Как работает УЗО?
Устройство аппарата достаточно простое: главным элементом является сердечник с двумя обмотками. Каждая из них генерирует магнитное поле, одинаковое по силе, но противоположное по направлению. Одна обмотка обеспечивает движение тока к потребителю (фазная), другая (нулевая) — от потребителя. Как только возникает утечка тока, реле реагирует на разницу потенциалов и приводит в действие расцепитель. В итоге — размыкаются контакты УЗО.
Таким образом, принцип работы УЗО основан на законе об электромагнитной индукции. При разрыве сети сумма магнитных, противоположно направленных, потоков, перестает быть равной нулю. По фазному проводнику начинают протекать 2 тока (утечки и нагрузки), которые имеют разностные характеристики.
В итоге в сердечник наводятся уже не одинаковые, а разные магнитные потоки, которые дают 1 магнитный поток, отличающийся от нуля. Реле срабатывает в тот момент, когда напряжение в обмотках достигает заданного параметра.
В каких случаях защищает УЗО?
Прибор отключает сеть в следующих ситуациях:
- оголение, оплавление изоляции;
- искрение, возгорание проводки;
- при контакте с предметом или рукой человека;
- при ослаблении контактов сети.
УЗО предотвращает поражение человека электротоком, что делает обращение с электроприборами безопасным. Также устройство сохраняет исправность электроприборов, техники, оборудования в случае повреждения изоляции. Решает проблему безопасных игр детей, остающихся одни дома.
Что нужно защищать?
Если речь идет о УЗО, то нужно понять, что защищаем мы в первую очередь человека. Защищаем от прямого прикосновения к частям оборудования и электропроводки, на которых имеется опасный потенциал. Потенциал там может быть штатно, для обеспечения нормальной работы (как на фазной клемме розетки), а может появиться в результате аварии (например, 220 В может появиться на корпусе стиральной машины из-за плохой изоляции ТЭНа).
УЗО является дополнительной защитой от прямого прикосновения. Основная защита от прямого прикосновения – это, прежде всего, изоляция и автоматический выключатель. С изоляцией всё понятно, а автомат должен сработать, если фаза попала на землю.
Защита работает на принципе сравнения разницы (дифференциала) токов по фазе и нулю. Ток может “утекать” по разным причинам – плохая изоляция, КЗ, прикосновение – но во всех случаях, если ток утечки достаточный, УЗО обесточит свою линию.
Кстати, утечка может быть не только с фазы на землю. Она может быть и с нулевого провода, и на другую фазу. В любом случае, если ток найдёт “лазейку”, и начнет утекать из замкнутой цепи, и при достижении определенной величины тока утечки УЗО выключится.
Общие правила выбора
Выбор подходящего оборудования это всегда сложный и неоднозначный процесс, имеющий несколько вариантов. Основные моменты, которые надо учитывать:
- УЗО всегда включается вместе с автоматическим выключателем. Номинальный ток должен быть на одну ступеньку выше номинального тока выключателя. Например, если в схеме стоит выключатель на 16 А, то УЗО должен быть на 25 А.
- В соответствии со схемой электроснабжения дома (квартиры) для каждого УЗО указывается необходимый ток уставки и тип (А, АС с нужными индексами). В большинстве случаев, пожарные УЗО выбирают с током 100 мА, а защитные — 30 мА.
- Какому устройству отдать предпочтение — электронному или электромеханическому – дело вкуса.
Популярные среди потребителей производители защитных устройств
Количество фирм, предлагающих подобную продукцию на прилавках российских магазинов, неуклонно растет. Однако молодым маркам сложно занять свою нишу на рынке электроприборов. Среди потребителей популярны бренды, которые не первый год производят защитное оборудование и уже успели себя зарекомендовать с хорошей стороны, благодаря качеству и безотказности продукции. Одной из таких марок можно назвать АВВ. Фирма эта давно известна российскому покупателю, к ее продукции люди относятся с доверием. Благодаря этому УЗО и дифавтоматы ABB не залеживаются на прилавках.
Удивляет только ценовая политика итальянцев, которые и производят изделия под этим брендом. Стоимость устройств с практически идентичными характеристиками может значительно отличаться. Для сравнения возьмем 2 дифавтомата ABB с номинальной токовой нагрузкой 16 А и срабатыванием при утечке 30 мА. Цена устройств составляет (по моделям):
- DS901 – 1600 руб.
- DS201 – 5100 руб.
Но в конечном итоге решать, что приобрести, домашнему мастеру.
УЗО, дифференциальный автомат и АВДТ – в чем разница?
Все эти устройства с успехом выполняют функцию выключения при токовой утечке, и имеют в своем названии букву “Д” – дифференциальный. Разница в том, что диф.автоматы имеют дополнительную встроенную защиту от сверхтоков. То есть, они дополнительно защищают и от токов перегрузки, и от токов КЗ, имея на борту тепловой и электромагнитный расцепитель.
Три устройства дифференциальной защиты – ВД, АД, АВДТ
По функциям всё просто, а вот в реале отличить УЗО от Диф.автоматов с первого раза может не получиться. Рассказываю.
Основные внешние признаки УЗО (дифференциального выключателя, ВД):
- УЗО имеет в названии обозначение “ВД” – выключатель дифференциальный. Правда, это есть только у производителей, которые используют русские буквы в названиях.
- У УЗО перед значением номинального тока не стоит буква защитной характеристики (чаще всего это буква “С”).
- У УЗО после значения тока пишется буква “А”. Примеры – 16А, 25А, 32А.
- На боковой стенке УЗО иногда пишут “Выключатель Дифференциальный (УЗО)”.
- На схеме, указанной на корпусе УЗО, отсутствуют обозначения тепловых и электромагнитных расцепителей.
Основные внешние признаки дифференциальных автоматов (АД и АВДТ):
- В названии модели на корпусе всегда есть буква “А” (АД, АВДТ).
- Всегда указана буква защитной характеристики (В, С, D).
- После номинального тока буква, обозначающая амперы, не ставится. Примеры – С16, С25, С32.
- На боковой стенке, как правило, написано, что перед нами – автомат.
- На схеме указаны тепловой и электромагнитный расцепитель.
Отличия в схемах ВД, АД, АВДТ по наличию расцепителей и защиты от сверхтоков видны ниже:
ВД, АД, и АВДТ – схемы защиты есть только на 2-й и 3-й схемах
Отличий дифавтоматов АД от АВДТ особо нет, разве что по конструкции. АД имеет последовательно соединенные автоматический выключатель и УЗО в разных корпусах, соединенные в монолитную конструкцию. АД – более компактное устройство.
Главное внешнее отличие устройств дифференциальной защиты от обычных защитных автоматов – кроме номинального тока In, на ВД, АД, АВДТ указан номинальный дифференциальный ток IΔn (10, 30, 100, 300, 500 мА).
Во второй части статьи рассмотрим внутреннее устройство и отличия устройств дифзащиты более подробно.
Устройство и принцип работы УЗО
И так для наглядности представим простейшую схему подключения через УЗО лампочки:
Из схемы видно, что при нормальном режиме работы УЗО, когда его подвижные контакты замкнуты, ток I1 величиной, к примеру, 5 Ампер от фазного провода проходит через магнитопровод УЗО, затем через лампочку, и возвращается в сеть по нулевому проводнику, так же через магнитопровод УЗО, при этом величина тока I2 равна величине тока I1 и составляет 5 Ампер.
Согласно закону электромагнитной индукции ток I1 проходя через магнитопровод УЗО создает в нем магнитный поток Ф1 условной величиной равной 5 единиц, в свою очередь ток I2 так же создает в магнитопроводе магнитный поток Ф2 такой же величины равной 5 единиц, но так как направление тока I2 противоположно направлению тока I1, то и создаваемый им магнитный поток Ф2 так же противоположен магнитному потоку Ф1, т.е. магнитные потоки Ф1 и Ф2 направлены встречно по отношению друг к другу и соответственно, при равных значениях входящего и выходящего токов, уравновешивают друг друга, в результате чего суммарный магнитный поток в магнитопроводе равен нулю:
Фсумм= Ф1+ Ф2=5+(-5)=0
Так как суммарный магнитный поток в магнитопроводе отсутствует (равен нулю), во вторичной обмотке ток не индуктируется. Подвижные контакты замкнуты, электрическая цепь включена и находится в нормальном режиме работы.
Теперь представим, что одного из проводов электрической цепи коснулся человек. При этом часть электрического ток начинает протекать через тело человека создавая непосредственную угрозу для его жизни и здоровья:
В такой ситуации часть тока электрической цепи поступающая от фазного провода не будет возвращаться в сеть, а проходя через тело человека будет уходить в землю следовательно ток I2 который будет возвращаться в сеть через магнитопровод УЗО по нулевому проводу будет меньше тока I1 поступающего в сеть, соответственно и величина магнитного потока Ф1 станет больше величины магнитного потока Ф2, в результате чего в магнитопроводе УЗО суммарный магнитный поток уже не будет равен нулю.
К примеру ток I1=6А, ток I2=5,5А, т.е. 0,5 Ампера протекает через тело человека в землю (т.е. 0,5 Ампера — ток утечки), тогда магнитный поток Ф1 будет равен 6 условных единиц, а магнитный поток Ф2 — 5,5 условных единиц тогда суммарный магнитный поток будет равен:
Фсумм= Ф1+ Ф2 =6+(-5,5)=0,5 усл. ед.
Возникший суммарный магнитный магнитный поток индуктирует электрический ток во вторичной обмотке который проходя через магнитоэлектрическое реле приводит его в работу, а оно, в свою очередь, размыкает подвижные контакты отключая электрическую цепь.
Проверка работоспособности УЗО осуществляется нажатием кнопки «ТЕСТ». Нажатие данной кнопки искусственно создает в УЗО утечку тока, что должно привести к отключению УЗО.
Другие различия
Уже из назначения приборов становится понятным, в чем между ними разница. Дифавтомат более универсален, он включает в себя функции УЗО. Но, помимо функций и внешнего вида, есть и другие различия.
Стоимость
Немаловажная разница состоит в цене. Дифференциальный автоматический выключатель значительно выше в цене, чем УЗО. Даже, если функционально УЗО уравнять с дифавтоматом, подсоединив дополнительный автоматический выключатель, все равно стоимость дифавтомата будет выше.
Размеры и ремонтопригодность
Занимаемый объем такой конструкции за счет добавочного автомата будет в полтора раза больше, чем место для дифавтомата. Это имеет значение при небольших электрических щитках.
Зато ремонтопригодность приборов при равном функционале лучше в системе УЗО+ автомат, чем просто дифавтомат. Кроме этого сразу становится ясна причина отключения – токи утечки или перегрузка в сети.
Что такое УЗО?
УЗО расшифровывается как «Устройство защитного отключения». Эту аббревиатуру вы можете увидеть на корпусах устройств некоторых производителей. Также оно может обозначаться буквами ВД – выключатель дифференциальный. УЗО и ВД это одно и то же. Не путайте с дифавтоматами, которые маркируются АВДТ.
Для чего нужно УЗО?
- Для обесточивания линии при случайном прикосновении людей или животных с токоведущими частями электроустановок.
- Для защиты людей от поражения током от неисправного электрооборудования.
- Для защиты от пожара электропроводки при замыкании на землю.
На что срабатывает УЗО?
УЗО срабатывает на утечку тока. Например, человек коснулся оголённого провода и через него потек ток. УЗО как раз реагирует на такие утечки и сразу обесточивает линию, сохраняя жизнь человеку.
Запомните, что УЗО и автоматический выключатель не одно и то же. УЗО не обесточит линию при перегрузке или при коротком замыкании. Поэтому УЗО устанавливается в распределительном щите в паре с автоматическим выключателем.
Какие бывают УЗО?
УЗО используются как в однофазных сетях, так и в трехфазных. Поэтому УЗО бывают однофазные (2-х модульные) и трехфазные (4-х модульные).
Что написано на корпусе УЗО?
Каждое УЗО имеет маркировку. Помимо производителя на корпусе имеется очень важная информация:
- «УЗО» или «ВД» — означает, что это устройство защитного отключения.
- 16А – это максимальный ток, на который рассчитаны контакты изделия и другие внутренние элементы.
- In 30mA – ток утечки, при котором сработает данное УЗО.
- 230В и 50Гц – соответственно, напряжение и частота, при которых можно применять данный прибор.
- Знак «~» — это означает, что данное УЗО типа АС. Оно реагирует на утечки переменного тока. Это самый популярный тип и другой нам не нужен, так как в наших квартирах течет только переменный ток.
- Также на УЗО изображена его принципиальная схема. Если в ней вы ничего не поняли, то значит она вам и не нужна. Главное необходимо знать как выбрать УЗО и разобраться с подключением УЗО.
Что означают надписи возле контактов?
- N (сверху) – на данный контакт заводится приходящий нулевой проводник.
- 1(сверху) – сюда подключается приходящий фазный проводник.
- 2 (снизу) – сюда подключается фазный проводник, отходящий на нагрузку.
- N (снизу) или отсутствие буквы – сюда подключается нулевой проводник, отходящий на нагрузку.
Тут запомните одно. Это приходите на УЗО на верхние контакты, а уходите с нижних контактов. Если перепутаете, то скорее всего поедете в магазин покупать новое устройство. Обязательно изучите схему подключения УЗО.
Также у одних производителей может нулевой проводник подключаться справа, а у других слева. Тут будьте внимательны и перед подключением посмотрите на обозначение контактов.
Думаю, что этой информации вам будет достаточно, чтобы понять — что такое УЗО. Более подробную информацию о том: как выбрать УЗО, как подключить УЗО, типы УЗО и т.д. ищите в разделе УЗО и Диф.автоматы.
Улыбнемся:
По лысому электрику не понятно, когда он ошибается.
Классификация прибора
Все устройства защитного отключения разделяются по способу монтажа, регулировки, срабатывания, числу фаз. Такая классификация позволяет выбрать оптимальный прибор для конкретного назначения. Описанный выше принцип работы УЗО характеризует прибор без дополнительного питания. Он называется электромеханическим. В нем срабатывание происходит от магнитного поля.
Существуют устройства с дополнительным источником питания, которые самостоятельно управляют механизмом отключения. Такие УЗО называются электронными, и их минусом является зависимость работы от самого источника (эл. сети). Если вспомогательного питания нет, аппарат не отключит электросеть, не сработает в необходимый момент. У таких устройств маркировка обозначается «УЗО-Д с вспомогательным источником питания». Применяются в основном для 3-хфазных аппаратов.
Способы монтажа
По способу монтажа аппараты разделяются на 2 типа:
- переносные (устанавливаются в розетку и внешне выглядят, как розетка);
- стационарные (монтируются в распределительный щиток).
Число фаз
По числу фаз аппараты разделяются на 1, 2, 3-хфазные. Первые два используются для сети 230В, 3-хфазный — для 380В. Назначение трехфазного УЗО заключается в установке для оборудования и электросетей, запитанных 3-хфазным напряжением. Данные устройства имеют 3 или 4 полюса и, в зависимости от этого, используются 2 разные схемы подключения:
- «звезда»;
- «треугольник».
Назначение трехфазного аппарата — это только защита от пожаров, так как прибор рассчитан на сети с высокой мощностью и большим энергопотреблением. Для защиты человека от удара током применяются 1-фазные устройства. Они рассчитаны на токи утечки от 10 мА.