УЗО (устройство защитного отключения) принцип действия, выбор

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

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

Принцип действия УЗО

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

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

Ф∑ = ФL – ФN = 0.

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

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

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

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

Как выбрать УЗО

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

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

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

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

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

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

Как выбрать УЗО для квартиры

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

Что такое селективное УЗО и как рассчитать его

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

Вот пример схемы, на которой изображено селективное УЗО.

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

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

Почему и в каких случаях срабатывает УЗО

Существуют два основных случая почему срабатывает УЗО:

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

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

Трехфазное УЗО и однофазное

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

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

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

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

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

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

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

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

Принцип защиты и функции УЗО

class=»eliadunit»>

 

Вступление

Для защиты людей и животных разработаны специальные электротехнические устройства. Называются они устройство защитного отключения, сокращенно УЗО. УЗО защищает от поражения электрическим током, при касании оборудования оказавшегося под напряжением. Защита происходит как при прямом, так и при косвенном касании оборудования, находящегося под напряжением. Кроме этой задачи УЗО используется для контролирования состояния изоляции электропроводки. Это обеспечивает дополнительную защиту помещения от пажара. Разберем функции устройства защитного отключения (УЗО) подробнее.

Функции УЗО

УЗО защищает человека и животных от поражения током при прикосновении к корпусам электроприборов, оказавшихся под напряжением.

Токопроводящие корпуса и отдельные элементы оборудования и приборов могут оказаться под напряжением. Это безусловно аварийная ситуация и возникнуть она может в двух случаях.

1. Если на корпус прибора замкнулся фазный провод электропроводки, то при условии заземления корпуса, происходит так называемое короткое замыкание. Для отключения сети, при коротком замыкании, предназначены автоматы защиты. Но корпус может быть не заземлен или сопротивление цепи замыкания очень велико и автоматы защиты не сработают. Решит задачу защиты, в этом случае, установка УЗО в электроцепь.
2. Или касание фазного провода корпуса оборудования не полное. Тоесть изоляция на токоведущих проводах может лишь повредится, и тогда появятся, так называемые токи утечки. Ток утечки может не только неприятно «кусаться», но быть смертельно опасным, особенно во влажных помещениях. Защитит от токов утечки правильно подобранное и установленное УЗО.

Выводы

Основные функции УЗО две:

• Обнаруживать ток утечки и автоматически отключать электрическую цепь. Время отключения цепи УЗО 200 миллисекунд (1 миллисекунда =0,001 секунды).
• Защищать не только от косвенного, но и от прямого прикосновения. Прямое прикосновение это касание человеком или зверем к токоведущим частям приборов находящихся под напряжением.

Дополнительная функция УЗО

УЗО установленное на входе электропитания в дом, обеспечивает дополнительную пожаробезопасность помещения. В некоторых странах установка УЗО с чувствительностью в 500 mAобязательно. У нас (в РФ) установка УЗО на 300 mAна вводе в дом, для защиты от пожара носит рекомендательный характер.

Разберем, как УЗО контролирует токи утечки и как вообще оно срабатывает.

Принцип действия устройства защитного отключения (УЗО)

Рассмотрим принцип действия УЗО, на объяснении принципа действия реле тока повреждения (Схема 1,Схема 2)

В корпусе УЗО есть магнитная цепь, выполненная из кругового сердечника . Вокруг сердечника протекают ток ВХОДА потребителя (I1) и ток ВЫХОДА потребителя(I2).В нормальном режиме работы эти токи равны и система находится в равновесии.

УЗО — стратегия выбора

Приветствую вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info.

В одной из предыдущих публикаций я подробно рассматривал свое видение того, как правильно выбирать автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы. В ней речь идет о трех основных факторах, которые необходимо учитывать при выборе электрических аппаратов защиты. То есть подход должен быть комплексным.

В рамках курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство, в соответствии с этими факторами были подробно рассмотрены принцип действия УЗО, его конструкция, основные технические характеристики, расчет и выбор, а также ряд других вопросов.

В завершении раздела, посвященного устройствам защитного отключения, хочу предложить комплексный обобщающий алгоритм выбора — стратегию выбора УЗО.

Идея создания понятного простого пошагового алгоритма возникла давно. Хотелось создать универсальный пошаговый алгоритм, который бы подходил для любого случая и вписывался бы в концепцию комплексного подхода, о котором я говорил выше.

Алгоритм универсальный, выполняя последовательность из девяти основных шагов, вы сможете рассчитать и выбрать УЗО для любого бытового применения.

Стратегия выбора УЗО — пошаговый универсальный алгоритм выбора.

 

Рассмотрим вкратце каждый из девяти этапов.

ВАЖНО!

Полностью подробно весь алгоритм выбора от и до, с конкретным обзором и расчетами каждого этапа  смотрите в ВИДЕО внизу этой статьи.

1 этап.

Прежде всего необходимо определиться с типом используемой электросети: однофазная или трехфазная. Это позволит определиться с форм-фактором необходимого УЗО.

2 этап.

Выбираем уставку УЗО по току утечки, т.е. определяем чувствительность УЗО.

Для этого необходимо рассчитать предполагаемый ток утечки в электроустановке и, исходя из расчета, выбрать уставку УЗО. При этом помним, что УЗО бывают для защиты человека от поражения электрическим током и противопожарные.

В каких случаях какой тип УЗО применяется я подробно рассматривал в предыдущей серии статей по устройствам защитного отключения в рамках рассматриваемого курса Автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы — подробное руководство. Подробно смотрите в видео.

3 этап.

Определяем номинальный ток УЗО.

При этом необходимо принимать во внимание, что УЗО может быть установлено на вводе, может быть одно на несколько групп, или отдельное, защищающее конкретного потребителя. В каждом из случаев номинальный ток самого УЗО должен правильно соотноситься с номинальными токами установленных в цепь последовательно с ним автоматических выключателей.

4 этап.

Определяемся с типом, необходимого нам УЗО. Многие современные энергопоребители имеют сложные схемы управления, которые при пробое изоляции помимо синусоидальных могут создавать и пульсирующие токи утечки постоянного тока. Поэтому важно выбрать тип УЗО, реагирующие на соответствующие токи утечки.

5 этап.

На этом этапе необходимо определиться с типом конструктивного исполнения. Как мы помним, УЗО бывают не зависящие от внешнего питания — электромеханические, и требующие для своей работы дополнительное питание — электронные. Эти типы УЗО отличаются стоимостью и по разному ведут себя при аварийных режимах работы электрической сети.

6 этап.

Определяем номинальный условный ток короткого замыкания, т.е. стойкость УЗО к токам короткого замыкания. От этого параметра напрямую зависит надежность и прочность самого УЗО. Если этот параметр выбрать неправильно, то в случае возникновения в цепи короткого замыкания, механизм УЗО может выйти из строя, и оно окажется неработоспособным.

7 этап.

Если предполагается использовать несколько УЗО последовательно, необходимо правильно организовать селективность их работы. В противном случае будут отключаться либо нижестоящее и вышестоящее УЗО одновременно, либо одно из них.

Выполняя условия селективности, при возникновении в защищаемой ими линии тока утечки, сработает только то УЗО, которое расположено ближе к месту повреждения.

8 этап.

Выбираем дополнительные параметры.

Изучая основные технические характеристики устройств защитного отключения, мы подробно рассматривали, что они выпускаются для эксплуатации в различных климатических условиях, имеют различную степень защиты от внешней среды, нормируются параметры питающей электрической сети.

Эти и другие параметры выбираются на этом этапе.

9 этап.

Завершающий этап — выбор бренда (фирмы) производителя, выбор конкретной серии.

Более подробно и развернуто стратегию выбора УЗО с конкретным описанием каждого этапа смотрите в видео

УЗО — пошаговый алгоритм выбора:

Рекомендую материалы по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Конструкция (устройство) УЗО.

Устройство УЗО и принцип действия.

Принцип работы трехфазного УЗО.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

УЗО основные характеристики. Часть 1.

УЗО основные характеристики. Часть 2.

УЗО селективность работы.

Как выбрать УЗО.

УЗО. Принцип действия,конструкция

В данной статье речь пойдет о принципе действия и из каких составных частей состоит УЗО.

Устройство защитного отключения управляемое дифференциальным током или выключатель дифференциальный (УЗО-Д или просто УЗО) – коммутационный аппарат или совокупность элементов, которые при достижении заданного значения дифференциальным током в процессе эксплуатации, должен отключать нагрузку.

Принцип действия и конструкцию УЗО рассмотрим на примере двухполюсного устройства функционально независимого от напряжения питающей сети, см. рис.1 и 2.

УЗО состоит из, см.рис.1:

• дифференциального (суммирующего) трансформатора тока – 1, состоящего из двух первичных обмоток ω1 и ω2 и одной вторичной обмотки ω0 — 2;
• электромагнитного расцепителя – 3;
• пружинного привода – 4;
• коммутационный аппарат QF – 5;
• кнопки «ТЕСТ» для проверки работоспособности УЗО – 6;

В нормальном режиме работы электроустановки при протекании рабочего тока, нагрузки векторов тока в фазном (прямом) проводе I₁ и нулевом (обратном) проводе I₂, направлены встречно и равны между собой:

|I₁| = |I₂| или I₁ + I₂ = 0

соответственно через первичные обмотки ω1 и ω2 трансформатора тока 1 дифференциальный ток (ток утечки) – отсутствует.

При этом намагничивающее действие магнитодвижущих сил I₁ω₁, I₂ω₂ – взаимокомпенсируются, то есть:

I₁ω₁ = I₂ω₂

а магнитные потоки Ф1, Ф2 в сердечнике трансформатора тока пропорциональны магнитодвижущим силам.

Ф1 = I₁ω₁; Ф2 = I₂ω₂ или Ф1 = Ф2

Из всего выше изложенного, можно сделать вывод, что через вторичную обмотку ω0 трансформатора тока, дифференциальный ток (ток утечки) отсутствует и УЗО не срабатывает.

В случае пробоя изоляции фазного провода на корпус электроприемника или на землю, а также когда человек дотронулся к открытым токоведущим частям, возникает ток утечки.

В этом случае нарушается баланс токов в фазном и нулевом проводе, т.е I₁ не равно I₂.

В результате в сердечнике ТТ появляется магнитный поток, который наводит ЭДС во вторичной обмотки ω0.

Ток возникающий при наведении ЭДС, является током отключения для электромагнитного расцепителя 3 и определяется по формуле:

Iч = Uф/R0+ Rч

где:

• Iч – ток, протекающий через тело человека, А;
• Uф – фазное напряжение, В;
• R0 – рабочее сопротивление заземления нейтрали, Ом (данное значение сопротивления нужно брать с ПУЭ глава 1.7, как правило оно составляет 4 Ом), в принципе данным сопротивлением в расчетах можно пренебречь;
• Rч – среднее значение сопротивления тела человека, в расчетах принимается – 1000 Ом при напряжении прикосновения Uпр=50 В и выше, а при Uпр=36 В сопротивление тела человека равно – 6000 Ом.

Например, если человек прикоснется к оголенному фазному проводу, ток протекающий через тело человека при фазном напряжении 220 В, определяются по соотношению:

Iч = Uф/R0+ Rч = 220/4 +1000 = 0,22 А

Данный ток опасен для жизни человека. При таком токе сработает электромагнитный расцепитель и отключит коммутационный аппарат QF, который своими контактами разомкнет поврежденный участок электрической цепи.

В данном примере сопротивления диэлектрической обуви (Rоб = 45 кОм) и пола (Rп = 100 кОм) не учитывалось, так как нету никакого смысла тогда использовать УЗО для таких электроустановок.

Предельно допустимые значения Uпр и Iч в электроустановках до 1000 В в зависимости от продолжительности воздействия в секундах приведены в таблице 1.

Поделиться в социальных сетях

Принцип работы устройства защитного отключения (УЗО) | ЭлектроАС

Дата: 6 января, 2010 | Рубрика: Статьи, Электромонтаж, Электромонтажные работы
Метки: Аппарат защиты, Дифавтомат, УЗО, Утечка тока

Этот материал подготовлен специалистами компании «ЭлектроАС».
Нужен электромонтаж или электроизмерения? Звоните нам!

Давайте разберемся, что же такое устройство защитного отключения, для чего оно нужно, как правильно выполнить его электромонтаж и проконтролировать его исправность (далее для краткости мы будем называть его как принято в литературе – УЗО).

Статьи цикла «Устройство защитного отключения (УЗО)»:
1. Принцип работы устройства защитного отключения (УЗО)
2. Классификация и типы устройства защитного отключения (УЗО)
3. Что требуется учесть при электромонтаже устройства защитного отключения (УЗО)
4. Электролаборатория – замеры и испытание выключателей автоматических управляемых дифференциальным током (УЗО)
5. Почему нельзя устанавливать УЗО в системе заземления “TN-C”?

Все УЗО используются с одной важной целью – для защиты человека от поражения электрическим током при возникновении неисправности электрооборудования и отключения подачи энергии при непреднамеренном контакте человека с открытыми токопроводящими частями электроустановок во время утечки тока. Предохранит УЗО и от возгорания электропроводки при замыкании на корпус или на землю. Кроме УЗО для защиты используют также дифференциальные автоматы, которые объединяют в своем конструктиве одновременно УЗО и автоматический выключатель, что, конечно, экономит место при электромонтаже в силовых и распределительных щитах, но может обойтись значительно дороже. Впрочем, к дифференциальным автоматам (или дифавтоматам) мы вернемся несколько позже.

Итак – УЗО. Что же это такое с точки зрения схемотехники? В принципе это просто быстродействующий выключатель. Принцип его работы основан на реакции датчика тока на изменение дифференциального тока в проводниках, по которым электроэнергия подается на электроустановку, для которой организована защита. В качестве датчика тока используют дифференциальный трансформатор тока, намотанный на тороидальном сердечнике. Пороговый элемент, который определяет при каком токе будет срабатывать УЗО, делают, как правило, на магнитоэлектрическом реле с высокой чувствительностью. Релейные конструкции проверены временем и являются очень надежными. Однако в настоящее время появились и электронные УЗО, в которых роль порогового элемента отведена специальной электронной схеме. Реле приводит в действие исполнительный механизм, который собственно и разрывает электрическую цепь. Такой механизм представляет собой контактную группу, рассчитанную на максимально указанный в паспорте на УЗО ток, и пружинный привод, разрывающий цепь в случае внештатной ситуации. Для тестирования исправности УЗО в его составе обычно имеется специальная цепь, которая искусственно создает утечку тока для срабатывания устройства, благодаря чему можно выполнять периодический контроль его исправности без вызова специалистов электролаборатории для проведения периодических электроизмерений.
Работает УЗО следующим образом:

При нормальной работе системы электроснабжения и, следовательно, отсутствии утечки, рабочий ток, протекая через включенные встречно первичные обмотки трансформатора (которые соединены с прямым и обратным проводниками, ведущими к нагрузке), наводит встречно направленные магнитные потоки, одинаковые по величине. Их взаимодействие приводит к тому, что ток вторичной обмотки практически равен нулю и пороговый элемент не срабатывает. При возникновении внештатной ситуации – появлении утечки тока или при прикосновении человека к токоведущим частям во время утечки тока (по сути, возникновение той же утечки через тело человека) баланс токов в первичных обмотках трансформатора будет нарушен, что вызовет появление тока во вторичной обмотке. В свою очередь, наведенный во вторичной обмотке ток приведет к срабатыванию порогового элемента и приведению в действие исполнительного механизма. Этот механизм вызывает обесточивание контролируемой цепи.
Если вскрыть УЗО, то можно наблюдать приблизительно следующую картину:

Корпус, обозначенный (1) делают из стойкой к возгоранию пластмассы, обычно на нем смонтированы замки (2) для установки на DIN рейку щитка. Датчик наличия дифференциального тока – трансформатор тока (3), сигнал с которого поступает на электромагнитное реле (4) управляющее токовым расцепителем (5). Для снижения возможности возникновения электроразрядной дуги устанавливают дугогасительные камеры (6). Электромонтаж осуществляется через качественные зажимы из посеребренной меди и стали(7).

Статьи цикла «Устройство защитного отключения (УЗО)»:
1. Принцип работы устройства защитного отключения (УЗО)
2. Классификация и типы устройства защитного отключения (УЗО)
3. Что требуется учесть при электромонтаже устройства защитного отключения (УЗО)
4. Электролаборатория – замеры и испытание выключателей автоматических управляемых дифференциальным током (УЗО)
5. Почему нельзя устанавливать УЗО в системе заземления “TN-C”?

определение, назначение, принцип действия, модификации

Устройство защитного отключения- устройство для отключения подачи напряжения в сеть (или для отдельного потребителя) при следующих рисках:

1. При утечке тока на землю для защиты человека.
2. При утечке тока на землю для защиты оборудования.
3. При риске замкнуть контакты сети при повышенной влажности.

Важно:

• УЗО не срабатывает мгновенно при коротких замыканиях и перегрузке сети. Но срабатывает, в результате этих условий, позже. Это важно помнить и применять для защиты от КЗ, перегрузки и перенапряжения соответствующие устройства (автоматические выключатели, реле контроля напряжения).
• УЗО не защищает от КЗ и перенапряжения. Но часто оно входит в комбинированные устройства защиты, является его составной частью, как в дифавтоматах, защищающих и от утечки, и от перегрузки.
• УЗО никогда не подключают к проводникам заземления!

Из практики:

• 1. Дифавтомат является дорогим устройством, совмещающим в себе две функции: защита от перегрузки и защита от утечки тока. Применять необходимо либо очень качественные дифференциальные автоматы, либо использовать устройства защиты с отдельными функциями – это надежнее.
  2. УЗО устанавливается после автоматических вводных выключателей и устройств молниезащиты, так как не имеет собственной защиты от сверхтоков.

Параметры срабатывания

1. При касании человеком открытых токоведущих частей. Пример: для защиты детей от «проверок» розеток металлическими предметами.
2. При заземлении оборудования и утечке дифференциального тока (тока с очень малой силой). Пример: поврежденная проводка соприкасается с заземленным корпусом.
3. При перемене проводников (перепутали «землю» и «ноль», «фазу» и «ноль»).
4. Время срабатывания – от 10…25 мс. Это очень короткое время. За данный промежуток человек не успевает получить ощутимый удар током, а оборудование – значительные повреждения.

Устройство и принцип работы

Кратко.

В основе устройства – дифференциальный трансформатор. Как только появляется ток утечки (возникает только в фазном проводнике), во вторичной обмотке наводится напряжение, пропорциональное ему. Возникает ЭДС, которая приводит в действие расцепитель контактов. При превышении порога утечки произойдет срабатывание выключателя.

В зависимости от степени сложности и назначения УЗО может быть:

• автоматическим (для постоянной защиты цепи),
• подключаемым (срабатывает только при подключении прибора к сети питания), электромеханические (не требует питания),
• чувствительным (для защиты людей, с низким порогом срабатывания),
• с высоким порогом тока утечки (для защиты только оборудования),
• регулируемые (для оборудования)

Подробно с картинкой

При нажатии кнопки (3)контакты(4) (а также ещё один контакт, скрытый за узлом (5)) замыкаются, и УЗО пропускает ток.Соленоид(5) удерживает контакты в рабочем состоянии.

Катушка (6) – это вторичная обмотка дифференциального трансформатора тока, Через который проходят фазный и нулевой проводники. Проводники не имеют контакта с катушкой[6].

Любая утечка тока нарушает баланс в трансформаторе: через фазу идет больший ток, чем по нулевому проводнику. ток в первичной обмотке возбуждает ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС моментально регистрируется устройством слежения (7), которое отключает питание соленоида (5), он расцепляет контакты (4) и обесточивает сеть.

Проверка работы УЗО

В устройстве также предусмотрена система теста на работоспособность. Рекомендуется проверять все УЗО с периодичностью 1 раз в квартал (ПТЭЭПприл. 3, табл. 28, п.28.7)либо при подключении ответственных потребителей (для высокоточного оборудования, энергоемкой техники и т. п.). Принесрабатывании режима «тест» УЗО необходимо менять.

Режим «тест» не фиксирует правильность подключения УЗО. Операцию подключения прибора должен проводить опытный электрик.

Рассмотрим несколько УЗО разных производителей и модификаций:

1. ABB ВДТ 2P/2M F202 AC-40/0,03

Выключатели дифференциального тока F202

Серия: F200

Количество полюсов: 2P

Номинальный ток: 40 А

Номинальный дифференциальный ток: 30 mA

Тип тока: A (реагирует на дифференциальный переменный ток)

Номинальное напряжение: 230 В~

Номинальное напряжение изоляции: 500 В~

Количество модулей: 2

Механическая износостойкость: 20000 циклов

Электрическая износостойкость: 10000 циклов

Тип зажима: цилиндрическая 2-направленная клемма с защитой от неправильного монтажа

Сечение проводников: 25 мм2

---

2. УЗО ИЭК 2П 25А 30mА

Быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток, без встроенной защиты от сверхтоков. Предназначен для защиты человека от поражения электрическим током при случайном непреднамеренном прикосновении к токоведущим частям электроустановок и предотвращает возникновение пожаров вследствие протекания токов утечки на землю. Не имеет собственного потребления электроэнергии и обладает высокой механической износостойкостью.

Технические характеристики:

Количество полюсов 2

Номинальный ток 25 А

Номинал. дифф. ток 30 mA

Класс срабатывания Тип АС

---

3. УЗО ВД1-63 2Р 40А 30мА

Технические характеристики:

Количество полюсов: 2

Номинальный ток, А: 40

Номинальный отключающий дифференциальный ток, мA: 30

Соответствуют стандартам: ГОСТ Р 51326.1­99

Номинальное напряжение частотой 50 Гц, В: 230/400

Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания, А: 3 000 (10000 — для 80 и 100 А)

Рабочая характеристика при наличии дифференциального тока: АС

Условия эксплуатации: УХЛ4

Степень защиты выключателя: IP20

Электрическая износостойкость, циклов В­О, не менее: 4 000

Механическая износостойкость, циклов В­О, не менее: 10 000

Максимальное сечение присоединяемых проводов, мм2:

25 — для многожильного проводника, 35 — для одножильного

Диапазон рабочих температур, °С: от -25 до +40

принцип работы и схема подключения в однофазной сети

УЗО в любой электрической цепи является очень важным элементом. Основное предназначение УЗО состоит в обеспечении защиты человека от поражения током при контакте с токоведущими частями. Помимо этого, УЗО, принцип работы которого будет рассмотрен в данной статье, предотвращает вероятность возникновения пожаров, которые могут быть спровоцированы возгоранием электропроводки.

В определенных ситуациях УЗО, принцип работы которого достаточно прост, прекращает подачу на защищаемую линию напряжения. Происходит это в случае, если человек прикасается к токоведущим частям электроустановок, и к элементам нетоковедущим, которые в результате пробоя изоляции оказались под напряжением. Еще одной причиной размыкания контактов является возникновение утечки тока на корпус электроустановки или землю.

Рассмотрение принципа работы УЗО в общем и на конкретном примере

Когда сдаются недорогие квартиры от застройщика, то вся электрика, в том числе УЗО и диффавтоматы, а также разводка и автоматы отключения, уже установлены. Если же вы строите свой дом или хотите установить УЗО в квартире своими руками, то вам стоит знать принцип действия этого устройства и правила его установки.

УЗО (принцип работы основан на определении входящих и исходящих токов на входе в систему) может реагировать на минимальные утечки и выполнять свою защитную функцию. Для измерения утечки, в прибор установлен такой чувствительный элемент, как дифференциальный трансформатор, обладающий тремя обмотками.

Принцип действия УЗО легко можно понять на конкретном примере. Если человек прикасается к токоведущим частям установки, или же возникает пробой изоляции на ее корпусе, величина тока, текущего по фазному проводу, превысит величину тока в нулевом проводе.

Суммарный (итоговый) поток магнитной индукции, при этом, обязательно изменится, будет отличаться от нуля и будет являться причиной наведения в управляющей обмотке тока. Реле, к которому обмотка подключена, сработает, и в движение будет приведен расцепитель контактов силовых защитного устройства.

Подобный принцип действия УЗО, в результате которого за доли секунды обесточивается опасная электроустановка, обеспечивает сохранность человеческого здоровья.

Подключение УЗО к сети однофазной: основные правила

Схема УЗО указана на корпусе прибора и позволяет понять принцип его действия, правильно подключить устройство в схему защиты электрической цепи, избегая некорректной работы устройства или выхода его из строя.

Схема УЗО, по которой оно подключается в систему электроснабжения, зависит от различных параметров и факторов. В жилых помещениях, как правило, используется однофазный вариант электропроводки с номинальным напряжением 220 В.

Перед установкой нужно не только понять принцип работы УЗО в однофазной сети, но и ознакомиться с правилами безопасности.

Принцип работы УЗО и схема подключения подразумевают использование двух проводов проводки, подключаемых к входным клеммам, и двух проводов на выход прибора, подсоединяемых к соответствующим выходным клеммам. Устанавливать прибор нужно только при отключенном напряжении. Перед осуществлением установки, нужно убедиться, что в щитке для выбранного прибора достаточно места.

Принцип работы УЗО и схема подключения его достаточно просты. Существует несколько вариантов установки этого устройства, но принцип, в целом, остается неизменным.

Наиболее распространенным и доступным является вариант, при котором устройство стоит на входе в дом/квартиру. Недостаток этого варианта заключается в том, что при срабатывании прибора обесточивается все жилое помещение, а определять причину происходящего сложно.

Более дорогостоящим, однако, очень удобным является вариант подключения с установкой нескольких УЗО — в этом случае, каждое устройство будет отвечать за отдельную группу розеток или освещения.