Розетка со встроенным УЗО: устройство, схема подключения, рекомендации по выбору и установке

Характеристики розеток с УЗО

Современные розетки с УЗО установлены далеко не в каждой квартире. Причиной тому является преобладающее монтирование этих устройств или дифавтоматов на общем входе проводов в жилое помещение.

Чтобы определиться с лучшим вариантом обустройства электрозащиты дома, необходимо подробно ознакомиться с плюсами и минусами розеток с УЗО.

Преимущества комбинированных устройств

Приборы для защиты от утечек тока «2-в-1» применяются не часто, но они имеют ряд преимуществ, благодаря которым являются незаменимыми в ряде случаев.

Пороговый дифференциальный ток всегда указывается на передней панели розетки, потому он является ключевой характеристикой, определяющей её функцию обеспечения электробезопасности

К плюсам розеток с УЗО относят такие качества, как:

• гарантированная блокировка поражения электротоком при наличии его утечки;
• отсутствие необходимости в дополнительном прокладывании проводки или покупке дорогостоящего общего дифавтомата высокой мощности;
• универсальность в сетях с различным напряжением;
• возможность включения в розетку любой бытовой техники мощностью до 3 кВт;
• контроль работоспособности с помощью специальной тестирующей кнопки;
• возможность срабатывания при токах утечки 10 мА;
• защита при повреждении нулевого провода;
• удобство монтажа;
• компактность;
• наличие индикатора напряжения на видном месте.

Перечисленные преимущества розеток с УЗО делают их незаменимыми при желании быстро обеспечить дополнительную защиту от тока утечки. Кроме того, эти устройства довольно мобильны и их всегда можно переместить в другое место в течение нескольких минут.

Недостатки совмещения розетки и УЗО

Розеток с УЗО и аналогичных переносных устройств продается не так уж много. Причиной тому является ряд их недостатков, которые заставляют потребителей делать выбор в пользу других приборов.

При одинаковой функциональности стоимость розеток с УЗО разных брендов может отличаться в десятки раз, хотя надежность этих устройств примерно аналогична

К минусам защитных розеток относят:

1. Высокую стоимость. Гораздо проще установить один УЗО на всю квартиру или на группу помещений, чем монтировать по отдельному устройству в каждую розетку.
2. Наличие конкурентных приборов в виде дифавтоматов, которые обеспечивают ещё и дополнительную защиту при наличии перегрузки сети или замыкании проводов.
3. Частые ложные срабатывания, особенно в старых домах с подпорченной изоляцией проводов.
4. Многие модели требуют глубоких подрозетников, что усложняет их монтаж.

Таким образом, розетки с УЗО являются довольно узкоспециализированным товаром. Его используют только тогда, когда нет желания или возможности установить общие дифавтоматы в квартире, или имеется необходимость в защите с пороговым уровнем в 10 мА.

Назначение и принцип действия УЗО

В отличие от автомата, который предохраняет сеть от перегрузок и коротких замыканий, УЗО предназначено для мгновенного распознавания наличия тока утечки и реагирования путем отключения сети или отдельной электрической линии.

Поскольку эти два защитных прибора отличаются функционально, то оба должны присутствовать в схеме сборки.

Принцип работы УЗО прост: сравнение величин входящей и выходящей силы тока и срабатывание при обнаружении несоответствия.

Схема, показывающая работу прибора в случае, если происходит пробой фазы. Сначала срабатывает реле напряжения (РН), затем контактор (К)

Внутри корпуса автоматического устройства находится трансформатор с сердечником и обмотки с равномерными магнитными потоками, направленными в разные стороны.

При возникновении тока утечки выходной магнитный поток уменьшается, в результате чего срабатывает электрореле и размыкает питание. Это возможно, если человек прикоснется к заземленному прибору и электроцепи. В среднем, на это уходит от 0,2 до 0,4 секунды. Подробнее об устройстве и принципе действия УЗО мы говорили здесь.

Существуют различные типы приборов, предназначенные для сетей с постоянным или переменным током. Одна из важных технических характеристик, которая обязательно присутствует в маркировке – сила тока утечки.

Для защиты жильцов дома выбирают устройства номиналом 30 мА. Там, где есть повышенный риск, например, санузлы с повышенной влажностью, игровые детские комнаты, устанавливают УЗО на 10 мА.

Более высокий номинал, например, 100 мА или 300 мА, предназначен для предотвращения пожара, так как крупные утечки тока способны вызвать возгорание. Такие устройства монтируют в качестве общего вводного УЗО, а также на предприятиях и крупных объектах.

УЗО (слева) не нужно путать с дифавтоматом (справа), который объединяет функции автоматического выключателя и защитного устройства отключения, то есть может срабатывать как от перегрузки, так и от тока утечки

АВДТ компактнее связки защитных приборов и занимает меньше места в электрошкафу, но при его срабатывании труднее найти причину отключения.

Схема установки выбирается в соответствии с поставленной задачей и видом сети – 1-фазной или 3-фазной. Если необходимо защитить дом или квартиру целиком от токовых утечек, УЗО устанавливают на входе силовой линии.

О фильтрах

Один из главных источников сбоя в работе УЗО — помехи от бытовой техники. И бороться с ними помогают ферритовые поглощающие фильтры.

Важно: Ферритовые кольца для таких фильтров продаются в отделах радиоэлектроники. На одном кольце фильтр вставляется в «шумящую» установку, поближе к сетевому вводу

Но выполнить это качественно по силам только квалифицированному специалисту. Заниматься самодеятельностью в этом вопросе не стоит

На одном кольце фильтр вставляется в «шумящую» установку, поближе к сетевому вводу. Но выполнить это качественно по силам только квалифицированному специалисту. Заниматься самодеятельностью в этом вопросе не стоит.

Все, что можно сделать своими руками, это надеть несколько колец на сетевой шнур. А чтобы не резать для этого фирменный литой кабель, достаточно будет приобрести вилку и гнездовую колодку, а также взять небольшой отрезок провода на три жилы. Или купить готовый сетевой шнур, оснащенный ферритовыми насадками, поглощающими помехи. Будет дороже, но надежнее.

Что такое УЗО и принцип работы

УЗО обнаруживает утечку тока и отключает обслуживаемый участок от сети при превышении порогового значения. Главным элементом аппарата является дифференциальный трансформатор, 1-фазная версия которого состоит из 3 катушек. Первая включается в фазу, вторая — в нейтраль. Провода подводятся так, чтобы токи в катушках имели противоположное направление.

Возможны следующие случаи:

1. Токи в обмотках равны. Это наблюдается при отсутствии утечек. Создаваемые катушками магнитные поля взаимно уничтожаются.
2. Токи отличаются. Это происходит при утечке, разницу называют дифференциальным током. Магнитное поле одной из катушек уничтожается не полностью и наводит ЭДС в третьей катушке трансформатора. Это приводит к срабатыванию реле, размыкающего контакты.

Области применения

Через прибор защитного отключения запитывают электроприемники, потенциально опасные для пользователя. К ним относят:

• розетки;
• приборы с металлическим корпусом, расположенные в пределах досягаемости.

Через прибор запитывают розетки.

Таким образом, внутренний блок кондиционера допускается подключать без УЗО, поскольку он имеет пластиковую оболочку и расположен высоко.

Для бойлера и стиральной машины аппарат необходим независимо от материала корпуса. В случае пробоя изоляции произойдет замыкание фазы на воду, что с большой вероятностью может привести к электротравме пользователя.

Разновидности

Аппараты делят на виды по нескольким признакам:

• чувствительности (пороговой величине утечки);
• роду тока;
• энергозависимости;
• задержке срабатывания;
• конструкции.

В зависимости от чувствительности различают следующие типы:

• защищающие от электротравмы;
• противопожарные.

Аппараты делят на виды по чувствительности и роду тока.

У первых чувствительность устанавливают с учетом того факта, что опасным для человека является ампераж в 50 мА. Есть 2 вида:

1. На 10 мА. Используются для подключения потребителей в помещениях с повышенной влажностью (санузлах, кухнях, бассейнах и т.д.).
2. На 30 мА. Для потребителей с нормальными условиями эксплуатации.

Аппараты на 6 мА соответствуют европейским и американским стандартам.

Противопожарные устройства по величине утечки делятся на 3 вида (мА):

• 100;
• 300;
• 500.

По роду тока утечки УЗО подразделяются на классы:

1. АС — только переменный. Через них подключают холодильники, «теплые полы», конвекторы, водонагреватели и т.п.
2. А — переменный и выпрямленный (пульсирующий). Для приборов, управляемых электроникой (имеют импульсные блоки питания или выпрямители). К ним относятся компьютеры, телевизоры, стиральные и посудомоечные машины, микроволновки.
3. В — переменный, выпрямленный и постоянный. Применяются только в промышленности.

УЗО бывают электромеханическими и электронными.

По энергозависимости различают 2 типа:

• электромеханические;
• электронные.

Вторые оснащены усилителем, повышающим интенсивность сигнала от управляющей катушки. Это позволяет уменьшить габариты дифтрансформатора.

По типу срабатывания приборы делятся на функционирующие:

1. Без задержки. Время срабатывания составляет 0,02-0,03 секунд.
2. С задержкой — G. Отключаются в течение 0,06-0,08 секунд.
3. С большой задержкой — S. Время срабатывания увеличено до 0,15-0,5 секунд.

Конструктивно аппараты делятся на одно- и трехфазные.

Отличия от дифавтомата

Дифавтомат отключает цепь при:

• утечке тока;
• перегрузке и коротком замыкании.

Дифавтомат отключает цепь при перегрузке и коротком замыкании.

Таким образом, данное устройство представляет собой 2 в одном: УЗО + автоматический выключатель. Рекомендуется выбирать модель со специальными флажками, показывающими причину срабатывания. Без этого усложняется поиск неисправности.

Конструктивные особенности

По принципу функционирования и построению УЗО и розетки с защитным обесточиванием практически идентичны. Основной элемент изделия — измерительный трансформатор, при помощи которого происходит вычисление разности токов на нулевом и фазном проводах.

Таким образом, после коммутации стиралки или водонагревателя через розетку с УЗО, питание на оборудование будет подаваться при условии, что разница токов не превышает заданного порогового значения. Данный параметр принято называть дифференциальным током (отсюда название «дифференциальные автоматы»). Он указывается в паспорте изделия и на корпусе розетки.

Подключение

Подключение розетки с УЗО не составляет никакого труда. В этом случае, вам необходимо руководствовать теми же правилами, что и при установке обычного штепсельного соединения. У нас уже была статья о том, как установить розетку. Единственной особенностью, про которую нельзя забывать является необходимость размещения автоматического выключателя перед этим устройством. УЗО, которое используется в розетке не предназначается для защиты потребителей от короткого замыкания. Большие токи, которые могут при этом появиться особенно опасны при эксплуатации стиральных машин в ванной комнате.

Актуальность электророзеток с УЗО

Более 40% пожаров возникает из-за неисправной электропроводки, тысячи людей в год гибнут в домашних условиях от поражения током. Эти печальные случаи могли бы не произойти, если бы электрическая цепь была под контролем УЗО – устройство защитного отключения.

Это устройство мониторит разницу между токами нуля и фазы, и в случае их существенного отличия отключает электропитание нагрузки.

Порог тока для неотпускания провода мышцами человека составляет 10 мА, поэтому розетка с УЗО должна обеспечивать четкое определение его уровня и срабатывание защиты. Автоматика устройства рассчитана таким образом, что при касании оголенного провода под напряжением человек даже не успевает ощутить удар током – устройство отключает электропитание практически мгновенно.

При установке УЗО в доме нужно быть уверенным в отсутствии утечек тока внутри стен, иначе устройство просто не будет включаться

Пробой неисправной проводки внутри стен может длительное время быть невидимым и не приводить к пожароопасной ситуации. Но со временем изоляция провода истончается и ток увеличивается, что может стать причиной пожара. УЗО определяет проблему задолго до нагрева кабеля и отключает его от сети.

При скрытом пробое изоляции внутри стен страдает и кошелек пользователя. Ведь фактически электроэнергия расходуется на нагрев бетонных плит и штукатурки. Поэтому установка УЗО является отличным способом повысить электробезопасность жилья и его жителей, а также предупредить излишние затраты на оплату света.

Варианты схем

Нельзя сказать, что существует одна конкретная схема. Каждый случай имеет свои особенности, поэтому подключение УЗО может производиться по-разному. Во-первых, устройство применяется в сетях однофазного и трёхфазного напряжения (это уже две разные схемы). Во-вторых, можно установить УЗО на вход и защитить таким образом от токовых утечек всю квартиру. А можно производить монтаж устройств для каждой отдельной линии, тем самым защищая только определённый участок электрической сети.

Пример подключения УЗО в однофазной сети на видео:

Так как схема для подключения УЗО имеет несколько вариантов, очень важно, чтобы вы могли их читать. Сейчас в паспортах многих электробытовых приборов и техники указано, как и через какой тип УЗО необходимо выполнять их подключение к электрической сети

Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах.

Что такое однофазная сеть?

При однофазной электрической сети потребители запитаны по двум проводникам – фаза и рабочий ноль. Номинальное напряжение в таких сетях – 220 В.

Однофазная сеть может быть двухпроводного и трёхпроводного исполнения. В первом случае используется два проводника – фазный и нулевой, на схемах они обозначаются английскими буквами «L» и «N».

Второй вариант помимо фазы и ноля предусматривает ещё наличие проводника защитного заземления (его обозначение «РЕ»). Основная функция этого заземляющего провода – дополнительно защитить людей от поражения электрическим током. За счёт его подсоединения к корпусам электроприборов, в случае замыкания фазы на корпус произойдёт отключение электропитания. Это спасёт и жизнь человека, и саму технику от перегорания.

А теперь поговорим о том, какой может быть схема подключения УЗО в однофазной сети.

Подключение на входе (в однофазной сети)

В этом случае монтаж УЗО производится в щитке после вводного двухполюсного автомата. Вслед за устройством защитного отключения располагаются отходящие автоматические выключатели. Такая схема включения УЗО обеспечивает одновременную защиту от токовых утечек всем отходящим потребителям.

Недостаток схемы в сложности поиска места повреждения. Например, произошло замыкание фазы на металлический корпус какого-то бытового прибора, включенного в данный момент в розетку.

Происходит срабатывание УЗО, в квартире исчезает напряжение. Если в это время в розетки были включены несколько приборов, то сразу определить повреждённый будет проблематично.

Такая схема имеет и положительные стороны. За счёт того, что используется только одно устройство защитного отключения, монтаж распределительного щитка обойдётся дёшево, да и сам он будет небольших размеров.

Имейте в виду, что широкое распространение получила ещё одна разновидность такой схемы, в ней между вводным автоматом и УЗО принято устанавливать счётчик электрической энергии.

Подключение на входе и на отходящих линиях (в однофазной сети)

При таком варианте схемы установка УЗО производится после вводного автоматического выключателя и ещё на каждую отходящую линию.

О том, что такое селективность поговорим чуть ниже.

Например, произошла утечка тока на одной из отходящих линий. Должно сработать устройство, которое защищает именно эту группу.

Если по каким-то причинам УЗО не отработало, то через определённое время (это называется выдержкой времени) отключится общее УЗО на входе, оно как бы подстраховывает отходящее.

Несомненный плюс такой схемы в том, что в момент повреждения будет отключаться только аварийная линия, а во всей остальной квартире подача напряжения не прекратится.

Недостатки подобной схемы в больших габаритах распределительного щитка и в дороговизне (УЗО – вещь не дешёвая, а при таком варианте их понадобится несколько).

На видео сравнение нескольких схем подключения:

https://youtube.com/watch?v=EQs-iqz-kAE

Можно немного сэкономить и опустить в этой схеме однофазное УЗО на входе, то есть выполнить монтаж только групповых устройств на отходящих линиях. Многие электрики вообще считают вводное УЗО лишней тратой денег, потому что каждая линия уже имеет свою защиту. Но как мы говорили выше, оно является своеобразной подстраховкой, на случай если выйдет из строя групповое устройство. Поэтому здесь всё зависит от ваших финансовых возможностей. Есть деньги – монтируйте схему с УЗО на входе. Если так накладно, установите только отходящие устройства, это тоже будет замечательно. Многие люди совсем не ставят УЗО, предпочитая экономить средства на собственной безопасности.

Замена поломанной евровилки

Порядок действий при переломе штырьков, оплавлениях:

1. Срезайте вилку, подлежащую замене, снимайте наружную изолирующую оболочку провода.
2. Зачищайте 3 жилы на 20 мм, скручивайте их, зачистите до 10 мм изоляции проводков – этого хватит для самостоятельной подключения новой вилки. Бокорезами откусите ненужное.
3. Чтобы улучшить контакт плоскогубцами, (если провод одножильный, жесткий), загните медные концы провода, присоединяйте провода.
4. Шнуры для подключения стиральных машин, холодильников, другой техники имеют три контакта, разделяемых цветами. Ноль – это синий цвет изоляции провода, заземление – желтый и зеленый, фаза – последний (оттенки возможны разные, обычно коричневый). Для корректной замены нужно присоединить землю к контакту по центру, остальные два к штырям, какой куда роли не играет.
5. Зажмите кабель перемычкой из пластика – она зафиксирует его в области посадки.
6. Собирайте корпус евровилки, скрепляйте конструкцию винтом.

Как видите, порядок действий простой, нужно только соблюдать последовательность.

Правильный электромонтаж

Большая часть УЗО относится к категории модульной техники для установки на 35 мм DIN-рейку. Высота модуля и размер шейки соответствуют стандартным габаритам, поэтому с размещением диффзащиты в обычных рядных ящиках проблем не возникает.

В плане сборки щитовой проводки имеются свои тонкости. Подключение входного рабочего нуля к общей шине или кросс-модулю должно выполняться сразу после выхода с УЗО одним проводником без ответвлений. При этом к данной шине должны подключаться только те линии, защита которых контролируется устройством, с которого взят рабочий нуль. Таким образом, в стандартном щитке действует следующая схема подключения:

1. Входные фазные и нулевой провод с вводного кабеля подключают напрямую на клеммы УЗО. С обратной стороны снимается рабочий ноль и фазы, каждый проводник на отдельную шину.
2. К общей нулевой шине подключаются:
   • нулевые проводники осветительной сети напрямую;
   • ноль подключения УЗО 1 группы на 10 мА;
   • ноль подключения УЗО 2 группы на 30 мА.
3. К фазной шине подключается вся нагрузка, включая УЗО 1 и 2 группы.

Схема подключения УЗО: 1 — вводной автомат; 2 — счётчик; 3 — общее селективное УЗО; 4 — кросс-модуль; 5 — автоматы осветительной сети; 6 — автомат для защиты УЗО; 7 — УЗО первой группы 10 мА; 8 — УЗО второй группы 30 мА; 9 — нулевая шина; 10 — шина заземления

Конструктивные особенности

По принципу функционирования и построению УЗО и розетки с защитным обесточиванием практически идентичны. Основной элемент изделия — измерительный трансформатор, при помощи которого происходит вычисление разности токов на нулевом и фазном проводах.

Таким образом, после коммутации стиралки или водонагревателя через розетку с УЗО, питание на оборудование будет подаваться при условии, что разница токов не превышает заданного порогового значения. Данный параметр принято называть дифференциальным током (отсюда название «дифференциальные автоматы»). Он указывается в паспорте изделия и на корпусе розетки.

Правила безопасности в процессе работы

Большая часть правил носит общий характер, то есть их необходимо применять в процессе любых электромонтажных работ.

Если вы решили самостоятельно оборудовать распределительный электрощит, перед тем как установить и подключить УЗО, не забудьте:

• отключить электропитание – выключить автомат на входе;
• использовать провода с соответствующей цветовой маркировкой;
• не применять металлические трубы или арматуру в квартире для заземления;
• в первую очередь устанавливать автоматический входной выключатель.

Если существует возможность, рекомендуется использовать отдельные приборы для линий освещения, розеток, контуров для стиральной машины и др. В обратном случае достаточно установки общего УЗО.

Для защиты детей все электроустановки из детской комнаты обычно объединяют в один контур и оборудуют отдельным прибором. Вместо УЗО можно использовать дифавтомат

Кроме характеристик самих приборов, важны и параметры других элементов электропроводки, например, сечение электропровода. Его следует рассчитать, учитывая постоянную нагрузку.

Соединять провода между собой лучше с помощью клеммников, а для подключения к приборам – использовать специально предназначенные, промаркированные клеммы, а также схему на корпусе.

Как правильно подключить провода к УЗО

Бесперебойная работа всей электропроводки определяется не только правильным выбором сечения провода и электроприборов, но и надежностью их соединения между собой. Несмотря на простоту этой операции, часто совершаются ошибки, что впоследствии приводит к обгоранию контактов и выходу из строя УЗО.

Если изоляцию снять на недостаточную длину, то она может попасть под зажимную планку клеммы и в дальнейшем приведет к плохому контакту и обугливанию соединения.

При снятии изоляции ножом нужно его лезвие располагать параллельно проводу, тогда на медной жиле не появятся надсечки, приводящие к перелому в этом месте провода при изгибах.

Для увеличения площади контакта клеммы с проводом рекомендую, в случае если позволяет окно клеммы, его конец загнуть, как показано на фотографии.

На снимке показан вид УЗО со стороны винтовых клемм. Для подключения проводов достаточно отвинтить винт, завести конец освобожденного провода от изоляции на длину около 10-15 мм до упора в клемму и завинтить винт с достаточным усилием обратно.

После зажатия провода нужно со значительным усилием подергать за него, чтобы убедиться в надежности его крепления. При вставлении в отверстие клеммы провод может попасть мимо, винт будет затянут, не зажав его между контактами.

Дифавтомат

Принцип АВДТ обычный: расцепитель разводит контакты при обнаружении пороговых величин.

Схемы подсоединения АВДТ в целом аналогичные. Ниже вариант с общим дифавтоматом на группу АВ (схема менее надежная, не рекомендована для мощных приборов).

Более предпочтительная сборка, когда АВДТ устанавливается к каждому потребителю, отдельно на опасные сегменты:

Двухступенчатая защита с дифавтоматом. Уставка вводного АВДТ всегда больше (200, 100 мА) последующих, которые он защищает, или равная. Тип — S, для селективности, номинал выше на уровень.

Как подобрать номинал

Подбор номинала АВДТ на примере бойлера. Смотрят на мощность ЭВН и берут со значением в сторону возрастания. Запас — до 20 %, иначе сработка будет медленной, что критично при КЗ, когда ток в десятки раз выше нормы.

Величина отключения (уставка) — 10 мА, если линия индивидуальная, для одного мощного прибора. Если же на ней несколько потребителей — 30 мА.

Чаще всего применяют дифы на 16, 20, 25 А. Электромеханические изделия считаются более надежными.

Предостережения:

• дифзащита для мощных потребителей должна активироваться при утечке в 5–7 мА;
• нельзя нуль и фазу дифавтомата объединять с не подсоединенными к нему жилами, даже если таковые идут от параллельно включенных АВДТ;
• нуль на выходе из прибора не должен касаться жилы «земли».

Разновидности электрических сетей

Электропитание в наши квартиры и дома поступает из однофазной сети или трёхфазной.

Однофазное электрическое питание представляет собой одну фазу и ноль. Для питания бытовой техники и осветительных приборов нужно фазное напряжение, которое получается на выходе после понижающего трансформатора. Такое однофазное питание предполагает запитку от одной фазы линии.

По фазному проводнику движется электрический ток, а по нулевому он возвращается в землю. Чаще всего такой тип электропроводки применим в квартире, и имеет он две разновидности:

• Однофазная сеть двухпроводного исполнения (без земли). Такой тип электросети чаще всего можно встретить в домах старой постройки, в ней не предусмотрено заземление электрических приборов. Цепь включает в себя только нулевой провод, имеющий буквенную маркировку N, и один фазный проводник, он соответственно обозначается буквой L.
• Однофазная сеть трёхпроводного исполнения. В ней помимо нулевого и фазного имеется ещё защитный заземляющий проводник, обозначаемый РЕ. Корпуса электрических приборов нужно подсоединять к заземляющим проводникам, это обеспечит защиту самой техники от перегорания, а человека от действия электрического тока.

В доме зачастую присутствует техника, которой нужно трёхфазное напряжение (насосы, двигатели, если есть станки в сарае или гараже). В данном случае сеть будет состоять из нулевого и трёх фазных проводов (L1, L2, L3).

Аналогично трёхфазная сеть бывает четырёхпроводного исполнения и пятипроводного (когда присутствует ещё защитный заземляющий проводник).

С разновидностями сетей определились, а теперь будем непосредственно переходить к вопросу, возможно ли подключение УЗО без заземления и как правильно устанавливать это устройство?

Можно ли подключать УЗО без заземления – на видео: