УЗО: что это такое в электрике

При различных повреждениях электрических сетей требуется защита, для чего нужно использовать специальное оборудование. Чтобы автоматически отключить электрическую линию, если токи утечки превосходят заданную уставку, требуется УЗО. Расшифровка этой аббревиатуры – устройство защитного отключения.

Назначение

Первостепенное назначение УЗО – гарантировать защиту человеческого организма от действия электричества, возникающего вследствие повреждения изоляции электрооборудования, электрических линий. Человек, случайно контактирующий с таким оборудованием, попадает под действие электрического тока, и необходимо предупредить его травматизацию и даже гибель, зачем и нужно данное устройство.

Помимо того, оно защищает от утечек, которые могут вызвать нагрев проводки и возгорание, способных привести к пожару.

Прежде чем устанавливать это устройство, нужно понимать, что это такое.

УЗО в электрике используется в следующих целях:

1. Подключение электропотребителей – функция выключателя.
2. Создание надежной электрической цепи для расчетного тока, не вызывающего ошибочных срабатываний.
3. Возможность обесточивания (выключения) электропотребителей под нагрузкой.
4. Отключение контролируемого объекта, когда достигается заданное значение дифференциального тока.

При недопустимой величине утечки прибор отключает поврежденную часть цепи меньше чем за секунду. Аппарат не защищен от КЗ, ему требуется обязательная установка автоматического выключателя.

Существующие типы УЗО – это электронное и электромеханическое УЗО. Преимущества электромеханического устройства – сохранение работоспособности при обесточенной линии. Возникновение утечки вызовет срабатывание аппарата, и защитите человека от поражения электричеством.

Есть простой способ, как отличить УЗО электронного типа от электромеханического: надо проверить его тестовым режимом, если оно сработает при отсутствии внешнего напряжения, то это электромеханическое, в противном случае – это электронное изделие.

К разновидности УЗО относится аппарат УЗО-Д, который снабжен дополнительным, автономным блоком питания, что позволяет не терять работоспособность даже в случае отключения основного напряжения. Этот вид позволяет обеспечить надежность работы.

Принцип работы УЗО и конструктивные особенности

УЗО — это устройство, отключающее электролинию при появлении токов утечек, возникающих по разным причинам, в первую очередь – вследствие нарушения изоляции.

Принцип работы основан на сравнении нулевого и фазного тока. При исправной изоляции токи, идущие по этим проводам, равны. Оба провода расположены внутри магнитопровода с вторичной обмоткой, подключенной к исполнительному механизму через электромагнитное реле. Причем пока нет утечки, на вторичной обмотке нет напряжения.

Нарушение изоляции или прикосновении человека к фазе, приводит к тому, что токи, проходящие по проводам, становятся разными, это приводит к возникновению общего магнитного потока. Результат – на вторичной обмотке возникает напряжение, срабатывает реле, исполнительный механизм отключает потребителя.

Конструктивно аппарат состоит из магнитопровода, на котором располагается вторичная обмотка. Она подключается к магнитоэлектрическому реле, которое воздействует на размыкающий контакт. Имеется также кнопка для тестирования с помощью, которой имеется возможность искусственно создать небольшой разбаланс токов в цепи. Кнопкой тестирования можно проверить, как работает прибор. Действует принцип имитации утечки за счет подключения добавочного сопротивления.

Наиболее важные характеристики УЗО следующие:

1. Номинальный ток – значение, которое обеспечивает длительную работу аппарата без перебоев.
2. Дифференциальный ток – разница значения в проходящих через магнитопровод проводах.
3. Номинальное напряжение – значение напряжения длительной нормальной работы аппарата.
4. Тип тока – переменный или постоянный.
5. Условный ток КЗ – максимально допустимая величина, которую выдерживает аппарат до момента срабатывания защиты.

Выпускается три типа изделия, применение которых определяется различными по виду токами.

Их маркировка:

• Тип АС – работает на переменном токе.
• Тип А – подходит для работы с переменным и пульсирующим постоянным токами.
• Тип В — работает на переменном и на постоянном пульсирующем токах. Используется дифференциальная составляющая утечки.
• Тип S – для селективной защиты, с временной задержкой для учета времени срабатывания нижестоящих аппаратов защиты.

В обозначение УЗО включают номинальные электрические величины; схема; тип; серия. Для информирования потребителя на него наносится маркировка, повышающая потребительские качества изделия. Используется буквенное обозначение и цифровое.

Правильная схема подключения УЗО и автомата ошибки монтажа

Стабильную работу УЗО в электрике обеспечивает подходящая ему схему. Основные группы обозначений изделия должны соответствовать ГОСТу. В схеме перед установкой УЗО обязательно устанавливать АВ.

Так как аппараты не снабжены защитой от перегрузки, а также от короткого замыкания, то необходимость в их применении не вызывает сомнения, иначе линии электропередач не будут защищены.

Подключение производится по схемам, зависящим от типа электрической линии:

1. Подключение без заземления – для однофазной проводки, для трехфазной проводки.
2. При существующем заземлении – для системы TN-C-S, TN-S, для однофазной или трехфазной сети.

Автоматический выключатель и УЗО должны совместно работать в схеме электроснабжения. Автомат располагается перед аппаратом защиты. Монтируют УЗО в щитке установки электрики.

Ошибки монтажа приводят к неправильной работе устройства.

Наиболее частые из них:

• Гальваническое соединение нулевого защитного и рабочего нулевого проводника в области изделия. При этом появляется разница, так как часть тока будет протекать мимо аппарата по проводнику заземления, что приведет к ложному срабатыванию устройства.
• Используется нулевым рабочим проводом нулевой защитный проводник. Использование также постороннего проводника для этих целей. Эти случаи приводят к неправильному срабатыванию УЗО.

Для общей защиты потребителей непосредственно после АВ устанавливается вводное УЗО.

Варианты и схемы защиты для однофазной сети

Для схем защиты однофазной сети существует классификация по следующему признаку:

• Однофазная проводка без заземления.
• Однофазная проводка с заземлением.

Линии бытового назначения (для дома) характеризуются подключением устройства без «земли». Здесь существует две линии: фаза и нуль. Эта схема подключения дополнительно снабжается установкой автоматической защиты от КЗ и перегрузки.

Возможно, использовать в схеме одно изделие или несколько. Зависит это от различных факторов: ставить ли аппарат отдельно на освещение, ставить ли на несколько потребителей групповое устройство. Для линии с заземляющим проводником, схема подключения аналогична сети без заземления.

УЗО для 1-фазной сети

С целью защиты однофазной линии применяется УЗО в двухпроводной сети, то есть двухполюсное. Такое применение обусловлено наличием двух проводов. Обозначение УЗО на однолинейной схеме должно соответствовать ГОСТу.

Применяется несколько типовых схем:

• Схема с одним прибором выполнена в следующей последовательности: электрический счетчик, общий защитный прибор, затем АВ (на группы потребителей). Применяется при небольшом количестве электропотребителей.
• Схема проста по устройству, экономная в плане материальных затрат. Недостаток этой схемы – обесточивает все потребители, независимо от того, где произойдет утечка.
• Схема с несколькими защитными приборами на отдельные группы потребителей. В этой схеме энергопотребители разбиты на группы, и каждая имеет свое защитное устройство.

УЗО для 1-фазной сети счетчик

Защита однофазной линии со счетчиком производится, аналогично двухпроводной линии, но с учетом установки счетчика. УЗО на схеме располагается после счетчика.

Такая схема выглядит следующим образом. На вводе устанавливается АВ на нулевой и фазный провода. Затем устанавливается однофазный счетчик и групповое устройство. Далее устанавливаются приборы на группы потребителей. Благодаря такой схемефункции УЗО выполняются в полном объеме.

Узо для 1-фазной сети, групповые УЗО

Для нескольких индивидуальных потребителей, которые защищены автономными приборами, используется схема с несколькими УЗО. В таких схемах применяют групповое вводное устройство, причем уставку срабатывания выбирают на порядок больше индивидуальных.

Кроме того, каждый индивидуальный потребитель электроэнергии защищен своим АВ.

Однофазная сеть, групповые УЗО

При наличии нескольких устройств для отдельных электропотребителей возможно применение группового аппарата, рассчитанного для защиты большего количества потребителей.

Схема подключения выглядит следующим образом. Групповое устройство подключается непосредственно после вводного АВ, затем подключаются групповые автоматы на отдельные электрические линии потребителей.

Схемы для 3-фазной сети

Для такой линии применяют схемы с УЗО аналогичные по применению для однофазной проводки, но четырехполюсные. Три полюса предназначены для подключения фазных проводов, четвертый – нулевого проводника.

Необходимо учитывать, что на нагрузку при подаче трех фаз поступает 380 В, а вот каждая отдельная фаза и ноль обеспечивают питанием потребителей в 220 В.

Узо для 3-фазной сети, групповые УЗО

Для данной сети выбирают четырехполюсные изделия, если необходимо устанавливают групповые приборы, которые позволяют более экономно создать защиту.

На входе устанавливают вводное, противопожарное устройство. Защиту групп потребителей осуществляют однофазными приборами. На группы потребители разбивают по месту расположения их.

Узо для 3-фазной сети счетчик

Полная схема с несколькими УЗО и счетчиком должна строиться в таком порядке: первый – трехфазный автоматический выключатель, счетчик, непосредственно перед защищаемым потребителем – УЗО.

Возможен вариант с общим и групповыми устройствами защиты и дополнительными АВ для каждого индивидуального потребителя.

Каких ошибок следует избегать

Для исключения в дальнейшей работе по монтажу, наладке и эксплуатации приборов защиты необходимо выполнить предварительные работы. Они заключаются в следующем:

• Необходимо измерить текущее состояние изоляции электрических линий электропроводки.
• При необходимости заменить бракованные провода новыми.
• Провести профилактику электрики с целью исключения появления самопроизвольных утечек.

Необходимо строго придерживаться рекомендаций как по принципиальной схеме подключения, так и очередности их расположения. Монтаж производить строго по электрической принципиальной и монтажной схемам.

При плохом контакте, обычно которое возникает в переходниках, удлинителях в месте соединения возникает искрение, вследствие чего возможен пожар. Для этого необходимо применять устройство защиты от искрения, которое имеет также функцииреле напряжения, срабатывающего при повышении напряжения выше нормы.

Правила безопасности в процессе работы

Проводя работы по монтажу электрической аппаратуру, в том числе с изделиями, обеспечивающими защиту необходимо соблюдать правила техники безопасности при работе с электричеством. Работы производить при отключенных источниках электричества. Знать, какие применять защитные средства и от чего они защищают при работе с электричеством.

Выбирая УЗО, сначала нужно определить, какое именно требуется – электромеханическое или электронное. Необходимо помнить, что электромеханический аппарат сработает и при отсутствии напряжения в сети (например, оборван ноль, но фаза есть), а вот электронный – нет.

Желательно выбирать продукцию проверенных производителей. В рейтинг производителей традиционно входят такие бренды, как:

• ABB;
• Легранд;
• Шнайдер Электрик;
• EKF;
• IEK.

Затем определяются электрические параметры прибора с учетом электропотребителей и условных обозначений на устройстве.