Принцип работы узо – Узо принцип работы и подключение

Содержание

схема подключения к сети трехфазного и однофазного автомата

Наличие в быту и на производстве множества устройств, работающих от сети переменного напряжения, создает опасность удара электрическим током в некоторых ситуациях. Протекающий через организм человека ток, начиная от некоторого минимального значения, может быть смертельно опасным. Для защиты человека, а также предотвращения поломок оборудования разработаны несколько типов устройств, позволяющих в автоматическом режиме прекратить подачу электрической энергии, в зависимости от изменения заданных предельных параметров.

УЗО

Одно из таких устройств – устройство защитного отключения, далее УЗО,  будет рассматриваться ниже. Будут изучены принцип работы УЗО и схема подключения, а также даны рекомендации по выбору параметров.

Назначение УЗО

Защита реагирует на появление утечки в электрических цепях. При превышении тока свыше порогового значения устройство практически мгновенно размыкает электрическую цепь, снимая питание с аппаратуры. Причин возникновения утечки может быть множество:

  • Старение изоляции проводов и изменение ее свойств;
  • Нарушение изоляции посторонними предметами или под действием внешних условий;
  • Повреждение аппаратуры;
  • Нарушение контактов.

В быту наиболее опасными в плане появления утечек являются устройства, снабженные водонагревателями:

  • Бойлеры;
  • Стиральные и посудомоечные машины;
  • Электрические котлы отопления.

В перечисленных устройствах имеется нагреватель – ТЭН, который непосредственно контактирует с водой. При перегреве из-за отложений накипи поверхность нагревателя лопается, и вода поступает к нагревательной спирали, вызывая утечку.

Неисправный ТЭН

Существует некоторая разница в работе УЗО в случае заземленной аппаратуры и такой, которая работает без заземления.

Если устройства заземлены, то повреждение внутри них вызывает утечки на заземляющий проводник, в результате чего срабатывает защита и отключает аппаратуру.

При отсутствии заземления неисправный прибор ничем не выдает своей поломки. Но на его корпусе может присутствовать опасный потенциал. Ток утечки возникает только в случае прикосновения, преднамеренного или случайного. Поэтому очень важен такой параметр, как быстродействие срабатывания.

Принцип работы

Работа устройства защитного отключения основывается на измерении разности токов, протекающих в фазном и нулевом проводах сети. В идеальных условиях эта разность равна нулю, но при повреждениях часть тока идет по иному пути, минуя нулевой провод. Таким образом, устройство фиксирует разность, и если она больше нормы, производит отключение цепи.

Принцип работы УЗО в однофазной сети основан на измерении разности токов проводников при помощи дифференциального трансформатора, который представляет собой трансформатор тока с тремя обмотками. По двум из них протекают токи фазного и нулевого проводника, а с третьей, состоящей из большого числа витков, снимают напряжение, пропорциональное разности.

В нормальном состоянии магнитные потоки фазного и нулевого провода взаимно вычитаются, поэтому напряжение на контрольной обмотке отсутствует. Разница токов вызывает появление разностного магнитного потока, который создает ЭДС в витках контрольной обмотки, которая нагружена на высокочувствительное магнитоэлектрическое рале. Реле, в свою очередь, контактами размыкает электрическую цепь.

Принцип работы

Обратите внимание! Размыкание цепи приводит к пропаданию тока в обмотках дифференциального трансформатора, но реле при этом не возвращает контакты в замкнутое положение. Разблокировку контактов можно выполнить только вручную.

Принцип работы трехфазных УЗО идентичен однофазному, за исключением того, что в трансформаторе имеется четыре токовых обмотки, поскольку в трехфазной сети при нормальной работе должно соблюдаться равенство суммы фазных токов и тока в нулевом проводе.

Разработка малогабаритных устройств защитного отключения стала возможной после появления материалов с высокой коэрцитивной силой. В противном случае для получения необходимой ЭДС контрольной обмотки требовалось бы значительное количество витков в токовых обмотках.

Важно! УЗО не срабатывает в случае превышения допустимого тока в сети, например, при коротком замыкании. Для этих случаев существуют автоматические выключатели. Другое дело, если фазный провод будет закорочен на заземление. Для УЗО в этом случае нет разницы, утечка ли это или КЗ на землю. Оно сработает.

Для проверки работоспособности в конструкции предусмотрена цепь, которая имитирует утечку. Цепь подключается нажатием кнопки «Тест», в результате чего устройство должно сработать. В действующих сетях такую проверку рекомендуется производить не реже, чем один раз в месяц.

Подключение УЗО

Для защиты от удара электрическим током рекомендуется устанавливать УЗО сразу после счетчика, между ним и автоматическим выключателем данного участка цепи. В идеальном случае УЗО должен устанавливаться на все цепи квартирной проводки, но обычно его устанавливают только там, где без него не обойтись: в цепях кухонь, ванных комнат, то есть там, где высока вероятность появления утечек и неблагоприятные условия в отношении электробезопасности.

Довольно часто можно встретить распределительные щиты, в которых установлено одно УЗО сразу на несколько цепей. Для этого после защитного устройства устанавливаются несколько автоматов, контролирующих соответствующие цепи.

Подключение устройств защиты не отличается сложностью. Главное – четко следовать за соответствием наименований подключаемых клемм и подводимых проводов. На клеммах устройства имеются надписи:

  • L – клемма подключения фазного провода;
  • N – клемма подключения нейтрали.

Если перепутать клеммы, то страшного ничего не произойдет, просто возможны ложные срабатывания устройства.

Часто задают вопрос, как правильно подключить УЗО, до автоматов или после них? Можно встретить утверждение, что автоматы необходимы не только для аварийного размыкания цепи, но и для защиты самого УЗО. На самом деле нет никакой разницы, какой будет схема включения, поскольку автоматы рассчитаны на ток, меньший, чем способны выдерживать УЗО, и сработают они раньше, чем защита выйдет из строя. Другое дело в удобстве монтажа. Рассмотрим несколько вариантов:

  1. УЗО и автомат защищают одну цепь, и автомат установлен первым. Тогда провода к электросчетчикам подключаются таким образом: нулевой – подключается сразу к УЗО, а фазный – сначала заводится на автомат. В результате оба провода, идущие к потребителям, подключаются к выходным клеммам УЗО;
  2. То же самое, но автомат установлен последним. Оба провода от счетчика идут к УЗО, а затем фазный – подключается к автомату. Получается, что к потребителю фазный и нулевой проводники будут идти от разных устройств, а это усложняет понимание устройства электрощитка и не исключает путаницы;
  3. Одно УЗО защищает несколько цепей. Здесь единственный верный вариант, когда автоматы установлены после защиты, поскольку только таким образом можно произвести разделение цепей.

Схема включения

Отличия УЗО и дифференциального автомата

Для защиты потребителей в распределительных щитках могут устанавливаться комбинированные устройства, которые совмещают одновременно несколько функций: защиту от короткого замыкания, подобно автоматическому выключателю, и защиту от токов утечки, использующую одинаковый с УЗО принцип работы. Конструктивно это представляет собой два устройства, помещенные в один корпус.

Для неискушенного потребителя внешний вид УЗО и дифавтомата совершенно одинаков. Различить их можно только по маркировке. Для отечественных устройств маркировка УЗО начинается с символов ВД – «выключатель дифференциальный», а дифавтомата с символов АВДТ – «автоматический выключатель дифференциального тока». В импортных изделиях принцип маркировки иной. В любом случае на обоих типах устройств имеется обозначение максимального тока, только на дифавтоматах оно начинается с буквенных символов B, C или D, которые определяют характеристику автоматического выключателя:

  • 16А – устройство защитного отключения с номинальным током 16 А;
  • С16А – дифференциальный автомат с током срабатывания 16 А.

Дифавтомат

Более детально все различия можно увидеть на видео, которых много в свободном доступе.

Основное преимущество дифавтоматов – снижение количества точек коммутации, что особенно актуально в сложных электрических щитах с множеством цепей. Пока это единственное достоинство. Недостатков несколько:

  • Стоимость дифавтомата выше, чем сумма затрат на УЗО и автоматический выключатель;
  • Замена также выходит дороже, так как в случае раздельной установки защитных устройств замену будет требовать только одно из них;
  • При срабатывании дифавтомата невозможно определить причину неисправности: короткое замыкание или утечка.

Как выбрать УЗО по параметрам

Основными параметрами устройств защитного отключения являются величина тока срабатывания и номинальный ток. Первая величина определяет значение тока утечки, при котором устройство гарантированно срабатывает, а вторая – характеризует максимальный ток нагрузки, который не приводит к повреждению устройства.

УЗО выпускаются с током срабатывания от 6 до 500 мА. На маркировке обычно указывается значение в амперах из стандартного ряда значений:

  • 0.006А;
  • 0.01А;
  • 0.03А;
  • 0.1А;
  • 0.3А;
  • 0.5А.

Естественное желание каждого – максимально обезопасить себя и близких, установив защиту с минимальным значением тока срабатывания. Но при этом необходимо учитывать состояние электропроводки, поскольку малейшее нарушение характеристик изоляции может вызвать ложные отключения устройством защищаемых цепей.

На практике установлено, что нормальную защиту обеспечивают устройства с током срабатывания 30мА или 0.03А. Значение номинального тока также выбирается из стандартного ряда значений от 6 до 125А.

Обратите внимание! Номинальный ток УЗО должен быть больше, чем ток срабатывания автоматического выключателя.

Электричество не допускает ошибок, поэтому все работы с электрическими сетями, начиная от проектирования и заканчивая монтажом, следует производить только при наличии опыта и навыков, в противном случае безопаснее доверить работу профессионалам, не подвергая себя ненужному риску.

Видео

amperof.ru

Принципы работы узо, 3 Фото с отличиями УЗО типа А и АС

Виды узо, принцип работы узо и дифференциального автомата, как проверить узо, ошибки при его подключении, с какой периодичностью проводят проверки. +3 Фото с отличиями УЗО типа А и АС

ТЕСТ:

Небольшой тест покажет уровень знаний данной темы и важность выбора оптимального электроаппарата защиты.
  1. Нужны ли отдельные линии для подключения мощных домашних электроприборов?

а) да;

б) нет.

  1. С каким током утечки необходимо устанавливать УЗО для детских комнат?

а) 10 мА;

б) 30 мА;

в) 100 мА.

  1. Есть ли разница, какой тип УЗО приобретать для дома А или АС?

а) да;

б) нет.

  1. Что надежнее УЗО+АВ или АД?

а) УЗО+АВ;

б) АД.

Ответы:

  1. Да. Отдельно проведенные линии позволяют разгрузить вводные автоматы и устроить более надежные внутридомовые электрически сети.
  2. 10 мА. Сопротивление тела ребенка меньше, чем у взрослого человека. 10 мА — единственно допустимая условно безопасная величина протекающего тока утечки.
  3. Да. Приборы с характеристикой А защищают не только от переменного, но и постоянного импульсного потенциала.
  4. УЗО+АВ. Отключение АД не устанавливает причину сбоя: КЗ или ток утечки. В случае с устройством защитного отключения и автоматом иначе, повторное включение АВ перед ним позволяет определить наличие короткого замыкания в системе. Также при выходе из строя дифавтомата, понадобится замена узла на новый. В другом случае, необходима замена АВ либо устройства защитного отключения.

Устройство защитного отключения – электроаппарат, предназначенный для защиты человека от поражения токами утечки. Это ключевой элемент в обеспечении безопасности пользования бытовыми электрическими сетями.

Современные внутридомовые проводки выполняются трехпроводными, а требования действующих Правил Устройства Электроустановок  предполагает обязательное наличие дифференциальной защиты. Распределительные электрические щиты оборудуются дифференциальными выключателями (устройствами, чувствительными к токам утечки) и УЗО. Устройство устанавливаются для розеточной группы и сети освещения, а также для стационарных бытовых электрических приборов.

Неправильное подключение прибора приводит к снижению уровня безопасности электрической сети и его некорректной работе (ложным срабатываниям).

Для правильного подключения электроаппарата необходимо понимать его принцип работы и устройство.

Рис.1 Многоуровневая защита от дифференциальных токов

На схеме изображена подробная схема подключения жилого дома: 1 уровень — противопожарные модели на 300 мА, 2 уровень — вводные, 3 уровень распределительные УЗО для силовых сетей, освещения и подключения отдельных электроприборов.

Отличия УЗО типа А и АС

Устройства защитного отключения разделяются на подвиды в зависимости от принципа действия и технических характеристик.

Род тока утечки. Разделяют устройства на 2 типа:

  1. Тип АС. Срабатывает только на переменный ток утечки (который возникает в первичных цепях электроприборов).
  2. Тип А. Реагирует на постоянный и переменный импульсный дифференциальный электроток, т.е. на токи утечки, которые возникают во вторичных цепях электроприборов (платы управления, блоки питания и т.д.).

Аббревиатура указана на корпусе: АС («~») или А.

Качественная маркировка производителя помогает быстро разобраться в схеме и подобрать необходимую модель аппарата зашиты.

Быстродействие. Селективность определяется временем срабатывания защиты:

  1. Тип G. Электроаппарат отключается после протекания тока утечки 0,06..0,08с.
  2. Тип S. Выдержка времени — 0,15-0,5 с. оптимальный вариант при организации многоуровневой защиты. Это вводные аппараты защиты, а также противопожарные.
    Срабатывают в случае некорректной работы либо повреждения групповой электрозащиты.

Принцип срабатывания. Различают модели двух типов:

  • Электромеханические. Отключение аварийного участка не зависит от наличия напряжения в сети.
  • Электронные. Работоспособность электронного усилителя обеспечивается при наличии внешнего источника электропитания. Если целостность нулевого проводника нарушена, то такие устройства не могут обеспечить защиту от поражения электрическим током. Поэтому электронные модели менее надежны.

Современные импортные устройства преимум класса оснащены электромагнитным реле, которое отключает нагрузку при исчезновении потенциала.

3 способа отличить электронное УЗО от электромеханического

  1. Схема, изображенная на корпусе устройства. В моделях электронного типа, есть значок усилителя — «А» в треугольнике. И нагрузка извне подводится к элементу. В электромеханических образцах сети питания идут в обход элементов УЗО, а к дифференциальному трансформатору ничего не подключено.
  2. Заряженный аккумулятор. К клеммам электроприбора присоединить провода, затем подключить их к полюсам батарейки, при необходимости поменять полярность. Если после манипуляций ничего не происходит, то устройство электронного типа.
  3. Постоянный магнит. Электромеханический прибор чувствителен к помехам и срабатывает при приближении магнита.

Число полюсов. Двух- или четырехполюсные используются, соответственно, в однофазных и трехфазных сетях.

Принцип работы УЗО. 2 главных узла

Работа электроаппарата основана на принципе постоянного сравнения величины тока на входе и выходе. При равенстве значений сеть считается стабильной и безопасной. Если появляется разница, то чувствительный элемент реагирует на изменение параметров и срабатывает механизм защиты.

Главный узел прибора — дифференциальный трансформатор, который реагирует на изменения параметров в электросети. В нормальном режиме результирующий ток, проходящий через сердечник равен нулю. При появлении тока утечки величина тока в фазном и нулевом проводе различна, что провоцирует отключение соленоида и размыкание контактов электроаппарата.

Дифференциальный автомат совмещает в себе 2 устройства: УЗО и автоматический выключатель, защищая одновременно электрические сети от токов утечки и коротких замыканий.

Рис. 3. Принцип работы УЗО

Как избежать некорректной работы дифзащиты при отсутствии заземления. 2 способа

При строительстве гражданских объектов в советский период не было норм, обязывающих выполнять заземление в каждой квартире. Конечная точка заземления в таких случаях — домовой электрощиток. Пользование современными электроприборами при схеме подключения без заземления — крайне опасно. Использование электрозащиты позволяет снизить риск поражения электротоком.

Без заземления электроаппарат обеспечивает отключение сети при протекании тока утечки через тело человека. При этом быстродействие защиты таково, что ток не успевает поразить организм.

Важно помнить: при наличии заземляющего проводника электроаппарат отключает линию с током утечки моментально. Без заземления отключение происходит только после прикосновения человека к неисправному электроприбору (стиральной машине, водонагревателю и т.д.).

В бытовых сетях УЗО без заземления для защиты от пожаров равноценно корректно работает, как и в случае трехпроводных линий.

Условно можно считать подключение электрозащиты без заземления, как частный случай работы устройства при обрыве заземляющего проводника, стабильно выполняя при этом свою основную функцию.

Вывод: УЗО — главный элемент защиты во всех схемах (с заземляющим проводником и без него). Обеспечивает пожаробезопасность дома и высокий уровень защиты человека от поражения электротоком.

8 распространенных ошибок при подключении УЗО

Неправильное подключение устройства защитного отключения подвергает опасности жизни, поэтому необходимо знать, как избежать аварийных ситуаций.

  1. Неполнофазное подключение. При соединении фазы и нулевого провода происходят ложные срабатывания УЗО  ввиду распознавания тока, как дифференциального.
  2. Совмещение рабочего нуля и заземления в розетке провоцирует срабатывания защиты при подключении любой нагрузки.
  3. Подключение к клеммам прибора всех фаз (в случае 4 полюсного УЗО). Устройство не может быть оценено, как корректно функционирующее.
  4. Несоблюдение полярности. При перемене мест нулевого и фазного провода, правильная работа УЗО не может быть достигнута. В таком случае без нагрузки кнопка «Тест» оказывается нерабочая, а при включении электроприборов срабатывает дифреле.
  5. Неправильное соединение нулевых проводов двух и более УЗО. Стандартное тестирование не выявляет проблем. Ложные срабатывания начинаются при подключении нагрузки в сеть.
  6. Неправильная фазировка (1 УЗО на 2 автомата и т.д.) между несколькими устройствами после реконструкции домашней проводки может привести к циклическому ложному срабатыванию дифзащиты при заведомо исправной электросети и бытовых приборов.
  7. Присоединение нескольких устройств защиты с объединенным нулевым проводником приводит к фиксированию одного/всеми УЗО ложного дифференциального тока. Между несколькими аппаратами дифзащиты не предусматривается перемычка и соединительные провода.
  8. Совмещение нулевого проводника с заземлением после подключения к электрозащите вызывает ложные срабатывания.

Не следует приобретать новое устройство, не определив причину его некорректной работы.

Как избежать выхода из строя устройства ? 2 правила проверки

Производители оснащают изделия узлом контроля работоспособности «Тест». Программа позволяет проверить соответствие нормам и стандартам основные параметры аппарата электрозащиты: быстродействие и фиксирование дифференциального тока утечки. Оптимальная периодичность проверки — 1 раз в месяц.

Важно: кроме контроля основных функций регулярное тестирование определяет исправность PE-проводника, его целостность и качество соединения с заземлением, селективность электроаппарата при многоуровневой системе электрозащиты в доме.

При нажатии кнопки «Тест» на прибор подается электроток, равный величине отключающему дифференциальному. Длительность протекания тестирования не ограничена по времени. Успешное проведение теста (отключение аппарата электрозащиты) свидетельствует о нескольких факторах:

  1. Быстродействие достаточно, соответствует заявленным характеристикам;
  2. Чувствительность прибора достаточна для срабатывания защиты при номинальном дифференциальном токе.

В случае отсутствия реакции на манипуляции УЗО необходимо заменить, т.к. его чувствительность недостаточна либо время отключения превышает заявленное.

Важно: регулярно (не реже 1 раза в 6 месяцев) необходимо проводить тестирование электроаппарата специальными тестерами. В таких случаях поверка электрозащиты осуществляется более точно: быстродействие ограничено 200мс, а порог чувствительности больше номинального. Это позволяет предотвратить все возможные аварийные ситуации в бытовых электросетях.

В видеоролике подробно описаны действия по проверке работоспособности УЗО в бытовых условиях с помощью подручных средств.

УЗО в бытовых электрических сетях — главная защита человека от поражения электрическим током. Понимание принципа работы и устройства аппарата позволяет быстро устранить сбои в системе внутреннего электроснабжения и предотвратить аварийные ситуации.

elektro220v.ru

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.

dnevnik-stroika.ru

Как работает УЗО в домашней проводке: рекомендации по выбору модели для дома

Устройства защитного отключения пользуются все большей популярностью потому, что они повышают безопасность потребления электроэнергии и спасают жизнь человека при возникновении неисправностей в электропроводке.

Наибольшая эффективность этих устройств проявляется при работе электрических приборов внутри сырых помещениях с повышенной влажностью и нарушенной изоляцией.


Назначение

Конструктивно УЗО выполняется монолитным корпусом с возможностью ручного и автоматического управления.

В ручном режиме можно:

  1. подать напряжение на контролируемую схему;
  2. отключить питание с подключенных потребителей;
  3. 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:

  1. подача напряжения к потребителям;
  2. исключение ложных срабатываний при прохождении токов нагрузки;
  3. 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.

Основные технические характеристики

К ним относят:

  • принцип действия, основанный на использовании электромеханической либо электронной схеме;
  • значение тока номинальной нагрузки;
  • уставка срабатывания дифференциального органа, пределы ее настройки;
  • число полюсов;
  • способ установки;
  • напряжение рабочей сети.

Параметры срабатывания УЗО наносят прямо на его корпусе с лицевой стороны для удобства чтения даже после установки прибора внутри электрического щитка.

Принцип работы УЗО

Рассмотрим его на примере обычной модели, используемой в однофазной квартирной проводке.

Режим нормальной работы и возникновения утечки

Прибор устанавливают в распределительном щитке и подключают к проводам фазы и нуля с учетом полярности и назначения клемм, которые четко обозначены на корпусе.


При питании нагрузки ток проходит по магистрали фазы от верхней клеммы к нижней (направление I1), затем к подключенным приборам и возвращается через нижнюю клемму УЗО к верхней (направление I2) в ноль схемы питания. Оба внутренних токовода фазы и нуля смонтированы внутри общего магнитопровода и наводят в нем магнитные потоки Ф1 и Ф2, пропорциональные величине своего тока. На этом принципе работает орган сравнения УЗО.

Если изоляция хорошая и утечки отсутствуют, то создается баланс между проходящими токами, приводящий к взаимному устранению магнитных потоков. Когда же возникает пробой изоляции, то часть тока фазы станет стекать через корпус бытового прибора на потенциал земли и сквозь нее вернется на нулевой потенциал трансформаторной подстанции.

Таким образом, ток фазы раздвоится на два потока через:

  1. электрическую схему работающего бытового прибора;
  2. обходную, случайно образованную утечку через контур земли.

В итоге значение I2, проходящего в нуле УЗО будет уменьшено на ток утечки и сформирует меньший по величине магнитный поток Ф2. Возникнет дисбаланс магнитных потоков ΔФ=Ф1-Ф2 в сердечнике общего магнитопровода.

Для съема сигнала о возникновении тока утечки вокруг тороидального сердечника органа сравнения намотана обмотка измерительного органа. При возникновении дисбаланса магнитных потоков в ней наводится пропорциональный созданной разности электрический ток, который транслируется на обмотку токового реле и при определенной величине уставки вызывает срабатывание исполнительного органа, отключающего в автоматическом режиме силовые контакты УЗО.

Режим проверки работоспособности кнопкой «Тест»

Эта функция предназначена для обеспечения периодического контроля состояния защиты пользователем вручную, что значительно повышает безопасность и надежность применения УЗО.

Во внутренней схеме между потенциалами фазы и нуля через токоограничивающий резистор R и дополнительный силовой контакт подключена кнопка проверки исправности «Тест».

При ее нажатии часть тока фазы, незначительно превышающая величину уставки (так подобран резистор R), отводится на ноль, минуя путь через магнитопровод. Таким способом создается дисбаланс токов, приводящий к срабатыванию исполнительного органа при исправном УЗО.

Если же снятия питания устройством защитного отключения в режиме «Тест» не происходит, то УЗО считается неисправным и должно выводиться из эксплуатации, заменяться работоспособной моделью.

Рекомендуемая минимальная периодичность проведения тестов: 1 раз в месяц.

Способы действия

По конструктивному исполнению УЗО классифицируют на модели:

  1. электромеханического типа, работающих автономно;
  2. электронных конструкций с дополнительным блоком питания.


Каждая из схем имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их на примере частного случая обрыва нуля от питающей сети при образовании потенциала фазы на корпусе подключенного прибора.

Электронное УЗО

Для работы схемы логики защиты требуется питание, а при отгорании нуля в проводке оно пропадет, ибо на блок питания будет поступать только потенциал фазы. Когда он через пробой изоляции проявится на корпусе стиральной машины, то при контакте с человеком через его тело станет стекать ток на землю.


Но, УЗО при этом не сработает и свою защитную функцию не выполнит. Единственная надежда на спасение — работа автоматического выключателя по факту превышения его тока уставки. А для этого необходимо подключение корпуса прибора к РЕ-проводнику.

Электромеханическое УЗО

Во время пропадания питающего нуля в магнитопроводе сразу возникает дисбаланс потоков, приводящий к отключению питания со схемы.

Допустим с большим натягом, что в момент касания человеком работающего электроприбора произошло совпадение по времени двух неисправностей:

  1. пробой изоляции на корпус;
  2. обрыв нуля питающей проводки.


Какая-то часть тока утечки пройдет через тело пострадавшего, но она не принесет значительного вреда из-за быстрого отключения фазы.

Оба приведенных примерах показали явное преимущество электромеханических приборов над электронными. Однако, оно характерно для простых бюджетных моделей.

У более сложных конструкций используются блоки питания, способные работать при пропадании напряжения сети за счет накопленной ранее энергии или имеющие автономные источники. В их маркировке используется буква «Д»: УЗО-Д.

Такие защиты способны отключать утечку:

  • с заранее заданной задержкой по времени;
  • без нее.

Дополнительными функциями этих устройств могут быть:

  • автоматическое повторное включение (АПВ) питания после пропадания и восстановления напряжения сети;
  • запрет АПВ;
  • различные условия селективной работы;
  • возможности использования АВР — автоматического включения резерва (модели серий S и G).

Формирование принципа селективности УЗО

Времена срабатывания в зависимости от возникновения различных дифференциальных токов утверждены требованиями ГОСТ P 51326.1-99.

Преимущества конструкций УЗО серий S хорошо видны на графике сравнения времен отключения от тока утечки. Для примера взяты защиты общего типа с уставкой 30 мА и серии S на 100 мА.

Времена УЗО серии G укладываются в предел 0,06÷0,08 секунды.

За счет этих характеристик создается каскадность работы разветвленных схем, формируется оптимальная иерархия алгоритмов отключения.

Для избирательности работы УЗО также широко применятся регулировка или подбор уставки тока утечки.


Ток нагрузки УЗО

Номинал

При маркировке корпуса указывается величина номинального тока, на которую рассчитана конструкция механизмов для длительной эксплуатации. Она всегда соответствует значениям стандартного ряда номинальных токов, принятых для электрооборудования.

Форма колебаний

Вид тока оказывает влияние на работу дифференциального органа. Поэтому он учитывается в конструкции различных моделей и обозначается типами: А, АС, В и графическими изображениями на корпусе.

Защиты типов «А», «АС» надежно работают при резком или плавном нарастании дифференциального тока. Схема АС лучше всего функционирует в бытовой электропроводке с синусоидальными гармоничными колебаниями.

Если при регулировании скоростей вращения электродвигателей применяются симисторные или тиристорные схемы управления, обрезающие форму идеальной гармоники, то для защиты таких приборов используют УЗО типа «А».

Тип «В» применяется в качестве защиты объектов, питающихся выпрямленным током разной формы, и чаще всего используется в мастерских или на промышленных предприятиях.

Реакция на превышение нагрузки сети

УЗО не предназначено для защиты потребителей от скачков токов выше номинального значения и само может выйти из строя при возникновении таких неисправностях в сети. По этой причине оно никогда не должно работать автономно и устанавливается совместно с подобранным автоматическим выключателем.

Для правильной работы обеих защит следует учитывать их особенности:

  1. автомат отключает токи 30%-ного перегруза исключительно тепловым расцепителем с временем задержки около часа;
  2. это время механизмы УЗО подвергаются перегреву и могут сгореть.

Чтобы исключить подобную ситуацию номинал автомата выбирают на ступень меньше, чем у УЗО.

Что такое дифференциальный автомат

Часто продавцы и маркетологи указывают, что УЗО способно отключать неисправности, связанные не только с токами утечек, но и перегрузами сети в сочетании с короткими замыканиями. Действительно, такие устройства существуют, выпускаются большим ассортиментом и надежно работают.

Только называются они дифференциальными автоматами, а не УЗО и объединяют в своей конструкции функции автоматического выключателя и устройства защитного отключения, встроенных в едином корпусе.

Подобные защиты занимают меньше места, настроены на заводе для совместной работы по номинальному току, обладают рядом других преимуществ, но, стоят дороже.

Уставка срабатывания дифференциального органа

Этот параметр ограничивает ток утечки в схеме и потому является одним из главных условий обеспечения безопасности. Для защиты электрооборудования внутри влажных или сырых помещений (ванная, парная, душевая) используют приборы с уставкой в 10 миллиампер.

Жилые комнаты защищают УЗО, работающими от 30 мА и ниже.

При разветвленной проводке внутри здания с большим количеством потребителей, розеток, соединительных распред коробок создается естественный фон из множества утечек через даже исправную изоляцию, который способен осуществить нагрев ее отдельных участков и вызвать пожар.

Для контроля подобной ситуации, особенно при использовании старых алюминиевых проводов, на вводе в здание или разветвленную сеть электропроводки квартиры устанавливают УЗО с током уставки 100 либо 300 мА. Их принято называть по функции выполняемой задачи — противопожарными.

Приборы УЗО, по отношению к дифференциальному току, делят на 2 класса:

  1. подвергающиеся регулировке на срабатывание;
  2. без нее.

Первая группа может корректироваться:

  • плавно:
  • дискретно.

Но для домашней сети обычно подобные настройки не требуются.

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.


Способ монтажа

Устройства защитного отключения производители выпускают в корпусах разных типов с целью расширения возможностей использования.

Для стационарной установки внутри распределительного щитка применяется крепление универсального типа — на DIN-рейку.


УЗО-розетка устанавливается внутри стены на место старой демонтированной конструкции. Если нет интереса заниматься подобной переделкой, то можно просто купить защиту в виде переходника.

Небольшая конструкция УЗО, вмонтированная в корпус вилки переносного электроприбора, защищает человека при работе с электроэнергией в условиях повышенной опасности.

Подключая мобильные конструкции УЗО, убеждайтесь в наличии РЕ-проводника.

Номинальные напряжения

Внутри бытовой сети используются УЗО, рассчитанные на работу при разности потенциалов 230 вольт в двухпроводной схеме и 0,4 кВ — для трехфазных потребителей.

Дополнительные возможности

Современные защиты постоянно совершенствуются, приобретая новые возможности. К ним подсоединяют разнообразные устройства, приспосабливают корпуса для работы в различных агрессивных средах.

К примеру, для работы защит в условиях возникновения импульсных перенапряжений в схеме созданы конструкции УЗО со встроенным варистором.

Чтобы гарантированно исключить получение электротравмы при эксплуатации электроэнергии в собственном жилище необходимо не только правильно подобрать устройство защитного отключения к конкретным условиям эксплуатации, но и настроить его срабатывание. Не стоит забывать и про периодическое обслуживание и проверку работоспособности.

При эксплуатации возможны случаи частого срабатывания УЗО по разным причинам. Как поступать в этом случае? Это тема отдельной будущей статьи.

А сейчас для закрепления темы посмотрите хороший видеоролик.

Делитесь статьей с друзьями, подписывайтесь на анонсы новостей через соцсети.

Полезные товары

housediz.ru

Принцип работы трехфазного УЗО

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

В одной из предыдущих статей я подробно рассматривал, для чего применяется устройство защитного отключения и как оно работает. Подробно смотрите статью Устройство и принцип работы однофазного УЗО. 

В этой статье речь пойдет об устройстве и принципе работы трехфазного УЗО.

Трёхфазные УЗО работают по такому же принципу, как и однофазные. Внутри они содержат трансформатор тока, первичная обмотка которого образована четырьмя проводами: тремя фазными LA LB LC и нулевым N.

В однофазных УЗО первичная обмотка состоит из двух проводов – фазного и нулевого.

При отсутствии утечки геометрическая сумма токов первичных обмоток трансформатора тока равна нулю, т.е.

IА+IВ+IС+IN=0,

суммарный магнитный поток тоже будет равен нулю, поэтому ток во вторичной обмотке трансформатора тока (обмотке управления) отсутствует.

Предположим, что в фазе LB произошла утечка тока на заземленный корпус электрооборудования.

Геометрическая сумма токов в первичных обмотках не равна нулю (сумма токов в трех фазных проводах не равна току в нулевом проводе). Суммарный магнитный поток, наводимый этими токами в сердечнике трансформатора тока, будет отличен от нуля.

Он будет наводить во вторичной обмотке  управления трансформатора тока ток, который приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

Реле, воздействуя на механизм расцепителя УЗО, отключит цепь нагрузки от питающей сети.

Таким образом, принцип работы трехфазного УЗО аналогичен принципу действия однофазного, с небольшими отличиями.

Подробно Принцип работы трехфазного УЗО смотрите в видео



Рекомендую также прочитать:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Устройство УЗО и принцип действия.

Конструкция УЗО.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

elektrik-sam.info

Принцип работы УЗО,характеристики, как выбрать УЗО

Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено для предотвращения поражения человека электрическим током при касании токоведущих частей. Однако, выручить УЗО сможет не всегда и вот почему.

Принцип работы УЗО основан на сравнении втекающего Iвх в электрическую цепь и вытекающего Iвых из нее токов (рис.1). При их равенстве УЗО находится во включенном состоянии, если они различаются на величину ΔI и более электрическая цепь размыкается. Это значение называется током срабатывания УЗО и для различных типов составляет 10-300 мА.

  1. Работа УЗО в режиме «норма»: Iвх=Iвых=Iн, здесь Iн — ток нагрузки.
  2. При касании человеком токоведущего элемента электрической цепи возникает ток утечки Iут, который протекает через тело на «землю». При этом Iвх=Iут+Iн, Iвых=Iн, Iвх-Iвых=Iут=ΔI. Если это значение соответствует току срабатывания происходит размыкание электрической цепи.
  3. Одновременное касание нуля и фазы — это случай, когда отключения не произойдет. Действительно, Iвх=Iут+Iн, Iвых=Iут+Iн, Iвх=Iвых

Теперь давайте посмотрим как этот принцип работы реализован на практике (рисунок 2).

Проходя через токовый трансформатор Т токи Iвх, Iвых наводят в его сердечнике магнитные поля, противоположные по направлению.

Если значения токов равны эти поля взаимно компенсируют друг друга. Если их значения различны, результирующее магнитное поле отлично от нуля и наводит управляющий ток Iуп, который вызывает срабатывание отключающего устройства К.

Для проверки работоспособности УЗО предусмотрена кнопка «Тест», при нажатии на которую подключается резистор R, имитирующий ток утечки. Если при этом УЗО отключается, то оно работоспособно.

Принцип работы трехфазного УЗО аналогичен описанному.

КАК ВЫБРАТЬ УЗО

Для того, чтобы правильно выбрать УЗО следует знать его основные технические характеристики:

  • Ток срабатывания. Поскольку назначение УЗО — защита человека от поражения электрическим током, его величина должна лежать в безопасных пределах. Поскольку 10 мА — величина, которая уже представляет опасность для человека, то целесообразно выбрать это значение.

    Однако, может быть что работа УЗО при этом будет неустойчивой (отключения без видимых причин).

  • Время срабатывания УЗО должно быть не более 25-40 мс, для предотвращения таких смертельно опасных проявления, как, например фибрилляция сердца.
  • Существуют несколько типов УЗО, реагирующие на разные виды токов. Интерес могут представлять тип АС — реагирующий на переменный синусоидальный ток, что для квартиры вполне достаточно и А — помимо указанного реагирует на пульсирующий постоянный ток.
  • По конструкции УЗО бывают электромеханические, отключение которых вызывает дифференциальный ток — их можно смело рекомендовать и электронные, завязанные в своей работе на сетевое напряжение. Если они имеют функцию отключения при пропадании напряжения, то их можно применять, если такой функции нет — настоятельно не рекомендую.
  • Ток нагрузки УЗО (не путать с током срабатывания) определяется суммарным током всех потребителей энергии, подключенных к данному устройству.
  • Если УЗО используется совместно с автоматом защиты желательно чтобы ток нагрузки УЗО был несколько больше тока срабатывания автомата для предотвращение перегрузки УЗО при работе на предельных значениях токов.

Вот, вроде все. Как подключить УЗО можно посмотреть в разделе схемы подключения.

© 2012-2019 г. Все права защищены.

Все представленные на этом сайте материалы имеют исключительно информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов


eltechbook.ru

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”?

elektroas.ru

РубрикаРазное

Добавить комментарий