Конструктивное исполнение
Конструкция УЗО поможет нам разобраться, каким образом оно реагирует на токовую утечку. Основными рабочими узлами УЗО являются:
- Трансформатор дифференциального тока.
- Механизм, с помощью которого происходит разрыв электрической цепи.
- Электромагнитное реле.
- Проверочный узел.
К трансформатору выполнено подключение встречных обмоток – фазы и ноля. Когда сеть работает в нормальном режиме, то эти проводники в трансформаторном сердечнике способствуют наведению магнитных потоков, которые имеют встречное направление относительно друг друга. За счёт противоположной направленности магнитный поток в сумме равняется нулю.
Наглядно устройство и принцип действия УЗО на следующем видео:
Во вторичной трансформаторной обмотке выполнено подключение электромагнитного реле, при нормальных рабочих условиях оно находится в покое. Возникла токовая утечка, и картина сразу меняется. Теперь по фазному и нейтральному проводникам начинают проходить различные токовые величины. Соответственно и на трансформаторном сердечнике теперь не будет равных магнитных потоков (они будут разными и по величине, и по направлению).
Во вторичной обмотке появится ток и, когда его значение достигнет заданного, сработает электромагнитное реле. Его подключение выполнено в связке с расцепляющим механизмом, он мгновенно отреагирует и разорвёт цепь.
В качестве проверочного узла служит обычное сопротивление (какая-то нагрузка, подключение которой выполнено, минуя трансформатор). С помощью этого механизма имитируется токовая утечка и проверяется работоспособное состояние устройства. Каков принцип работы этой проверки?
Имеется специальная кнопка «ТЕСТ» на УЗО. Её главное назначение – подать ток с фазного провода на проверочное сопротивление и далее на нейтральный проводник, минуя трансформатор. За счёт сопротивления ток на входе и на выходе будет разный, и созданный небаланс запустит механизм отключения. Если при проверке УЗО не отключилось, значит, придётся отказаться от его установки.
Обратите внимание! Проверку УЗО необходимо проводить регулярно, идеальный вариант – один раз в месяц. Это является требованием пожарной безопасности и не стоит им пренебрегать.. У разных производителей УЗО внутреннее конструктивное исполнение может отличаться, но общий принцип работы остаётся неизменным
У разных производителей УЗО внутреннее конструктивное исполнение может отличаться, но общий принцип работы остаётся неизменным.
Все устройства различаются по принципу срабатывания. Они бывают электронного и электромеханического типа. Электронные УЗО отличаются сложной схемой, им для работы необходимо дополнительное питание. Устройствам электромеханического типа внешнее напряжение не нужно.
Селективность по току утечки
Селективность по току работает по схожему принципу. Но в качестве величины для избирательности используется не время, а ток утечки.
Также используется минимум 2 защитных устройства. То, что находится ближе к квартирному щитку, обладает большим значением тока срабатывания. Обычно для подобных задач применяют противопожарные УЗО с током отключения порядка 100 мА. Например, IEK 2п 63А 100мА ВД1-63 АС.
Далее по группам потребителей (отдельным комнатам) расставляются устройства с меньшим током утечки 5-30 мА. Если в одном из помещений развивается неисправность, то с большей вероятностью сработает только слаботочное реле на 30 мА. А противопожарное устройство на 300 мА, установленное на вводе, останется в работе. Таким образом, отключается только аварийное помещение.
Варианты схем
Перед тем, как подключать УЗО без заземления, запомните важный совет! Схема обязательно должна включать в себя помимо устройств защитного отключения и обыкновенные автоматы.
Многие наивно полагают, что это одинаковые механизмы и служат для одной и той же цели. Главное, понять разницу в их работе. Автоматический выключатель – это защита для подающей сети напряжения. Он отключает повреждённый участок, если в нём возникли сверхтоки в результате короткого замыкания или перегруза. За счёт этого аварийная ситуация не распространяется на общую сеть, и она остаётся в исправном состоянии.
УЗО защищает только от токовых утечек, их величины очень малы в сравнении с токами КЗ. Поэтому если в сети возникает режим короткого замыкания или перегруза и при этом отсутствует автомат, УЗО не отреагирует. Нужно всегда устанавливать его в схему в паре с автоматическим выключателем.
Подключение УЗО без заземления может быть выполнено двумя способами.
Подключение на вход
При такой схеме устанавливается одно УЗО для обеспечения защиты одновременно всей квартирной проводки.
Из сети по вводному кабелю в распределительный щиток поступает напряжение и приходит на двухполюсный автомат. Затем в схеме устанавливается устройство защитного отключения. Далее монтируются автоматы отходящих присоединений. Все эти отходящие потребители одновременно защищаются одним УЗО, установленным на входе.
Плюс этой схемы в том, что используется только одно устройство защитного отключения, соответственно не требуются значительные материальные затраты. К тому же в распределительном щитке можно всё компактно разместить и он не будет больших размеров.
Но имеется и существенный недостаток. Представьте себе, что какой-то бытовой прибор в данный момент подключен к розетке и в нём происходит замыкание фазы на металлический корпус. УЗО на появившуюся токовую утечку реагирует и отключается. Прекращается подача напряжения на всю квартиру. Если в этот момент к розетке был подключен только один электроприбор, искать повреждение несложно. А если одновременно работало много бытовой техники? Мало того, что сразу с прекращением подачи напряжения перестал работать холодильник, завис кондиционер, остановилась программа в стиральной машине или хлебопечи, остались несохранённые документы на компьютере. Так ещё нужно будет отыскать, на какой именно технике замкнуло фазу, а это уже доставляет определённые трудности.
Поэтому прежде чем выбирать данную схему подсоединения УЗО, подумайте об удобстве её дальнейшей эксплуатации.
Подключение на входе и на отходящих ветвях
Такой вариант схемы предусматривает подсоединение нескольких УЗО. Одно, как и было рассмотрено выше, монтируется после вводного автомата на входе. Остальные ставят за автоматическими выключателями отходящих присоединений. Сколько их будет, зависит от того, как вы сгруппируете свою домашнюю электрическую сеть. Возможно, по одному автомату и УЗО у вас будет стоять на каждую отдельную комнату. Есть вариант разделения розеточных и осветительных групп потребителей. В некоторых схемах выполняется отдельная защита бойлера, стиральной или посудомоечной машины, кондиционера или электропечи.
Как работает подобная схема? Например, на одной из отходящих линий произошла токовая утечка. Сработает УЗО, защищающее именно эту линию. Напряжение во всей квартире не исчезает, вся остальная техника остаётся в рабочем состоянии. В этом заключается несомненное преимущество данного варианта схемы. Её недостаток в том, что распределительный щиток получится внушительных размеров, не совсем удобно в нём располагать большое количество УЗО и автоматов. Да и недёшево обойдётся это в материальном плане.
Возникает вопрос, зачем в схеме ещё одно УЗО на входе? Бывают ситуации, когда по той или иной причине отходящее устройство не среагировало на токовую утечку. В этом случае входное УЗО будет подстраховкой, через определённый промежуток времени отключится оно. В принципе, его можно опустить и выполнить схему без вводного устройства. Но если финансовые возможности позволяют, лучше подстрахуйтесь, всё-таки речь идёт о безопасности людей.
Наглядно общий принцип подключения УЗО на следующем видео:
Защита в трехфазной сети
Для распределения нагрузки в системах, где общее потребление электроэнергии превышает 10 кВт, используют трехфазные сети. В них имеется три фазных провода, в каждом фаза переменного тока сдвинута на 120° относительно соседнего. Возврат тока происходит по одному нулевому проводу.
Для подобной сети применяют специальные устройства защиты, рассчитанные для подключения к трехфазной сети. Их коммутация с отдельными элементами сложнее, чем подключение для однофазной сети. Но так можно обеспечить стабильную работу электросети с большими нагрузками на отдельных линиях.
Общее устройство защиты и групповые УЗО
Для организации схемы нужна трехфазная модель и однофазные для установки в каждую линию электроснабжения. Монтируется центральный автомат на четыре полюса, для отдельных сетей используются однополюсные. Особенность перегрузки или короткого замыкания в трехфазной сети – резкий нагрев и вероятность возгорания проводки.
Рекомендации по организации электроснабжения:
- использование кабеля, стойкого к воспламенению (ВВГнг, ППГнг(A)-HF, ППГнг(А)-FRHF);
- для каждой фазы провод с индивидуальной цветовой маркировкой (черный, красный, серый);
- монтаж нескольких УЗО и одного общего повышает уровень защиты от токов утечки.
Подобное подключение для трёхфазной сети применяется в частных домах с электрическим отоплением, в производственных и коммерческих зданиях.
Схема со счетчиком
Подключение счетчика происходит по стандартной схеме – он находится между главным автоматом и защитным прибором. Счетчик должен быть трехфазный. Подобная методика целесообразна, если один или несколько контуров рассчитаны на высокие показатели мощности потребления.
В противном случае можно выбрать один из вариантов – монтаж общего УЗО или для каждого контура. Это незначительно снизит степень защиты, но скажется на уменьшении расходов по организации электроснабжения.
Нюансы подключения модулей типа S
Собственно, нюансы те же самые, какими сопровождается процесс подключения стандартных защитных аппаратов.
Клеммы каждого из приборов имеют определенное предназначение (фазная, нулевая) и обозначаются соответствующим образом.
Клеммники на приборе защиты и обозначения для подключения электрических линий. Также показано обозначение кнопки для выполнения тестовой операции на предмет корректного срабатывания УЗО
При монтаже недопустимо изменение позиций клемм относительно их назначения по отношению к цепям питания.
Если вместо фазы подключить нулевую шину – это как минимум перспектива выхода из строя самого устройства. Перепутать местами две точки крайне сложно, но на практике бывает и такое.
Еще один нюанс – настройка модуля под существующую электрическую цепь в плане граничной отсечки по току.
Если же конструкция не предполагает варианты настройки по току, следует правильно подобрать устройство по технико-эксплуатационным характеристикам.
Наконец, обязательным нюансом подключения является тестирование прибора в режиме подачи электропитания в цепь нагрузки.
Эта функция простая и требует только лишь одного действия – активации специальной кнопки, которая так и обозначается на корпусе/в документации как «Тест».
Отличие электромеханического УЗО с 2 и 4 обмотками от электронного
Посмотрите на картинке изображение структурных схем двух типов УЗО — электромеханического и электронного. Они похожи между собой, но в схеме электронного прибора есть дополнительный элемент – треугольник с буквой «А» — усилитель. Как видно из названия, отличие этих приборов в конструкции. В электромеханических внутри находятся реле и трансформатор с двумя, а в трёхфазных устройствах — четырьмя обмотками. При исправной изоляции суммарный ток и напряжение в выходной обмотке равны 0. В случае повреждения на ней появляется напряжение, достаточное для срабатывания защиты.
В электронных устройствах внутри электронная схема с усилителем. Такие приборы дешевле и у них выше чувствительность. Недостаток этой конструкции в необходимости обеспечивать питание этой схемы, которое она получает от сети. При обрыве нулевого провода напряжение для питания электроприборов отсутствует, но есть в фазном проводе относительно заземлённых конструкций. При прикосновении к нему человек попадает под воздействие высокого напряжения, а УЗО не сработает из-за отсутствия питания электронной схемы.
Поэтому электромеханическое реле обеспечивает более надёжную защиту.
УЗО без блока питания, и с блоком питания
Схема подключения УЗО к трехфазной сети
УЗО представляет собой коммутационный прибор, отключающий от электропитания сеть, либо ее участок, в случае, если дифференциальный ток превышает заданный показатель.
Называть данный прибор могут 3 и более терминами: «устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным током, выключатель дифференциального тока» и так далее.
Но как бы его не называли, все использующиеся сегодня в мире УЗО необходимы для выполнения 2 функций:
- защита человека от удара током вследствие прямого или непрямого касания;
- предотвращение пожара, который может случиться в результате возгорания проводки.
УЗО призваны нейтрализовать токи при различных повреждениях электрических установок. Подключение УЗО в соответствии со схемой является только частью комплексных мер, но иногда кроме УЗО никакие другие средства не способны предоставить надежную защиту, к примеру, при снижении степени изоляции, маленьких показателях тока замыкания, и срыве нулевого защитного проводника.
Использование предохранителей (автоматов защиты) – вещь нужная и целесообразная, но они разъединяют цепь при коротких замыканиях либо сверхтоках, в которых значения тока более высокие, чем «необходимо» для летального исхода человеку при поражении током. Если же говорить об устройствах защитного отключения, то они устраняют даже самые маленькие по значению токи, и срабатывают буквально мгновенно – для этого им необходимы миллисекунды.
Подключение – шаг за шагом
Итак, с тем, что представляет собой УЗО и для чего оно нужно, разобрались, теперь поговорим о схеме подключения 4-полюсного УЗО к 3-фазной сети с задействованием нейтрали.
В большинстве случаев пользуются именно такой схемой, поэтому о ней и пойдет речь.
Если сравнивать с подключением к однофазной сети, то в нашем случае все работы и монтажные мероприятия выполняются практически также, но есть важное отличие – применяется четырехполюсное УЗО, а не двухполюсное оборудование. Совет
Совет
4 приходящих провода (которым соответствуют фазы А, В, С, а также ноль) соединяем с устройством защитного отключения аналогичным образом с схемой подключения, приведенной ниже.
Схема подключение также указана в техническом паспорте УЗО или непосредственно на корпусе изделия.
Приборы различных компаний-изготовителей могут по-разному подключатся в связи с разным размещением нулевой клеммы (она может находиться с левой стороны или с правой).
Подключение проводников фаз не имеет большого значения, главное – грамотное и технически правильное подсоединение соответствующих входов и выходов.
А вот чтобы защитить людей от ударов тока следует поставить на отходящих линиях (либо группах линий) двухполюсные однофазные УЗО, реагирующие на утечку по току 10-30 мА.
Таким образом будет обеспечена не только пожарная безопасность, но и безопасность здоровья и жизни людей.
Данная схема подключения подходит не только для защиты одной 3-фазной сети. Она также является прекрасным решением для 3 однофазных сетей. Но вы должны понимать, что в последнем случае каждый ноль отдельной сети должен подсоединяться к выходной клемме N УЗО. На приведенной схеме присутствует все вышесказанное, поэтому проблем у вас возникнуть не должно.
Обратите внимание
Электромонтаж выполняется в соответствии с привычками и познаниями электрика, однако специалисты советуют соединение нулей разных однофазных сетей осуществлять посредством нулевой шинку, установка которой выполняется легко и просто на DIN-рейке.
Подводя итоги статьи о подсоединении четырехполюсного УЗО к трехфазной сети с применением нейтрали, хотелось бы сказать, чтобы вы были внимательны на протяжении всех работ, однако особого внимания требуют 3 момента:
- правильное подсоединение нулевых и фазных проводников;
- соответствие цветовой маркировке проводов;
- выполнение рабочих мероприятий строго со схемой подключения, без внесения «личных корректировок», которые могут привести к неправильной работе УЗО.
Схема подключения УЗО к трехфазной сети
0,00 / 0
Селективность УЗО
При создании внутренних электрических сетей главное значение уделяется безопасности. Основными угрозами для человека, которые несет в себе самый востребованный источник энергии, является поражение электрическим током и возгорание электропроводки (окружающих ее предметов), его следствием чаще всего оказываются пожары. Происходит это при токовых утечках, возникающих по причине нарушений изоляции электропроводки или неисправности электрооборудования.
Для защиты от дифференциальных токов в распределительных вводных щитках предусматривают установку УЗО (устройства защитного отключения), обеспечивающее экстренное отключение при токах утечки превышающих определенный уровень. Устанавливается оно на вводе после электросчетчика последовательно автоматическому выключателю. Номинальный ряд дифференциальных токов (при которых происходит срабатывание устройства) лежит в пределах 0.006 – 0.5 А.
Если говорить о противопожарных УЗО, рекомендованный для них ток будет составлять 0.1, 0.3 и 0.5 А, но для защиты человека уже номинал 0.1 А может оказаться смертельным, поэтому при выборе защитного выключателя следует рассматривать УЗО номиналами 0.006, 0.01 и 0.03 А.
Селективные УЗО
Современные электрические сети предусматривают создание двухуровневых систем защиты, иными словами селективных УЗО. На первом уровне устанавливается устройство защитного отключения с номинальным дифференциальным током 100 или 300 мА, оно же выступает как селективное противопожарное УЗО. На втором уровне выстраивается ряд групповых УЗО, включенных последовательно с первым (параллельно друг другу) и выступающих в роли защитных. Номиналы групповых автоматов (дифференциальные токи) должны ограничиваться значением 30 мА (не выше), а количество совпадать с числом контролируемых групп.
Таким образом, получается селективная защита каждой из групп, контролируемых отдельным автоматом. Объединение в группы в зависимости от схемы подключения и разводки сети может происходить по разному принципу, например каждый выключатель дифференциальный может контролировать:
- состояние электропроводки отдельной комнаты;
- отдельно электроосвещение или розетки питания всего жилья;
- цепь питания мощного электрооборудования (бойлера, электроплиты, стиральной машины).
Главным преимуществом селективной защиты считается то, что при отключении одной из групп питание остальных потребителей электроэнергии сохраняется.
Особенности выбора УЗО селективных цепей
При выборе устройств защитного отключения для организации селективной защиты следует руководствоваться рядом правил. Основными параметрами УЗО можно считать:
- номинальный пропускаемый ток;
- дифференциальный ток срабатывания;
- задержку срабатывания.
В отношении селективной защиты первый параметр интереса не представляет, он скорее интересен с точки зрения перегрузок, и должен соответствовать номиналу вводного автомата, а вот порогам срабатывания с задержкой отключения следует уделить особенное внимание. Чтобы обеспечить токовую селективность, номинал УЗО первого уровня должен быть не менее утроенного номинала группового автомата, так если во втором уровне установлены автоматы на 30 мА, то общий должен иметь порог не менее 100 мА
Чтобы обеспечить токовую селективность, номинал УЗО первого уровня должен быть не менее утроенного номинала группового автомата, так если во втором уровне установлены автоматы на 30 мА, то общий должен иметь порог не менее 100 мА.
В отношении временной селективности справедливо примерно тоже и значения временной задержки должны отличаться минимум в три раза. На срабатывание обычных УЗО уходит 20 – 30 мс после определения утечки, такие устройства пригодны для использования во втором уровне. Устройства, предназначенные для селективной защиты, выпускаются двух типов:
- тип S срабатывает с задержкой 0.15 – 0.5 с;
- тип G – 0.06 – 0.08 соответственно.
Для чего применяются УЗМ
В случае возникновения внештатной ситуации УЗМ отключает нагрузку, тем самым предохраняя аппаратуру от повреждения. По сути многофункциональное УЗМ представляет собой мощное электромагнитное реле с электронным управлением.
Подробнее…
Для чего применяются магнитные пускатели
По своему назначению электромагнитные пускатели делятся на обычные и реверсивные. В конструкции реверсивных магнитных пускателей заложено два обычных (в спаренном корпусе) с взаимной блокировкой друг друга, исключающей их одновременное включение и обеспечивающей электрическую блокировку. Подробнее…
УЗО селективность работы
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта ! В этой статье мы подробно рассмотрим, как обеспечить селективность работы УЗО.
Эта тема продолжает серию статей по электрическим аппаратам защиты в рамках курса «Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы – подробное руководство».
Если Вам интересна эта тема, рекомендую подписаться на новостную рассылку, чтобы не пропустить выхода продолжения. Форма подписки внизу этой статьи.
Итак, вначале давайте разберемся, что же такое селективность?
Селективность устройств защитного отключения означает, что для устройств, включенных в цепь последовательно, при возникновении в защищаемой ими цепи тока утечки, должно сработать только то УЗО, которое ближе всех расположено к месту повреждения.
Т.е. селективность позволяет исключить нежелательные отключения последующих УЗО, что упрощает поиск и устранение неисправности, приведшей к срабатыванию, и обеспечивает работоспособность остальных участков цепи.
Давайте рассмотрим пример. В современной квартире в электрическом щите установлено общее вводное УЗО, а после него установлены несколько групповых УЗО, защищающих отдельные группы или отдельные потребители.
При возникновении утечки тока в бойлере, если обеспечена селективность, должно отключиться только УЗО бойлера. При этом вводное УЗО и все остальные потребители должны остаться включенными.
Как же обеспечить селективность работы УЗО?
Для того, чтобы обеспечить селективность работы УЗО, включенных в цепь последовательно по древовидной схеме, необходимо выполнить два условия (независимо от значений токов утечки, возникающих при повреждениях в электрической сети):
1. Селективность по времени. Время срабатывания УЗО, которое расположено ближе к источнику питания, должно быть не менее, чем в 3 раза больше, чем у УЗО, расположенного ближе к потребителю. Т.е. вышестоящее УЗО должно быть селективное (типа S).
2. Селективность по току. Значение уставки по току утечки (номинальному отключающему дифференциальному току IΔn1) для вышестоящего УЗО должно быть не менее, чем в 3 раза больше, чем уставка IΔn2 УЗО, расположенного ближе к потребителю. То есть:
IΔn1>=3 IΔn2.
Обычно в квартирах селективные УЗО не применяются, а используются УЗО общего типа. Давайте посмотрим, что произойдет, если используются вышестоящее и нижестоящие УЗО общего типа?
Для УЗО общего типа ГОСТ определяет только максимальное время отключения. И если у нас УЗО подключены по древовидной схеме, т.е. последовательно, то при возникновении в цепи тока утечки, сработает наиболее быстродействующее УЗО (поскольку УЗО – устройство аналоговое и существует разброс параметров при их изготовлении).
Причем, отключаться будут либо нижестоящее и вышестоящее УЗО одновременно, либо одно из них, причем, по статистике, в большинстве случаев отключается вышестоящий аппарат.
Это приведет к тому, что обесточится сразу весь дом. К тому же это затрудняет поиск и локализацию неисправности, приведшей к срабатыванию УЗО.
Эту проблему можно решить применением селективного вышестоящего УЗО. Для селективных УЗО по ГОСТу определяется минимальное время неотключения.
Селективное УЗО срабатывает с задержкой. При появлении тока утечки в одной из нижестоящих групп, вышестоящее селективное УЗО будет пропускать через себя ток утечки и выжидать, давая возможность сработать УЗО в этой группе, поскольку оно имеет меньшее время срабатывания.
При этом все остальные потребители в других группах останутся включенными.
Селективное же УЗО сработает, если выйдет из строя нижестоящее УЗО, либо если появится утечка тока в цепи между вышестоящим и нижестоящими УЗО.
Например, вводное селективное (противопожарное) УЗО установлено в уличном электрощите вместе со счетчиком электроэнергии, а остальные УЗО общего типа установлены в электрощите внутри дома, либо в этажных электрощитах. В этом случае при появлении утечки в линиях между щитами, сработает вводное селективное УЗО.
Смотрите видео Селективность работы УЗО
Интересные
Подсоединение устройства защитного отключения
Выполнить монтаж УЗО несложно, владея базовой информацией о работе электрооборудования. К каждому устройству производитель прилагает технический паспорт. В нем указываются рекомендуемые схемы подключения, которые нужно использовать во время установки.
Поиск нулевой фазы
Использование контрольной лампы для поиска нулевой фазы Определить нулевую фазу очень просто опытным путем. Нужно взять два провода и подсоединить их к концам патрона лампочки. Ее загорание наблюдают, если она подключена к фазе. В остальных случаях ничего не произойдет.
Подключение лампочки к двум фазам одновременно разрешается осуществлять на короткий промежуток времени. Замыкать такую цепь также можно лишь на небольшой период. Иначе существует высокая вероятность срабатывания автоматического выключателя.
Подключение фазы
Если удалось найти ноль, необходимо сразу выполнить его присоединение к соответствующим клеммам. Оставшиеся три провода являются рабочими фазами. Они подсоединяются любым удобным способом, что никак не влияет на функционирование УЗО.
После завершения монтажа необходимо проверить работоспособность системы. Для этого запускается тестер, который входит в стандартную комплектацию прибора.
Подсоединение выходных устройств
Подключение нескольких розеток к одному УЗО происходит только параллельным способом. Чтобы осуществить это, каждую жилу разделяют на нужное количество проводов. Если не придерживаться такой схемы монтажа, прибор не сможет полноценно работать и срабатывать при возникновении аварийных ситуаций.
