитывать условия его эксплуатации. В однофазной электрической сети применяются двухполюсные устройства, а в трехфазной – четырехполюсные. Так как УЗО реагирует на токи утечки (Iут), то его выбор будет зависеть от длины проводников, качества изоляции, количества подключенных приборов, устройств, их характеристик. Кроме этого, надо помнить, что Iут величиной 30 mA может быть опасным для жизни человека. Поэтому во влажных помещениях надо обязательно ставить УЗО.
Классификация защитных устройств
Чтобы любой потребитель смог правильно определиться с моделью, перед тем, как выбрать УЗО для квартиры из множества предлагаемых модификаций в торговой сети, специалисты создали классификацию, основанную на следующих параметрах:
- принципиальный метод отключения;
- происхождение дифтока;
- временная задержка отключения дифтока;
- конструкционное число полюсов;
- технология монтажа.
Классификация по току
Наиболее значимыми параметрами являются метод срабатывания и род дифтока. Метод в свою очередь делится на два варианта подключения — электромеханический и цифровой. В первом варианте УЗО отключает питание на аварийном участке, вне связи с сетевыми параметрами. Базисный эксплуатационный орган — тороидальный сердечник, с размещенными обмотками. Во время утечки, во вторичной электроцепи создается напряжение для включения реле поляризации, что активирует отключающий механизм.
Вам это будет интересно Самодельный ионистор
Важно! Все модификации реализуемых устройств защитного отключения группируются по току нагрузки, протекающего через них. Они способны обрабатывать напряжение установленной формы колебаний. На корпусах бытовых агрегатов и в паспортных данных производителем указывается рабочее напряжение. Это значение обязано отвечать диапазону номинального электрического тока. Вариант АС станет активирован при мгновенном поступлении переменного напряжения утечки в управляемой электросхеме либо в случае его волнообразного усиления. Такие приборы маркируются «АС» либо символьным значком «~».
Ток утечки
Чтобы обеспечить безопасность от поражения электричеством, часто приходится увеличивать количество устройств защитного отключения, разбивать сеть на несколько групп. В то же время использование очень чувствительных приборов УЗО приводит к ложным срабатываниям. Задача специалиста сделать правильный расчет и выбор с учетом всех факторов.
Согласно правилам устройства электроустановок, при неизвестном Iут, он принимается равным произведению 0,4 mA на число соответствующее расчетному нагрузочному току в амперах. Утечка цепи принимается равной произведению 0,01 mA на длину L фазного проводника в метрах. Согласно этим же правилам, суммарные потери сети должны быть меньше одной трети номинального отключающего дифференциального тока УЗО. Сюда же входят все утечки включенных постоянно и подключаемых периодически электроприборов. Произведем расчет.
Суммарный Iут= 0,4* IΣ +0,01*L
Отсюда следует, что предельный ток УЗО должен быть больше суммарного Iут сети в 3 раза.
Соответственно, номинальный отключающий ток равен:
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L), где
IΣ – суммарный ток утечки всех электроустановок сети,
L – длина фазного провода в метрах.
Возвращаемся в реальный мир. Почему могут быть ложные срабатывания
Одна из причин непринятия УЗО электриками старой закалки, являются ложные срабатывания. И ложные срабатывания (при условии, что устройство исправно) могут быть только по одной причине — есть утечка, и она ощутима. А вот причины появления утечек разнообразные:
- Изоляция может быть нарушена. Если кабель старый, открытый солнцу, то в изоляции могут появиться трещины. Чуть намочим — и имеем непредсказуемую величину утечки.
- Штатная утечка в оборудовании. Даже в исправном оборудовании есть некоторая величина утечки, причем при переменном токе не нужен непосредственный контакт, достаточно просто, что один из проводников делал длинную петлю вдоль корпуса. Образовавшейся емкостной связи достаточно для протекания небольшого тока. Специальным прибором можно измерить величину фактической утечки в линии со всеми подключенными устройствами. Если прямое измерение не доступно — можно воспользоваться эмпирическим правилом (7.1.83 ПУЭ) — считать что на каждый 1 А потребления тока прибором будет 0,4 мА утечки, а также 10 мкА утечки на каждый метр длины фазного проводника. (Цифры сииильно усредненные, как средняя температура по больнице, но хоть что-то). Желательно, чтобы сумма всех утечек в цепи при штатной работе не превышала 1/3 номинальной величины отключающего дифференциального тока. Ну и как вишенка на торте — если на УЗО написано, что отключающий дифференциальный ток 30 мА, это значит что при 30 мА оно точно отключится. А точно не будет отключаться при половине этого тока — 15 мА. А вот при дифференциальном токе меж этих значений — как повезет. Если у вас стоит УЗО на 30 мА, и в розетки воткнута куча устройств, что суммарные утечки при нормальной эксплуатации составляют 20 мА, то создается ситуация, когда УЗО может самопроизвольно отключиться без видимых причин.
- Ошибка монтажа, и где-то (например в одном из подрозетников) присутствует соединение рабочего нейтрального проводника N и заземляющего PE, или они перепутаны.
Выбор для квартиры
Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее. Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки. Есть даже розетки со своими устройствами УЗО. На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.
В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.
Рабочий ток для стиральной машинки равен:
Длина фазного провода до нее составляет 20 м.
Отсюда IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.
Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.
Разбираем типичные схемы. Пример 1. Какое УЗО ставить в квартиру?
На Рис.2 после счетчика установлена дифзащита в качестве противопожарной защиты. Освещение в каждой комнате выводится на отдельный автомат. Диф реле установлены для наиболее «требовательных» помещений – детской комнаты, жилых помещений и ванной (СНИП 31-110-2003 пункт 14.40). Кухонная электрическая плита отделяется только автоматом. Это выбрано с расчетом на то, что в электроплите нет движущихся деталей и риск повреждения изоляции в ней минимальный. Освещение также не защищено (рекомендации ПУЭ 7.1.79), т.к. утечки тока для ламп несущественны и не представляют опасности, а при необходимости легко локализуются.
Расчет УЗО для квартиры. 1-е диф реле.
Произведем расчет для первого
контура, служащего для потребителей, подключенных через розетки. Будем считать что у нас одновременно работают следующие электроприборы:
Холодильник, с мощностью 3500 Вт с длиной проводки 15м
Кондиционер, 3450 Вт, длина 10м
Розетки гостиной 2400 Вт, 20м
Розетки детской 1500 Вт, 15м
Прочие розетки 2500 Вт, 25м.
Выбираем значения автоматов. Из таблицы 1 следует, что для холодильника и кондиционера нужно выбрать автоматы на 6 А, для детской – 2А, для прочих – 3А. Класс автоматов – С, как наиболее употребительный в бытовой электропроводке. Подсчитаем естественную утечку для потребителей – (6+2+3х2) х 0,4 = 14 х 0,4 = 5,6 мА. Рабочий ток выбираем из таблицы 1 по большему, чем суммарная нагрузка значению – 16А.
Номинальный ток
УЗО имеет еще один важный параметр – номинальный ток, который необходимо учитывать при расчетах. При работе в пределах номинала, прибор гарантированно будет выполнять свои функции как угодно долго.
Автоматы защиты от перегрузок, которые устанавливаются на каждую группу электроснабжения, имеют номинал: 16, 20, 25, 32 ампера и так далее. Но при достижении этих значений прибор не отключится. Его характеристики таковы, что он начинает отключаться при значениях превышающих номинал в 1,13-1,45 раза, только благодаря тепловому расцепителю. Происходит выключение через один-два часа. А для быстрого отключения ему нужно превышение номинала от трех до пятнадцати раз. Данную особенность автомата защиты от перегрузок и короткого замыкания нужно учитывать.
Прибор отключения устанавливается с номинальным током всегда на уровень выше. Например, если от перегрузок и короткого замыкания стоит 32 амперный автомат, то устройство защитного отключения должно быть 40 ампер. Поэтому в квартире, для которой производился расчет, противопожарный прибор УЗО будет иметь ток отключения и номинальный 100 mA и 63 A соответственно. У стиральной машинки будет устройство 10 mA/16 A. Для второй группы освещения – устройство с пределом 10 mA/25 А. Остальные приборы УЗО имеют пределы 30 mA/32 А.
Дополнительные характеристики
Кроме этих основных характеристик, для которых проводятся расчеты, есть еще величины, требующие внимания при выборе. Это предельный ток короткого замыкания, для дома принимают 4500 A, многоквартирного 6000 A, для производств 10000 A. На корпусе изделия он изображается числом обведенным рамкой. Вид отключающего тока утечки обозначается буквами:
- АС означает, что он переменный;
- А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный;
- В – IΔn переменный и постоянный;
- S – селективный, отключается с задержкой.
УЗО типа АС используют в квартирах. Потребители обычные – освещение, холодильники, теплые полы. Максимальное время отключения этого типа УЗО – 0,04-0,3 секунды, зависит от величины тока утечки.
Тип A применяется там, где много приборов с выпрямителями и импульсными блоками питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомоечные машины, СВЧ-печи. Иногда производители прямо указывают, что должен стоять прибор УЗО А, а далее выполняется расчет по току.
Тип B применяют главным образом в промышленности, проводя перед установкой подробные расчеты.
Тип S (селективный). Время срабатывания у такого УЗО составляет 0,2-0,5 сек, поэтому для человека оно не является защитным. Устройство устанавливается в начале линии после основного автоматического выключателя и является второй ступенью дифференциальной защиты всего объекта от пожара.
Кроме этого, нужно определить, какое устройство защитного отключения выбрать: электромеханическое или электронное. Первое более надежное, но и более дорогое. Второй вид дешевле, чем электромеханическое, но его электронные компоненты чаще перегорают при всевозможных перегрузках.
При организации системы защиты электросети необходимо учитывать, что на один УЗО нельзя подключать больше 5 автоматов. Это может привести к ложным срабатываниям. К тому же, при правильном отключении нельзя понять, где произошла утечка.
На что срабатывает ВДТ (УЗО)?
ВДТ абсолютно по барабану, как так получилось, что токи по его фазному и нейтральному проводу стали критично отличаться. Настолько критично, что он принимает решение о выключении нагрузки, которая не выполняет 1-й закон старины Кирхгофа.
Дифференциальный ток – это зло. Он говорит либо о слабой изоляции (это в какой-то степени допустимо), либо о каком-то аварийном инциденте, который может привести к пожару и человеческим жертвам. И против него те же немцы придумали ВДТ, которое торгаши и нормальные электрики называют УЗО.
И если говорить правильно, ВДТ срабатывает именно на дифференциальный ток.
Получается, что если человек говорит с умным видом “УЗО сработало от утечки”, то:
- к ВДТ подключили длинную линию, и много приборов. При этом всё абсолютно исправно и штатно,
- человек не читал мою статью, и путает ток утечки и дифференциальный ток,
- этот человек – сантехник, у которого прорвало трубы, вода пролилась на ВДТ со всеми вытекающими последствиями…
Расчет и выбор УЗО
Устройство Защитного Отключения (УЗО), в зависимости от номинального тока утечки,,обеспечивает защиту: 100 и 300 мА — от пожара; 30 мА — от пожара и жизни от ударатоком; 10 мА — жизни от удара током
Исследования, проводимые в разныхстранах мира, показывают, чтосерьезность поражения электрическимтоком определяется силой тока,проходящего через тело человека.
Телесные повреждения становятся серьезными, когда сила тока превышает 40 — 50 мА втечение одной секунды.
Теоретически, сила проходящего через человеческое тело тока достигает 150 мА, когдачеловек касается проводника под напряжением 230 В в условиях сухой среды.
Измеряя разность силы тока между проводником под напряжением и нулевым проводником, дифференциальный выключатель нагрузки фактически обнаруживает ток, протекающий через тело человека.Если этот ток достигает порога 30 мА, дифферинциальный выключатель нагрузки отключается в течении нескольких миллисекунд, предупреждая таким образом телесные повреждения или более тяжелые последствия.
Что такое ток замыкания на землю?
Это любой ток, который протекает от фазного (линейного) проводника на любые предметы, так или иначе соединенные (имеющие электрическую связь) с глухозаземленной нейтралью трансформатора на подстанции (ТП). В чём же отличие от тока утечки? Принципиальная разница – ток замыкания на землю возникает при аварийном случае
.
Это моё вольное изложение.
А вот что говорит ГОСТ IEC 61008-1-2020
(п.3.1.1),
ток замыкания на землю – это
“ток, проходящий в землю через место замыкания при повреждении изоляции”.
При пробое изоляции, к примеру, на металлический корпус электроприбора, появляется некоторая величина тока замыкания на землю. Величина этого тока может “гулять” в очень больших пределах – от единиц миллиампер (например, при повышении влажности) до сотен и тысяч ампер (при КЗ).
Странно и непонятно, почему в этом же ГОСТ есть слова: “ВДТ могут применяться для защиты от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию проводов и некачественные соединения”. Или “утечка тока” отличается от “тока утечки”? Ответ прост – “ток утечки” это параметр электроустановки, а “утечка тока” – физическое явление.
На картинке я изобразил ток замыкания на землю в виде молнии:
Ток замыкания на землю
У многих электриков и им сочувствующих сложилось стойкое мнение (стереотип), что замыкание на землю – это всегда искры, выбивание автоматов и другие дизлайки. Но это не так. В некоторых случаях даже ток в 1 мА можно считать током замыкания на землю.
Теоретически ток замыкания на землю может достигать значения тока короткого замыкания. Читайте мою статью – Что такое ток КЗ и от чего он зависит.
Но замыкание на землю – это не только про изоляцию. Если произойдет прямое прикосновение человека к открытым токопроводящим частям (к фазному проводу либо любой другой металлической части электроустановки, по какой-то причине находящейся под напряжением), и при этом человек находится на проводящей поверхности, то через его тело будет проходить ток замыкания на землю. Какое значение тока будет при этом и к чему это приведёт – зависит от человеческого фактора (черный юмор). В лучшем случае человек даже ничего не почувствует и не поймёт, что случаи бывают разные.
Ещё раз, в чем разница между током утечки и током замыкания? Утечка – это нормально, замыкание это авария. Грань в данном случае определяется при измерении сопротивления изоляции – как только оно опустится до недопустимого уровня, утечка чудесным образом станет замыканием.
Примерно так, как если посмотреть на шпиона с другой стороны, он станет разведчиком.
Основные характеристики для подбора УЗО
Рассмотрим ряд важных характеристик для выбора УЗО. Устройства бывают;
— для однофазных и трехфазных электросетей 220/380 В; — двухполюсное УЗО для сети 220 В и четырехполюсное для 380 В; — величина номинального тока УЗО для разных нагрузок — это 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80. 100 А; — величина дифференциального тока или тока утечки дифференциального выключателя на 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА;
Двухполюсный и четырехполюсный УЗО
Вид дифференциального тока;
— А для переменного тока; — AC возможность работы УЗО на переменном и не выпрямленном постоянном токе; — В для работы защиты на переменном и постоянном токе; — S работа УЗО с выдержкой времени; — G работа с выдержкой времени меньшей, чем устройства типа S.
Также устройство защитного отключения имеют такие же характеристики, как и автомат.
- «Inc» Значение тока короткого замыкания, когда отключается устройство, показывает надежность и устойчивость к коротким замыканиям.
- «Im» Коммутационная способность безотказной работы контактной группы.
Хорошими показателями считается значения 1000-5 000 А.
Как правильно выбрать УЗО
Дифференциальное устройство может быть электронным или электромеханического исполнения. Электромеханический вариант имеет дифференциальный трансформатор тороидального типа и исполнительный узел в виде поляризованного реле. Электронные дифференциальные устройства имеют электронную плату, работающую от напряжения сети.
Так как электрическая сеть у нас еще не достигла хорошего качества (скачки напряжения, частые отключения, заниженное или завышенное напряжение), электронная плата устройства может отказать. Рекомендуемый вариант – это более надежное электромеханическое устройство, для него источник питания не применяется.
При выборе УЗО важно также учитывать токи утечки в самих электрических приборах. У всех электроприборов есть свои утечки тока, величина которых зависит от их качества исполнения. Значение тока утечки обычно указывается в характеристиках прибора. Эти значения не должны превышать 30% от величины тока утечки защитного отключения. Например, для тока утечки в 30 мА, величина утечка тока электроприборов не должна быть больше 10 мА.
При выборе дифференциальной защиты это нужно учитывать, иначе будут частые ложные отключения сети. Напряжение электрической сети у нас имеет форму синусоиды, поэтому защитный выключатель выбирают вида АС или А для переменного напряжения.
Как выбрать УЗО для квартиры
Перед установкой защиты в квартире рассчитывается номинальный ток вводного автомата и после выбирается двухполюсная защита с номинальным током на порядок или два выше тока вводного автомата. Допустим, вводной автомат у вас 25 А, тогда номинальный ток защиты выбирается 32 А.
Основные параметры на корпусе УЗО для выбора
Меньше 30 мА ток устройства не следует выбирать, так как сумма утечек всех потребителей может быть достаточно высока и защита будет давать ложные срабатывания.
Важность мероприятия
Если Вы неправильно выберите модель УЗО, то есть ошибетесь с его характеристиками, это чревато следующими последствиями:
- Автоматика будет срабатывать во время ложной тревоги, т.к. незначительные утечки электричества всегда присутствуют в проводке, особенно если она старая (в деревянном доме на даче).
- Слишком высокие характеристики УЗО по мощности, которым Вы отдадите предпочтения, не будут срабатывать во время опасной ситуации, в результате чего можно получить поражение электрическим током.
- Устройство не сможет функционировать при подключении алюминиевых жил Вашей домашней проводки, т.к большинство современных моделей предназначены только для подсоединения медных проводников.
Чтобы не допустить данные ошибки, сначала необходимо разобраться с характеристиками дифференциального выключателя, после чего переходить к его выбору.
Как выбрать УЗО в частный дом
Подключая трехфазную сеть в дома, устанавливают четырехполюсную дифференциальную защиту. Электрощит устанавливается на первом этаже, ставится защита типа «S» с временем задержки и значения тока утечки 100 мА. С вводного автомата разводят линии электросетей по этажам, комнатам, кухне, ванной.
Для отдельных помещений защита не должна превышать ток утечки 30 мА. Если проводка уже отслужила свой срок, тогда есть вероятность частых ложных срабатываний устройства. Здесь рекомендуется устанавливать УЗО встроенное в розетку.
Тоже интересные статьи
Как подключить автоматический выключатель
Проверка УЗО. Методики проверки УЗО
Схема подключения дифференциального автомата
Расчет автомата по мощности
Данный онлайн калькулятор позволяет произвести выбор УЗО путем расчета его номинального тока и тока утечки по мощности и длине электросети. (Подробнее о принципе работы, схемах подключения и характеристиках УЗО см. статью: УЗО).
ВАЖНО: Для защиты от поражения электрическим током должны применяться УЗО с дифференциальным током не более 30мА, дифференциальные токи: 100, 300 и 500мА применяются для защиты от пожаров (такие узо могут устанавливаться во вводном щите вместе с общим аппаратом защиты). В случае если УЗО необходимо для защиты от поражения электрическим током, а по произведенному расчету ток утечки составил более 30мА необходимо предусмотреть установку нескольких УЗО на разные группы линий, например одно УЗО для защиты розеток в комнатах, а второе для защиты розеток в кухне, снизив тем самым мощность проходящую через каждое УЗО и как следствие снизив ток утечки сети, т.е. в таком случае расчет необходимо будет производить для двух или более УЗО которые будут установлены на разные линии.
Инструкция по использованию калькулятора расчета УЗО:
- Выбираем способ расчета: Упрощенный — ток утечки УЗО определяется исходя из его назначения (типа защищаемой электросети); Профессиональный — расчет токов утечки УЗО производится на основании расчетного тока электросети и ее общей длины.
- Выбираем назначение УЗО: Общая защита бытовой электросети — в случае если расчет производится для УЗО которое будет установлено во вводном электрощитке дома и будет обеспечивать общую защиту всей электропросети; Защита особо опасных помещений — в случае если расчет производится для УЗО обеспечивающего общую защиту електросети в особо опасных помещениях, например в бане, сауне, ванной комнате, душевой и т.д.; Защита отдельного электроприемника — в случае если расчет производится для УЗО обеспечивающего защиту отдельного электроприемника, например: стиральной машины, посудомоечной машины, бойлера и т.д.
- Указываем мощность электросети вкилоВаттах (1килоВатт=1000Ватт), и выбираем тип указанной мощности: «Максимальная разрешенная к использованию мощность» — если мощность взята из проекта (технических условий) на дом (квартиру) или из договора на электроснабжения; «Суммарная мощность всех электроприборов которые будут подключаться в электросеть» — в случае если указанная мощность была получена путем суммирования мощностей всего электрооборудования в доме (квартире); «Мощность конкретного электроприбора» — в случае если указанная мощность относится к одному электроприемнику который будет защищать рассчитываемое УЗО (например, мощность стиральной машины если на нее будет устанавливаться отдельное УЗО), либо суммарная мощность группы электроприемников включение которых происходит одновременно.
- Выбираем напряжение сети 220 Вольт — для однофазной сети, либо 380 Вольт — для трехфазной.
- Вводим длину электросети (всех ее участков подключенных к рассчитываемому УЗО) в метрах — Длину необходимо вводить только при профессиональном способе расчета.
- Нажимаем кнопку «РАСЧИТАТЬ»
В результате расчета мы получаем требуемые стандартные значения номинального тока и дифференциального тока (тока утечки) УЗО которое сможет обеспечить надежную защиту вашей электросети.
Оказался ли полезен для Вас данный онлайн калькулятор? Или может быть у Вас остались вопросы? Напишите нам в комментариях!
Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.
Я умер. Почему УЗО не спасло?
УЗО не панацея, но лучше пока ничего не придумали. Если взяться одной рукой за фазный проводник, а второй рукой за нулевой, то для электросети вы будете лишь очередным нагревателем, дифференциальный ток не появится и УЗО не сработает. Также если сунуть палец в патрон лампы — ток потечет через палец, но утечки в землю не будет, УЗО не отключится. Поэтому даже наличие такой защиты не означает, что можно терять бдительность и осторожность. Опытный электрик даже жену не берет одновременно за две груди 
