Удт (узо): назначение, принцип работы, конструкция, типы

Что надо учитывать при выборе УЗО

Для того, чтобы выбрать эффективное и безопасное устройство, необходимо знание некоторых факторов:

• Понимание назначения и принципа действия, выбранного вами аппарата;
• Точно знать его параметры и характеристики;
• Изучение нормативных документов, прилагаемых к устройству.

Немаловажную роль при выборе автомата имеет возраст вашей проводки, состояние и качество соединений. Новая квартира у вас или старая, есть ли поблизости трансформаторная подстанция, температурный режим помещения, где установлен электрощит – это факторы, которые влияют на выбор устройства, которое защитит вас в любых неблагоприятных ситуациях.

Типовая схема электросети дома должна выглядеть следующим образом:

• Вводной электрический щит;
• Электрощит на нижнем этаже;
• Электрощит на втором этаже;
• Каждый этаж дома имеет электрощит, оборудованный группой автоматов, причем индивидуально для каждой квартиры.

Различают типы УЗО, каждый из которых выполняет определенные задачи. Рассмотрим, по каким показателям происходит классификация УЗО.

Градация:

• тип утечки тока;
• время срабатывания;
• принцип отключения;
• количество полюсов.

Перед совершением покупки следует точно определиться, для чего вам необходим автомат и какую нагрузку он должен выдержать.

УЗО срабатывает при замыкании PE и N при монтаже розетки. Почему?

N и РЕ проводники в TN-(C-)S-сети, хотя в квартире и идут раздельно, но где-то со стороны источника соединены между собой (в месте разделения PEN-проводника: в этажном щитке или ВРУ здания в подвале или — в TN-S — на подстанции). При включении в сети любой нагрузки после места раздела ее рабочий ток течет по N-проводнику (при пятипроводном стояке эта нагрузка может быть вообще в другой квартире).

При замыкании в любом месте N и PE возникают две параллельные ветви для протекания тока нагрузки, часть тока течет через N и УЗО, а другая часть — ответвляется от N через РЕ в обход УЗО. Равенство токов в фазном и нулевом полюсах УЗО нарушается и УЗО срабатывает.

Можно объяснить это и чуть иначе. Из-за протекания токов нагрузки по N на нем возникает некоторое падение напряжения, потенциал N в квартире (розетке) несколько отличается от потенциала РЕ. При замыкании N и РЕ начинает течь уравнивающий ток, поскольку этот ток течет только через N-полюс и не течет через фазный полюс — УЗО срабатывает.

Применительно к ТТ все практически так же, только там еще между N и РЕ имеется сопротивление земли (сопротивление растеканию двух ЗУ: местного и всех ЗУ PEN), и практически всегда между N и местным ЗУ имеется разность потенциалов.

Для предотвращения такого явления, если от одного УЗО питаются несколько линий, на этих линиях нужно ставить автоматы 1p+N или 2p для одновременного отключения и фазы и рабочего нуля при монтажных или ремонтных работах на линии.

Когда использовать устройство защитного отключения?

От чего защищает УЗО – уже понятно. Но в каких случаях оно действительно пригодится на практике?

При повреждении изоляции проводов электроприборов

Например, если поврежденный провод касается стиральной машины, УЗО сразу отключит электричество.
При неосторожном обращении с проводкой. Если случайно повредить провод во время строительных или ремонтных работ, УЗО мгновенно реагирует на скачок и отключает напряжение

Человек, попавший под удар, не успевает серьезно пострадать.

Важно! Нужно понимать, что правильное подключение УЗО – не панацея от всех бед. Это простое устройство с простым принципом работы, поэтому его чувствительность и анализ так же просты

В некоторых случаях система просто не распознает, куда уходит ток: в электроприбор или в тело человека. Но, тем не менее, в быту такой защиты достаточно, чтобы в разы сократить риски.

Установка УЗО

Внимание! Установка УЗО нецелесообразна в случае со старой и ветхой проводкой. От устройства будет больше проблем, чем пользы, если оно начнет неожиданно срабатывать

В этой ситуации лучше обойтись вовсе без защитного устройства или устанавливать устройство локально, только в местах повышенной опасности.

Использование магнита для проверки УЗО

Этот способ не совсем точный, однако иногда воспользоваться им можно. Включаете УЗО и магнитом водите по его корпусу. Магнитом нужно прикасаться к разным местам корпуса, так как у различных производителей диф.трансформатор располагается в различных частях УЗО (справа, в середине или слева).

Магнитное поле в обмотке диф.трансформатора должно создать ток, который заставит сработать реле и отключиться УЗО. Если это произойдет – УЗО электромеханическое, если нет — электронное. Но полагаться на сто процентный результат такой проверки не стоит.

Большинство поняло, что это необходимость, а не излишество. Однако не все знают, что УЗО бывают разные.На внешний вид они все одинаковые, однако внутреннее исполнение может существенно отличаться.

В зависимости от исполнения внутренней защиты УЗО бывают электромеханическими или электронными.

Как же их отличить друг от друга и в чем разница их работы?

Классификация [ править | править код ]

По способу управления

• УДТ без вспомогательного источника питания
• УДТ со вспомогательным источником питания:

выполняющие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника с выдержкой времени и без неё:

• производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
• не производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника

Читать также: Виды челноков в швейных машинках

• не производящие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника:
• способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника
• не способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника

стационарные с монтажом стационарной электропроводкой
переносные с монтажом гибкими проводами с удлинителями

• нерегулируемые;
• регулируемые:

• с дискретным регулированием;
• с плавным регулированием.

Какие дифавтоматы устанавливают в быту чаще всего?

По номиналу, самые популярные 16А и 20А. Они установлены почти в каждой квартире. Традиционно, 20А ставят на розетки, а 16А — на освещение. Также часто отдельно ставят на ванную или бойлер, но там номинал значительно меньше.

Более практичные двухкнопочные дифы, так как по ним видно, когда механизм сработал от короткого замыкания, а когда от утечки тока. Это удобнее, чем с однокнопочными, срабатывающими в обоих случаях одинаково.

ABB серии DS 951 вообще обладают интересной особенностью — левый переключатель спрятан под заглушкой и его невозможно увидеть. В чем смысл такой конструкции мне, как электрику, не совсем понятно.

Есть ли разница, что ставить: дифавтомат или УЗО с автоматом по отдельности?

Это уже чисто индивидуальные предпочтения, если Вы доверяете какому-то одному бренду, то исходя уже из его ассортимента нужно искать, что дешевле и делать какие-либо выводы.

С трехфазными ситуация поинтересней. В европейских странах принято на три фазы устанавливать отдельные УЗО и автоматы, соответственно ассортимент на трехфазные модели у них очень бедный. Из-за того, что это не ходовая позиция, у многих производителей стоимость трехфазников выше, и купить их можно только под заказ.

Решение УЗО+автомат в среднем будет на 40-50$ дешевле. Единственное преимущество дифзащиты в том, что она занимает на DIN-рейке на один модуль меньше. Из соображений экономии, намного выгоднее купить щиток большего размера.

В сегменте китайских товаров ситуация иначе. Например, в ассортименте того же IEK много как однофазных, так и трехфазных дифавтоматов.

Типы УЗО

Перед установкой УЗО в квартире, нужно правильно подобрать подходящее устройство.

Ток утечки может быть стандартным синусоидальным в 50 Гц, но может и пульсирующим или непрерывным постоянным. Вид тока зависит от того, где именно возникла неисправность.

• УЗО АС. Срабатывает при утечке переменного тока, но бывает абсолютно неэффективным при возникновении пульсирующего или полного постоянного тока.
• УЗО А. Работает с переменным и пульсирующим постоянным током. Эти УЗО чувствительнее, но и дороже.
• УЗО В. Работает с переменным, пульсирующим постоянным и постоянным дифференциальным током утечки. Это самая сложная, всесторонняя и комплексная защита.

УЗО типа АС

Важно! Переменный ток утечки обычно возникает при нарушении изоляции проводов. Пульсирующий постоянный – при неисправности преобразователей напряжения, компьютеров, бытовой техники и электроники

Чаще всего системы типа В используются в промышленности. В квартирах применяются УЗО типа А и АС, разница которых в чувствительности и эффективности. Устройства типа А дают более качественную комплексную защиту, ведь почти все приборы дома оснащены импульсными блоками питания. Устройства типа АС дешевле и доступнее.

Но качественные системы справляются с редкими пульсирующими токами. К тому же, вероятность возникновения такой утечки ниже, чем в случае с переменным током. Поэтому если нет возможности установить УЗО А, не стоит пренебрегать устройствами АС.

Электромеханические и электронные УЗО

Устройства защитного отключения бывают электромеханическими или полностью электронными.

Электромеханические состоят из:

• Трансформатора, который отслеживает ток утечки;
• Чувствительного магнитоэлектрического элемента, который используется как порог и самостоятельно не возвращается в исходное состояние при срабатывании;
• Реле, которое обеспечивает расцепление при срабатывании порога.

Такие устройства требуют высокой точности при реализации, поэтому и цены на действительно качественные модели выше, чем на электронные. Их основной плюс в том, что они срабатывают при обнаружении утечки, независимо от уровня напряжения в сети. Реле работает со стопроцентной вероятностью, и точно отключает энергию потребителю. Показатель электронных устройств хотя и высок, но не достигает 100%. На определенном уровне напряжения работоспособность электронной схемы падает.

Электромеханические УЗО – своего рода эталон во многих странах.

Щит с УЗО

Электронные устройства более доступны. Их много, в их цена может быть ниже в 5-10 раз. Основное конструктивное отличие в том, что вместо чувствительного магнитоэлектрического элемента используется альтернативный сравнительный. Например, компаратор. Но нужно понимать, что момент срабатывания реле в такой системе из-за ее конфигурации зависит не только от утечки, но и от сетевого напряжения.

Хотя электронные УЗО не дают такой точности, в большинстве бытовых случаев их достаточно

Поэтому если нет возможности обзавестись дорогим электромеханическим устройством, стоит обратить внимание на вариант попроще

Другая классификация устройств защитного отключения

УЗО отличаются конструкцией, принципом работы, типом тока, выдержкой времени и другими особенностями.

• По принципу работу есть устройства защитного отключения со вспомогательным источником питания или без него;
• По числу полюсов – одно- , двух- , трех- и четырехполюсные;
• По способу монтажа УЗО и автоматов схемы, устройства бывают стационарными и мобильными, с гибкими проводами и удлинителями;
• По типу защиты – со встроенной защитой от сверхтоков, перегрузки, коротких замыканий или без нее;
• По возможности настройки значения отключающего тока – с регулируемым значением, с дискретной или плавной регулировкой, нерегулируемые.

Характеристики УЗО

Стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) дает рекомендуемые или предпочтительные значения характеристик УЗО-Д, и производители, желающие сертифицировать свою продукцию в системе ГОСТ Р должны придерживаться этих значений, но также они вправе выпускать продукцию и с другими показателями (в этом случае они не получат сертификата соответствия ГОСТ Р 50807-95). Полный перечень характеристик имеется в этом же ГОСТе, здесь будут показаны только некоторые основные. Для важнейших характеристик стандарт предлагает следующие величины.

Таблица 1

НАИМЕНОВАНИЕ	ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ
Номинальное напряжение Un	100, 110, 120, 200, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 440(В)
Номинальный ток In	6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 (А)
Номинальный отключающий дифф. ток In	0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3; 5; 10; 20 (А)
номинальный неотключающий дифф. ток I∆n	0,5 In
предельный неотключающий ток при нарушении симметрии фаз	6 In.

Время отключения УЗО определяется его конструкцией и зависит от значений номинального тока и номинального отключающего дифф. тока. В ГОСТ Р 50807-95 имеются соответствующие таблицы, в качестве ориентира покажем время отключения устройства с номинальным отключающим дифф. током 0,030 А. При непосредственном прикосновении, вызвавшим дифф. ток номинального значения устройство сработает за 0,5 с, при двойном превышении номинала за 0,2 с, при дифф. токе 0, 25 А (восьмикратное превышение) УЗО-Д отключится за 0,04 с.

Принцип работы

Чтобы понять, каким образом защитная конструкция выполняет свои предохранительные функции, нужно разобраться в принципе работы УЗО и схеме подключения. Установлено, что ток из сети проходит по фазному проводнику сквозь нагрузку, а затем возвращается через нейтральный провод. На этой закономерности и формируется работа устройства.

Вам это будет интересно Описание кнопочного поста управления

Важно! Принцип функционирования УЗО строится на сравнении значений величин электротока на выходе и входе объекта, который состоит под защитой. Если Iвх = Iвых, то прибор не отвечает

Как только Iвх > Iвых, защитная конструкция чувствует утечку и в результате реагирует

Если Iвх = Iвых, то прибор не отвечает. Как только Iвх > Iвых, защитная конструкция чувствует утечку и в результате реагирует.

Принцип работы УЗО

Иными словами, проходящие по фазному и нейтральному проводу токи должны быть одинаковы (для однофазной сети). Когда сеть трехфазная, то значение в нейтрали равно сумме электротоков, протекающих в фазах. Неравенство электротоков свидетельствует об утечке, на что реагирует прибор.

Отличие электронного УЗО от электромеханического УДТ

Электронные и электромеханические устройства защиты отличаются только типом порогового устройства. Как уже отмечалось выше, в электронных аппаратах защиты в качестве порогового устройства используется электронный усилитель, который вырабатывает сигнал отключения. Этот сигнал подается на обычное реле, которое воздействует на механический расцепитель. Электронные компоненты, в отличие от электромеханических реле, обходятся дешевле и имеют меньший технологический разброс. Поэтому электронное УЗО, как правило, стоит меньше электромеханического аппарата защиты.

Люди, не сталкивавшиеся ранее с устройствами защитного отключения, часто задают вопрос: как отличить электромеханическое УЗО от электронного? Отличить устройства можно по маркировке, нанесенной на лицевую часть корпуса аппарата. У всех УЗО на корпусе можно увидеть символическое изображение дифференциального трансформатора. Он изображается в виде эллипса, охватывающего силовые проводники. От трансформатора прочерчивается символическая линия связи, идущая к устройству сравнения. Устройство сравнения изображается в виде прямоугольника или треугольника. Если нарисован треугольник, то это электронное УЗО. Если прямоугольник — это электромеханическое устройство.

Вечный спор об УЗО

На форумах электриков не затихают споры на тему: какое устройство защиты лучше использовать, УЗО электронное или электромеханическое?

В принципе функциональных различий между аппаратами с разными пороговыми устройствами нет. Оба типа устройств дифференциального тока с успехом выполняют свои функции. Но дотошные исследователи подметили одну особенность, которой обладает электронное УЗО. Для работы операционного усилителя нужно питание. Оно берется с входных клемм аппарата защиты. Поэтому, в случае обрыва нуля или фазы питающей электронную схему, устройство теряет работоспособность. Электромеханическое УЗО лишено этого недостатка, так как исполнительный орган питается от вторичной обмотки трансформатора. Поэтому при обрыве нулевого провода «электромеханика» все равно сработает в случае возникновения утечки фазы.

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.

Рис. 2. Внешний вид УЗО

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.

Назначение

Устройства отключения выпускаются двух видов:

1. Для защиты людей, животных от удара электротоком. Минимальное значение для отключение прибора – 10 мА и 30 мА. Последний является наиболее распространенным. Первый предназначен для помещений с высокой влажностью, его больше всего устанавливают в ванных комнатах. Одно УЗО в экономичных целях обычно обслуживает несколько потребителей. В случае отключения прибора утечку можно обнаружить методом поочередного включения электрических устройств.
2. Для предотвращения пожаров. Приборы имеют более грубую отсечку: 100 мА, 300 мА или 500 мА. Такой номинал отключения не защищает людей от поражения, поскольку 50 мА уже опасен для здоровья. Почему же подобные устройства называют противопожарными? Оказывается, что при повреждении изоляции проводки или сетевой перегрузке возможно короткое замыкание, возгорание. При возникновении чувствительной утечки тока УЗО отключит электроснабжение во всем здании, чем предупредит короткое замыкание, и, как следствие, воспламенение. Противопожарное устройство устанавливается непосредственно сразу после электросчетчика.

Важно! В случае необходимости, для обеспечения стабильности некоторых приборов (например, холодильник, электрический котел, компьютер), нужно рассматривать вариант установления отдельного УЗО

Причины срабатывания УЗО

Срабатывание дифзащиты не всегда происходит из-за неисправностей электропроводки или попадания человека под высокое напряжение. Условно все причины отключения можно разделить на ложные и аварийные.

К ложным случаям можно отнести следующие ситуации:

• Неисправность кнопки «ТЕСТ». Эта кнопка производит проверку работоспособности защиты. Для этого при её нажатии производится подключение резистора к одной из катушек внутри дифреле. При залипании контактов кнопки происходит аварийное отключение при подаче питания и отключенных отходящих проводах.
• Неисправен механизм УЗО. При неисправности рычажного механизма отключение происходит независимо от наличия напряжения, при хлопке дверью или ударах по стене. Для проверки можно постучать ручкой отвёртки по корпусу устройства.
• Неправильное подключение прибора. При использовании вместо нейтрального проводника заземляющего отключение происходит при включении любого из электроприборов, подключённых к устройству. Если все аппараты отключены, а лампы выключены, то аварийное срабатывание защиты отсутствует.

Кроме ложных отключений существуют аварийные ситуации, при которых срабатывание защиты необходимо. В этих случаях отключение может спасти жизнь людям или дом от пожара:

• Попадание человека по высокое напряжение. При этом через тело начинает идти ток утечки и отключение УЗО прекращает его воздействие на организм.
• Нарушение изоляции. Происходит из-за попадания в электроприбор или переходную коробку влаги или разрушения изоляции.

Как отличить электронное УЗО или дифавтомат от неэлектронного?

Широко распространен «тест с батарейкой»: не подключенное к сети УЗО включается (взводится) и к одному из его полюсов подключается обычная пальчиковая батарейка (фактически устраивается КЗ батарейки через замкнутые контакты УЗО). От броска тока, а этот ток с точки зрения УЗО является дифференциальным, т. к. течет только через один полюс, неэлектронное (электромеханическое) УЗО срабатывает. Причем, УЗО типа «А» обязано срабатывать при любой полярности подключения батарейки, а типа «АС» — скорее всего будет срабатывать только при одной, поэтому если УЗО не сработало с первой(ых) попытки, нужно перевернуть батарейку и попробовать еще раз. Электронные УЗО в этом тесте не срабатывают, поскольку отсутствует необходимое для их работы питание 220 В.

Как правильно подключать устройства защитного отключения

При подключении устройств защиты от токов утечки необходимо соблюдать несколько базовых правил.

Первое и самое важное. УЗО и дифавтоматы должны эксплуатироваться в сетях с глухозаземленной нейтралью с отдельным заземляющим проводом (трехпроводная или пяти проводная система)

При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены. Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт».

Второе. Необходимо следить за правильностью подключения проводов. Ноль должен подключаться к клеммам, помеченным буквой «N», а фазы к фазным клеммам. Это правило, на первый взгляд неочевидное, связано с подключением тестовой кнопки и электронной схемы защиты.

Третье. Нельзя соединять между собой одноименные проводники защищаемые разными УЗО. Такую ошибку часто совершают неопытные электрики, используя общий ноль для нескольких блоков розеток. Такое соединение при подключении нагрузки моментально приводит к срабатыванию защиты.