Узо устройство, виды, подключение с землей и без, причины срабатывания

Подключение Устройство защитного отключения (устройства защитного выключения) – общепризнанная в мировой практике мера увеличения электрической безопасности потребителей. Счёт спасенных Устройство защитного отключения жизней человека идет на миллион, а использование Устройство защитного отключения в сетях энергетического снабжения частных и многоквартирных домов для жилья, жилых массивов и объектов промышленности предохраняет миллиардный убыток от пожаров и аварий.

Но правило Галена: «Все есть яд и все есть лекарство» правильно не только в медицине. Снаружи простое, Устройство защитного отключения при бездумном или безалаберном использовании может не только ничего не не допустить, но и стать источником неприятностей. По аналогичности: кто-то выстроил Кижи одним топором, кто-то может им же кой-какой шалашик построить, а кому-то топор и в руки давать нельзя, отрубит себе что-нибудь. Так что начнем знакомиться с Устройство защитного отключения поосновательнее.

В первую очередь

Любой серьезный разговор об электричестве в первую очередь коснется правил электрической безопасности, и не напрасно. Переменный ток не несет заметных признаков опасности, действие его на организм человека развивается очень быстро, а результаты могут быть продолжительными и тяжёлыми.

Однако в этом случае речь пойдёт не об общих правилах производства работ по электромонтажу, которые и так прекрасно известны, а об ином: Устройство защитного отключения в старую советскую систему электропитания TN-C, в которой защитный проводник соединен с нейтралью, входит очень плохо. Долго было неясно, входит ли вообще.

Все издания ПУЭ определенно просят: в цепях защитных проводников не позволяется установка коммутирующих устройств. Формулировка и нумерация пунктов менялись от редакции к редакции, но сущность понятна, как говорят, и птице марабу. Но что делать с советами к использованию устройств защитного выключения? Они – коммутирующие устройства, и одновременно включаются в разрыв как фазы, так и НУЛЯ, который вместе с тем и защитный проводник?

Напоследок, в 7-й важной редакции ПУЭ (ПУЭ-7А; Правила устройства электрических установок (ПУЭ), 7 издание, с дополнениями и изменением, М. 2012) п. 7.1.80 все же поставил точки над i: «Не разрешается использовать Устройство защитного отключения, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C)». Вызвано такое усиление, наперекор прежним советам, зафиксированными случаями электротравматизма ПРИ СРАБАТЫВАНИИ Устройство защитного отключения.

Поражение электрическим током из-за неправильного подсоединения Устройство защитного отключения

Объясним на примере: Домохозяйка за стиркой, в машине пробило на корпус Трубчатый нагреватель, как показано на рисунке жёлтой стрелкой. Потому как 220 В ток распределяет по всей длине Нагревательного элемента трубчатого типа, на корпусе окажется что-то около 50 В.

Здесь начинает действовать следующий фактор: электрическое сопротивление тела человека, как и любого электролизного проводника, зависит от приложенного напряжения. С его повышением сопротивление человека падает, и наоборот. Скажем, в ПТБ приводится полностью обоснованная расчетная величина в 1000 Ом (1 кОм), при потной распаренной коже или в состоянии опьянения. Но тогда при 12 В ток обязан быть 12 мА, а это больше неотпускающего (судорожного) тока в 10 мА. Кого-то когда-то колотило 12 В? Даже вдрызг пьяного в гидромассажных ваннах с морской водой? Наоборот, по тем же ПТБ 12 В – полностью безопасное напряжение.

При 50-60 В на мокрую распаренную кожу ток не превысит 7-8 мА. Это крепкий, болезненный удар, но ток меньше судорожного. Возможно, потребуется излечение от последствий, но до востановления с дефибрилляцией дело не дойдет.

А сейчас «защитимся» Устройство защитного отключения, не понимая сути дела. Его контакты размыкаются не очень быстро, а на протяжении 0,02 с (20 мс), и не полностью синхронно. С вероятностью в 0,5 первым разомкнется НУЛЕВОЙ контакт. Тогда, условно говоря, возможный резевуар Нагревательного элемента трубчатого типа со скоростью света (практически) наполнится до 220 В по всей его длине, и на корпусе окажется 220 В, а ток через тело пройдёт 220 мА (красная стрелка на рисунке). Менее чем на 20 мс, но 220 мА – это два с лишним очень быстро убивающих значения в 100 мА.

Так что же, в домах старой постройки Устройство защитного отключения устанавливать нельзя? Все же можно, но осторожно, с полным пониманием дела. Необходимо точно подобрать Устройство защитного отключения и правильно его присоединить. Как? Об этом будет рассказано дальше в соответствующих разделах.

Устройство защитного отключения – что и как

Устройство защитного отключения в электрике возникли совместно с первыми ЛЭП в виде релейной защиты. Назначение всех Устройство защитного отключения не меняется по сей день: отключать подачу электрической энергии при появлении опасной ситуации. Как указатель аварии в подавляющем большинстве Устройство защитного отключения (и во всех бытовых Устройство защитного отключения) применяется ток утечки – при его повышении сверх заданного предела Устройство защитного отключения срабатывает и размыкает цепь электрического питания.

Потом Устройство защитного отключения начали использовать в целях защиты от пробоя и загорания некоторых электрических установок. До поры, до времени, Устройство защитного отключения оставались «противопожарными», они реагировали на ток, исключающий зажигание дуги между проводами, менее 1 А. «Пожарные» Устройство защитного отключения выпускаются и используются по сей день.

Видео: что такое Устройство защитного отключения?

УЗО-Е (емкостные)

С появлением полупроводниковой электроники начались попытки создать Устройство защитного отключения домашние, предназначающиеся для защиты человека от поражения электрическим током. Они работали по принципу емкостного реле, реагирующего на реактивный (емкостный) ток смещения; человек при этом работает как антенна. На том же принципе возведен всем именитый индикатор-фазоуказатель с неонкой.

УЗО-Е владеют исключительно высокой чувствительностью (доли мкА), могут быть сделаны фактически очень быстро срабатывающими и полностью равнодушны к заземлению: малыш, стоящий на изолирующем полу и дотянувшийся пальцем до фазы в розетке, ничего не почувствует, а УЗО-Е его «почует» и отключит напряжение, пока он не уберет палец.

Но УЗО-Е имеют принципиальный недостаток: в них поток электронов тока утечки (ток проводимости) есть последствие появления электромагнитного поля, а не его причина, благодаря этому они очень восприимчивы к помехам. Нет теоретической возможности «обучить» УЗО-Е отличать небольшого шелапута, расковырявшего «интересную штучку», от заискрившего на улице трамвая. Благодаря этому УЗО-Е используются лишь иногда в целях защиты специального оборудования, объединяя прямые собственные обязанности с индикацией прикосновения.

УЗО-Д (дифференциальные)

«Вывернув» УЗО-Е «наоборот», удалось найти рабочий принцип Устройство защитного отключения «умного»: необходимо идти конкретно от первичного потока электронов, а утечку определять по разбалансу (разнице) полных токов в СИЛОВЫХ проводниках. Если от потребителя оттекает именно столько же, сколько к нему ушло, все в хорошо. Если пошёл разбаланс – где нибудь протекает, необходимо отключать.

Разница по-латыни differentia, по-английски difference, благодаря этому такие Устройство защитного отключения назвали дифференциальными, УЗО-Д. В однофазной сети нужно только сравнить величины (модули) токов в фазном проводе и нейтрали, а при подсоединении Устройство защитного отключения в трёхфазной системе электроснабжения – полные векторы токов всех трех фаз и нейтрали. Значительная характерность УЗО-Д – в любой схеме электрического питания защитный и другие проводники, не передающие потребителю мощность, должны пройти мимо Устройство защитного отключения, иначе неминуемы ложные срабатывания.

Для создания бытовых УЗО-Д понадобилось достаточно времени. Самое первое, необходимо было точно определить величину электрического тока разбаланса, неопасную для человека при времени влияния, равном времени срабатывания Устройство защитного отключения. УЗО-Д, настроенные на неощутимый или на меньший неотпускающего ток, оказывались большими, непростыми, дорогими, а наводки «ловили» лишь несколько хуже УЗО-Е.

Второе, необходимо было создать высококоэрцитивные ферромагнитные материалы для дифференциальных блоков питания, см. ниже. Радиоферрит совсем не подходил, не держал рабочую индукцию, а УЗО-Д с преобразователями электрической энергии на железе оказывались через чур небыстрыми: своя неизменная времени даже маленького железного преобразователя электрической энергии достигает 0,5-1 с.

УЗО-ДМ

Рабочий принцип дифференциального электромеханического Устройство защитного отключения

К 80-м годам исследования удачно закончились: ток по опытам на добровольцах подобрали 30 мА, а быстродействующие дифтрансформаторы на феррите с индукцией насыщения в 0,5 Тл (Тесла) дали возможность с вторичной обмотки снимать мощность, которой достаточно для непосредственного привода электромагнита размыкателя. В бытовых условиях возникли дифференциальные индукционные УЗО-ДМ. сейчас это очень востребованный вид бытовых Устройство защитного отключения, так что ДМ опускают, а говорят или пишут просто Устройство защитного отключения.

Дифференциальное электромеханическое Устройство защитного отключения работает так, см. рис с правой стороны:

  • Без утечки токи в фазном и нулевом проводниках по известному из школьной физики правилу буравчика возбуждают в ферритовом кольце одинаковые по величине, но противоположно направлены магнитные потоки Ф1 и Ф2, которые подавляют друг друга. Результирующий магнитный поток в сердечнике Ф=0, и ЭДС намотанной на феррит вторичной обмотки равна нулю.
  • При появлении утечки (скажем, при прикосновении человека к корпусу поломанной электрической установки, как на рисунке) один из токов начинает увеличиваться, в феррите появляется магнитный поток, наводящий во вторичной обмотке ЭДС.
  • Под током от вторичной обмотки электромагнит оттягивает защелку контактуры размыкателя, и контакты под воздействием пружины размыкаются.
  • Кнопкой «Тест», создавая искусственно разбаланс токов в Устройство защитного отключения, выверяют его трудоспособность; флажком или кнопкой с самофиксацией делают еще одно включение после срабатывания.

    внешний вид трехфазного и однофазного Устройство защитного отключения

внешний вид с пояснениями обозначений на корпусе трехфазного и однофазного Устройство защитного отключения показан на рисунке сверху.

Примечание: кнопкой «Тест» Устройство защитного отключения положено выверять каждый месяц и при каждом повторном включении.

Электромеханическое Устройство защитного отключения оберегает лишь от утечки, однако его простота и «дубовая» надежность дали возможность соединить в одном корпусе Устройство защитного отключения и токовый защитный автомат. Для этого понадобилось только лишь сделать тягу фиксатора размыкателя двойной и завести ее в электромагниты токовый и Устройство защитного отключения. Так возник автоматический выключатель дифференциального тока, обеспечивающий полную защиту потребителей.

внешний вид дифавтомата (слева) и Устройство защитного отключения (с правой стороны)

Однако дифавтомат – не Устройство защитного отключения и автомат по отдельности, это необходимо отчетливо не забывать. Наружные различия (силовой рычажок, взамен флажка или кнопки повторного включения), как рисунке – это только внешность. Основное отличие Устройство защитного отключения от автоматического выключателя дифференциального тока проявляется во время установки Устройство защитного отключения в системах электропитания без защитного заземления (TN-C, независимое электрическое питание), см. ниже раздел про подключение Устройство защитного отключения без земли.

Главное: индивидуальное Устройство защитного отключения предназначается в целях защиты Лишь от утечки. Его минимальный ток демонстрирует, до какой его величины Устройство защитного отключения хранит трудоспособность. Устройство защитного отключения на номиналы 6,3 и 160 А с одинаковым разбалансом в 30 мА дают одинаковую защитная степень. В дифавтоматах ток отсечки автомата всегда меньше минимального тока Устройство защитного отключения, чтобы Устройство защитного отключения не сгорело при перегрузке сети.

УЗО-ДЕ

В этом случае «Е» значит не емкость, а электронику. УЗО-ДЕ делаются вмонтированными конкретно в розетку или электрическую установку. Разница токов в них улавливает полупроводниковый магниточувствительный датчик (датчик Холла или магнитодиод), его сигнал отделывается процессором, а цепь размыкает тиристор. УЗО-ДЕ, кроме компактности, имеют следующие хорошие качества:

  1. Высокая чувствительность, сравнимая с УЗО-Е, в комбинировании с помехоустойчивостью УЗО-ДМ.
  2. Как правило высокой чувствительности – способность реагировать на ток смещения, т.е., УЗО-ДЕ упреждающее, отключит напряжение, перед тем как оно кого-то ударит это не зависит от наличия заземления.
  3. Высокое быстродействие: для «раскачки» УЗО-ДМ нужен хотя бы один полупериод 50 Гц, т.е. 20 мс, и хотя бы одна опасная полуволна должна пройти через тело, чтобы УЗО-ДМ сработало. УЗО-ДЕ способно включаться при напряжении «пробойной» полуволны в 6-30 В и отсечь ее в зародыше.

Недостатки УЗО-ДЕ в первую очередь большая цена, свое потребление энергии (презренное, однако при падении напряжения сети УЗО-ДЕ может не сработать) и предрасположенность к отказам – электроника все же. За границей чипованные электроточки широко получили распространение еще в 80-х; в определенных государствах их применение в комнатах для ребенка и учреждениях в первую очередь согласно законодательству.

У нас УЗО-ДЕ пока мало известны, а напрасно. Пререкания папы с мамой по поводу затрат на электророзетку с «защитой от дурака» не сравнимы со стоимостью детской жизни, даже в том случае, если в квартире бесчинствует безнадежный вредина и баламут.

Индексы УЗО-Д

В зависимости от устройства и назначения к названию Устройство защитного отключения могут добавляться ключевые и добавочные индексы. По индексам можно создать заблаговременный подбор Устройство защитного отключения для жилой площади. Ключевые индексы:

  • AС – срабатывают от разбаланса переменной составляющей тока. Делаются, в основном, противопожарными, на разбаланс 100 мА, т.к. не способны защитить от непродолжительной импульсной утечки. Дешевые и очень надежны.
  • A – реагируют на разбаланс как переменного, так и пульсирующего токов. Главное выполнение – защитные на 30 мА разбаланса. Возможны ложные срабатывания/несрабатывания в системе TN-C во всяком случае, а в TN-C-S при неблагоприятном заземлении и/или наличии мощных потребителей с ощутимой своей реактивностью и/или импульсными блоками питания (ИБП): машина для стирки, климатический прибор, варочная панель, электродуховка, комбайн кухонный; в малой степени – посудомойка, компьютер, кинотеатр для дома.
  • В – реагируют на ток утечки любого рода. Это либо промышленные Устройство защитного отключения «пожарного» типа на 100 мА разбаланса, либо установленные УЗО-ДЕ.

Добавочные индексы дают представление о добавочных практичных возможностях Устройство защитного отключения:

  1. S – селективное по времени срабатывания, оно изменяется в границах 0,005-1 с. Главная сфера использования – в энергоснабжении объектов, запитанных по двум лучам (фидерам) с автоматом ввода резерва (АВР). Регулировка времени срабатывания нужна, чтобы при пропадании ключевого луча успел сработать АВР. В бытовых условиях порой используются в дорогих поселках с коттеджами или домах. Все селективные Устройство защитного отключения – пожарные, на разбаланс 100 мА, и просят установки после себя защитных 30 мА Устройство защитного отключения на ток меньшей ступеньки, см. дальше.
  2. G – быстродействующие и сверхбыстродействующие Устройство защитного отключения с временем срабатывания 0,005 с и менее. Используются в детских, учебных, больницах и в остальных случаях, когда недопускается «проскок» хотя бы одной поражающей полуволны. Исключительно электронные.

Примечание: домашние Устройство защитного отключения очень часто не индексируются, а отличаются по исполнению и току разбаланса: индукционные на 100 мА – АС, они же на 30 мА – А, установленные электронные – В.

УЗО-Р

Практически безызвестная не профессионалам разновидность Устройство защитного отключения – не дифференциальные, срабатывающие по току в защитном проводнике (Р, РЕ). Используются в промышленности, в военной технике и в остальных случаях, когда покупатель выполняет крепкие помехи и/или имеет свою реактивность, способную «запутать » даже УЗО-ДМ. Могут быть как электромеханическими, так и электронными. Чувствительность и быстродействие для домашних условий – неудовлетворительны. В первую очередь очень качественное обслуживаемое заземление.

Подбор Устройство защитного отключения

Чтобы по правилам выбрать Устройство защитного отключения, индекса мало. Необходимо также узнать следующее:

  • Приобретать отдельно Устройство защитного отключения с автоматом или дифавтомат?
  • Выбрать или высчитать значение отсечки по экстратоку (перегрузке);
  • Определить номинальный (рабочий) ток Устройство защитного отключения;
  • Определить требуемый ток утечки – 30 или 100 мА;
  • Если вышло, что для общей защиты необходимо «пожарное» Устройство защитного отключения на 100 мА, определить, сколько, где и каких требуется вторичных «жизненных» Устройство защитного отключения на 30 мА.

Отдельно или вместе?

В квартире с проводкой TN-C о дифавтомате можно не вспоминать: ПУЭ запрещает, а проигнорировать, так электричество само в скором времени напомнит. В системе TN-C-S дифавтомат обойдется не дорого 2-ух разных устройств, если назначена реставрация проводки. Если же токовый автомат уже стоит, то доступнее выйдет согласованное с ним по рабочему току индивидуальное Устройство защитного отключения. Писания на тему: Устройство защитного отключения с обыкновенным автоматом несовместимо – дилетантская несусветица.

На какую перегрузку рассчитывать?

Ток отсечки автомата (экстраток) равён максимально возможному току употребления квартиры (дома), помноженному на 1,25 и дополненному до близлежащего большего значения из обычного ряда токов 1, 2, 3, 4, 5, 6.3, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000 и 6300 А.

Самый большой ток употребления квартиры обязан быть записан в ее техпаспорте. Если нет – узнать можно в эксплуатирующей здание организации (обязаны сообщать согласно законодательству). В домах старой постройки и новых недорогих максимально возможный ток, в основном, 16 А; в новых обыкновенных (семейных) – 25 А, в бизнес-классе – 32 или 50 А, а в люксах 63 или 100 А.

Для приватных домовладений самый большой ток рассчитывают по лимиту используемой мощности из паспорта технического средства (уж его-то прописать инстанции не упустят) в расчете 5 А на киловатт, с показателем 1,25 и дополнением до близлежащего большего обычного значения. Если в паспорте технического средства прямо прописано значение самого большого тока употребления, за основу расчета берут его. Честные проектировщики на проекте электрической проводки прямо указывают ток отсечки главного автомата, так что и считать не приходится.

Минимальный ток Устройство защитного отключения

Номинальный (рабочий) ток Устройство защитного отключения берут на ступень больше тока отсечки. Если вставляется дифавтомат, его подбирают ПО ТОКУ ОТСЕЧКИ, а токовый номинал Устройство защитного отключения заложен в нем конструктивно.

Видео: Устройство защитного отключения или дифавтомат?

Ток утечки и общая защитная схема

Для жилой площади с проводкой TN-C-S не будет ошибкой без ненужных размышлений взять Устройство защитного отключения на разбаланс 30 мА. Системе квартире TN-C дальше будет посвящен отдельный раздел, а вот для частных строений ясных и финальных рекомендаций сразу дать нельзя.

По п. 7.1.83 ПУЭ рабочий (природный) ток утечки не должен быть больше 1/3 тока разбаланса Устройство защитного отключения. Однако в доме с полом с подогревом электрического образца в прихожей, освещением двора и электроподогревом гаража в зимний период рабочий ток утечки достигает 20-25 мА при площади жилого помещения и в 60, и в 300 квадратов.

В общем, если нет теплицы с электроподогревом грунта, прогреваемой водяной скважины, а двор освещается экономками, на вводе после счетчика бывает достаточно поставить пожарное Устройство защитного отключения с минимальным током на ступень больше тока отсечки автомата, а на каждую группу потребителей – по защитному Устройство защитного отключения с подобным же минимальным током. Но правильный расчет сделает только эксперт по результатам электрических измерений уже готовой проводки.

Варианты расчета

Как высчитать Устройство защитного отключения, разберем на примерах для самых разнообразных случаев.

Первый – новая квартира с проводкой TN-C-S; по паспорту технического средства лимит используемой мощности 6 кВт (30 А). Проверяем автомат – стоит на 40 А, все ОК. Устройство защитного отключения берем на ступень или две выше по минимальному току – 50 или 63 А, не имеет значения – и на ток разбаланса в 30 мА. О токе утечки не думаем: его в границах нормы должны обеспечить рабочие, а нет – так пускай сами и поправляют бесплатно. Тем не менее, подрядчики подобных проколов не допускают – знают, чем пахнет замена электрической проводки по гарантии.

Второй. Хрущевская квартира, пробки на 16 А. Ставим стиральную машину на 3 кВт; ток употребления – около 15 А. Для ее защиты (и защиты от нее) необходимо Устройство защитного отключения с номиналом 20 или 25 А на 30 мА разбаланса, но 20 А Устройство защитного отключения нечасто бывают в продаже. Берем Устройство защитного отключения на 25 А, однако в любом случае В первую очередь необходимо пробки убрать, а поставить взамен них автомат на 32 А, иначе вероятна ситуация, описанная вначале. Если проводка откровенно не удержит краткосрочного броска в 32 А, ничего не поделаешь, необходимо ее менять.

Во всяком случае необходимо давать заявку в энергослужбу на замену счетчика и реставрацию электрической проводки, со сменой либо же без замены. Процедура эта не не такая простая как кажеться и хлопотная, а новый счетчик с индикацией состояния проводки в последующем сослужит хорошую работу, см. раздел о сработках и неисправностях. А зарегистрированное при реставрации Устройство защитного отключения даст возможность после бесплатно вызывать электриков для измерений, что тоже очень хорошо на грядущее.

3-ий. Загородный дом с лимитом употребления в 10 кВт, что даёт 50 А. Общая утечка по результатам измерений – 22 мА, причем дом даёт 2 мА, автогараж – 7, а двор – 13. Ставим общий дифавтомат на 63 А отсечки и 100 мА разбаланс, дом с гаражным помещением запитываем по отдельности через Устройство защитного отключения на 80 А номинальных и 30 мА разбаланса. Двор в данном случае оставить лучше совсем без собственного Устройство защитного отключения, но осветительные приборы для него взять в защищенных от влаги корпусах с заземлительной клеммой (промышленного типа), и завести их земли прямо на заземляющий контур, так надежнее будет.

Подключение Устройство защитного отключения в квартире

Стандартная схема включения Устройство защитного отключения в квартире

Стандартная схема подсоединения Устройство защитного отключения в квартире приведена на рисунке. Видно, что общее Устройство защитного отключения включается достаточно близко к вводу, но после счетчика и главного (подъездного) автомата. Там же на врезке показано, что в системе TN-C общее Устройство защитного отключения включать нельзя.

Если будет необходимость некоторых Устройство защитного отключения для групп потребителей их включают тут же ЗА соответствующими автоматами, выделено жёлтым на рисунке. Минимальный ток вторичных Устройство защитного отключения берут на ступень-две больше, чем у «собственного» автомата: для ВА-101-1/16 – 20 или 25 А; ВА-101-1/32 – 40 или 50 А.