Каждая электрическая сеть нуждается в защитном устройстве, однако многие не знают, что такое УЗО и как оно функционирует. Аббревиатура расшифровывается как устройство защитного отключения.
Электрическое устройство с низким напряжением отключает участок цепи при возникновении разницы токов, превосходящей заданное значение.
В этой статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип работы УЗО, изучим его виды и разберемся, что означает маркировка этих приборов.
Предназначение аппарата защиты
Устройство контура заземления УЗО служит РЕ-проводником для нейтральных токоведущих корпусов или частей электрического оборудования, имея сопротивление не более 4 Ом.
При протечке тока вышеупомянутые элементы оборудования могут находиться под напряжением, что опасно для людей и животных при контакте с ними, а также может нанести ущерб имуществу.
Обзорные аппараты предназначены для предотвращения поражения электрическим током. В случае обнаружения утечки тока выключают напряжение.
Главная угроза заключается в незаметности таких нарушений в цепи, которые редко бывают ощутимы: при прикосновении к устройству может быть небольшое электрическое разряжение.
Поломка изоляции проводов – главная причина данного явления.
Неуправляемые процессы способны причинить существенный ущерб, из-за чего охранное устройство все чаще применяется в домашних хозяйствах.
Применение УЗО получило наибольшее распространение в однофазных сетях С переменным током и заземлением нулевой провода, при напряжении до 1 киловатта, соответствующем бытовым сетям.
Конструктивное исполнение УЗО
Дополнительные характеристики предохранительного устройства разъясняют принцип работы УЗО и его реакцию на ток утечки.
К ключевым рабочим узлам относятся:
- трансформаторный дифференциальный датчик;
- Пусковой орган — устройство, прерывающее неправильно работающий электрический circuit.
- электромагнитное реле;
- контрольный блок.
К датчику подключены обмотки фазы и ноля. При нормальной работе электросети полупроводники создают магнитные потоки в сердечнике с направлением противоположным друг другу. В результате суммарный магнитный поток отсутствует.
К вторичной обмотке, намотанной на магнитопровод трансформатора, подключено электромагнитное реле. При стандартных условиях работы сети реле не срабатывает.
В случае утечки тока функционирование системы претерпевает существенные изменения. Фазовый и нейтральный провода пропускают разное количество тока. Сила и направление магнитных потоков на сердечнике трансформатора приобретают разные характеристики.
Вторичные витки генерируют ток, который при достижении заданных значений замыкает электромагнитное реле. Реле соединено с механизмом расцепления. В нужное время эта пара срабатывает и отключает электрическую сеть.
Для проверки работы системы используют контрольный узел с механизмом сопротивления. в этой статье.
Ток с фазной линии поступает сначала на контрольное сопротивление, а затем на нейтральный провод, обходя датчик.
Формируются разные показатели тока на входе и выходе прибора, что должно спровоцировать запуск узла отключения.
Схемотехника устройств может отличаться в разных моделях, но принцип работы УЗО остаётся одинаковым.
Принцип срабатывания защитного механизма
Рассмотрим назначение УЗО. Работа защитного устройства построена на измерительном принципе.
Регистрируются входные и выходные показатели токов, проходящих через трансформатор. Большее первое значение по сравнению со вторым свидетельствует о токовом утечке в электроцепи, после чего прибор подает сигнал об отключении. При одинаковых показателях устройство не реагирует.
Чтобы лучше понять работу УЗО, обратимся к примеру из бытового щитка с двухполюсной схемой.
Входной двухжильный провод (фаза и ноль) подключается к верхним клеммным блокам. Фаза и ноль, проложенные до участка нагрузки (например, розетки питания бойлера или электрочайника), подсоединяются к нижним клеммникам. Защитное заземление прибора выполняется кабелем, минуя УЗО.
В штатном режиме движения электронов осуществляются от входного кабеля к электрическому нагревателю бойлера/чайника по фазному проводнику, проходя через прибор дифференциальной защиты. Возврат осуществляется на землю по нулевому проводнику, также через УЗО.
В некоторых случаях изоляция в ТЭНах может быть повреждена. В результате этого ток частично будет проходить через воду внутри прибора, корпус и далее в землю по защитной проводке.
Ток, оставшийся после работы, будет возвращаться по нейтральной линии через УЗО. Его значение при этом уменьшится на величину утечки по сравнению с начальным.
Дифференциальный трансформатор определяет разницу показателей. При превышении допустимого значения прибор мгновенно срабатывает и прерывает цепь.
В другом материале мы предоставили советы по подбору и корректной установке. УЗО для бойлера.
Целесообразность использования УЗО
Для чего предназначено УЗО и какие негативные факторы оно предотвращает?
Первостепенной причиной является замыкание фазы на корпус электротехнического оборудования. К проблемным местам относятся ТЭНы нагревателей и стиральных машин. Образование пробоя происходит только при нагревании теплообразующей детали током.
Неправильная установка проводов тоже может привести к проблеме. К примеру, если применять скрутки без клеммной коробки, которые потом прячут в стене под слоем штукатурки, то из-за повышенной влажности поверхности это соединение станет проводящим и будет создавать утечку в стену.
Защитный дифференциальный механизм будет отключать подачу электроэнергии на линию до тех пор, пока участок не высохнет полностью или пока не будет восстановлен соединительный узел.
Обзорные аппараты применяют во множестве сфер, от общественных зданий до промышленных объектов. В составе электротехнических конструкций и схем, отвечающих за прием и распределение электроэнергии,
— щитки в жилых домах, системы энергоснабжения для частного пользования и тому подобное. Важно при этом правильно… выбрать УЗО по мощности.
Виды приборов и их классификация
Разработчики техники предоставляют изделиям различные функции, что важно для выбора подходящего типа УЗО, исходя из особенностей использования электрических сетей.
Чтобы потребители могли выбрать подходящее устройство защитного отключения из большого ассортимента, разработали классификационную систему по таким признакам:
- принцип срабатывания;
- род дифференциального тока;
- Промедление в срабатывании выключателя с дифференциальным током.
- количество полюсов;
- метод установки.
Рассмотрим более подробно каждую из представленных классификаций.
Классификация #1 — по методу включения
Для ввода энергии доступны два способа: электромеханический и электронный. При первом варианте аппарат прерывает подачу электричества на поражённом участке независимо от величины напряжения в сети. Рабочим элементом выступает тороидальный сердечник с обмотками.
В случае протечки в цепи образуется напряжение, активирующее реле поляризации и запускающее механизм отключения.
Работа устройства с электронным устройством полностью основывается на подаче внешнего напряжения, то есть оно нуждается в источнике питания. В его конструкции используется электронная плата с усилителем как основным элементом.
Этот механизм не использует дополнительные источники энергии. Для его функционирования требуется электропитание от внешней сети. Отсутствие напряжения приводит к остановке работы устройства, но цепь не разрывается.
Электронное УЗО на линии с розеткой для микроволновой печи срабатывает при обрыве нулевой фазы и одновременно возникновении неисправности электропроводки СВЧ с замыканием фазы на корпус, что приводит к появлению опасного потенциала.
Прикосновение к печке не активирует защиту электронного типа, поскольку отсутствует подача напряжения. Из-за недостаточной надежности по сравнению с механическими аналогами аппарат нашел меньшее применение.
Классификация #2 — по роду тока утечки
Все выпускаемые модели автоматических устройств безопасности подразделяются по току нагрузки, проходящему через устройство.
На каждом приборе и в его инструкции указано рабочее напряжение. Это значение должно совпадать с диапазоном номинального тока, установленным в электротехнике.
Аппараты типа АС срабатывают при внезапном появлении переменного напряжения утечки в проверяемой схеме или при его постепенно нарастающем колебании. Таковые устройства обозначены надписью «АС» либо символом «~».
Тип А активируется при возникновении быстроменяющегося или импульсного токового потока в управляемой цепи, как и при постепенном его увеличении.
Этот механизм применим ко всем перечисленным случаям. На корпусе прибора указана буква «А» или значок, аналогичный рисунку в квадрате. .
Часто А-тип подключается к схеме с регулированием нагрузки за счет усечения пика синусоиды, например, изменением оборотов электродвигателя тиристорным преобразователем.
Устройства защитного отключения типа В способны обнаружить ток утечки в подключаемой схеме при постоянном, переменном или выпрямленном токе.
Это дорогостоящая техника, рассчитанная на промышленные объекты. В быту его не используют.
Устройства защиты отключения типов А, В и АС предназначены для срабатывания в течение 0,02-0,03 секунды.
Классификация #3 — по типу задержки по времени
Классификация предусматривает два типа: S и G. Автоматическую защиту типа S можно описать реакцией селективного формата. Время срабатывания находится в диапазоне от 0,15 до 0,5 секунды. Ее следует применять при групповом подключении УЗО.
Схеме соответствуют две нагрузочные группы в щитке — розетка №1 и №2, к которым подсоединено УЗО типа А, а на вход помещения — второй автомат S.
В случае обрыва в одном пучке вводной прибор срабатывает лишь если общее устройство не справляется с задачей и не прекращает работу поврежденного участка.
Для повышения избирательности активации разрыва цепи применяется метод регулировки тока утечки.
Рассмотрим схему, похожую на предыдущую, и изменим ее так: групповой автомат выберем типа АС с уставкой дифтока 0,03 А, а на вводе установим такое же устройство, но на 0,1 А.
В некоторых случаях сила тока утечки в цепи пробоя превосходит максимально допустимые значения для двух защитных устройств. В первом случае работа каждого устройства не нарушит избирательность, а во втором – подача сигнала об отключении возможна от любого из подключенных устройств.
Аппарат типа G работает по принципу избирательного срабатывания и имеет задержку от 0,06 до 0,08 секунды. Все рассмотренные типы измерительных устройств предназначены для воздействия экстремальных токов – до 15 кА.
Ограничение тока важный фактор при выборе, так как обеспечивает безопасность.
В помещениях с высокой влажностью для питания электроприборов используют схемы отключения с настройкой на 0,01 А. В обычных бытовых условиях – на 0,03 А.
Для обеспечения пожарной безопасности сооружений требуется сила тока от 0,1 до 0,3 ампер. Просим изучить рекомендации по выбору противопожарного УЗО и тонкостями его монтажа.
Классификация #4 — по числу полюсов
Автоматическое устройство работает на принципе сравнения токов, протекающих через него, поэтому количество его полюсов равно числу токопроводящих линий.
Два полюса УЗО маркируются как 2Р. Его применяют в однофазной схеме для защиты людей и предотвращения возгораний.
Маркировка четырехполюсных УЗО — 4Р. Предназначены для работы в трехфазной сети. Возможна установка комбинированная: прибор с четырьмя полюсами в двухпроводной сети.
Такой подход не позволит fully использовать возможности устройства, что выгодно с точки зрения экономики.
Классификация #5 — по способу установки прибора
Различные корпуса дифференциальных защитных устройств позволяют применять их как стационарно, так и в портативном режиме.
В другом варианте устройство комплектуется проводами большей длины. Приборы, закрепляющиеся на DIN-рейке, монтируются в электрощитМебель располагается в коридоре или квартире.
Существуют и другие способы реализации. УЗО-розетка В обоих случаях любой электроприбор, подключенный таким механизмом, при неисправности безопасен для человека.
Полная расшифровка маркировочных значений
На корпусе устройства обязательно указано название фирмы, разработавшей его. За ним идет стандартная маркировка с номером серии.
Для дешифровки сокращения применим следующий образец. [F][X]00[X]-[XX]:
- [F] – устройство защитного отключения;
- [X] – формат исполнения;
- 00 – цифровые или буквенно-цифровые обозначения серии;
- [X] – количество полюсов: 2 или 4;
- [XX] – характеристики по виду тока утечки: АС, А и В.
Здесь также будут указаны номинальные параметры прибора, выбор которых должен быть особенно внимательным.
К максимально допустимым показателям, по которым спроектированы устройства, относятся: напряжение. Un, ток InКороткое замыкание прокладывает ток разрыва цепи. IΔn, способность включения и отключения Im, коммутационная способность при замыканиях Icn.
Маркировка должна располагаться так, чтобы оставаться читаемой после установки устройства. В некоторых случаях информацию можно разместить на боковых или задних поверхностях, но она будет доступна только перед установкой.
Выходы для подключения нулевого провода маркируются латинской буквой. N». На отключенный режим УЗО указывает символ «ОКруг с коротким вертикальным штрихом, означающим включение. I».
Не для каждого изделия указаны наилучшие показатели температуры окружающего воздуха. В некоторых моделях, где присутствует символ… Рабочий режим находится в пределах от -25 до + 40 °C, при отсутствии указаний значения соответствуют стандарту от -5 до +40 °C.
Выводы и полезное видео по теме
Видеообзор, детально рассматривающий все элементы охранных систем, их назначение и взаимосвязь.
Информацию о разных моделях охранных автоматических систем и рекомендации по выбору подходящей модели.
Какой тип трансмиссии предпочтительнее: автоматическая или механическая с антиблокировочной системой тормозов? Раскрываются нюансы установки.
Использование УЗО – благоприятный и правильный выбор как для экономии, так и для пожарной безопасности и защиты людей.
Максимально используйте его возможности в домашних условиях, установив на все электроприборы для надежной защиты от электрического тока. .
Есть ли у вас вопросы о принципе работы или классификации устройств защитного отключения? Хотите дополнить предоставленную информацию? Пишите свои уточнения в блок комментариев, задавайте вопросы — эксперты и участники сайта помогут подробно ответить.