Узо устройство и принцип работы – что это такое в электрике, принцип работы, назначение, маркировка, характеристики, классификация

Содержание

виды, устройство и принцип работы

Содержание:
  1. Назначение УЗО
  2. Устройство и принцип работы
  3. Принцип работы УЗО в однофазной сети
  4. Принцип работы трехфазного УЗО
  5. Виды УЗО
  6. Ток срабатывания УЗО
  7. Как проверить УЗО на срабатывание

Одним из основных защитных электрических приборов являются устройства защитного отключения. Дело в том, что обычный автоматический выключатель не может обеспечить полноценную защиту при возникновении опасных ситуаций. Он срабатывает только при коротких замыканиях и перегрузках, но не реагирует на незначительные нагрузки. Качественную защиту обеспечивает УЗО, позволяющее предотвратить последствия повреждений в электрической проводке или бытовых приборах. Применение этих устройств делает бытовую технику и оборудование безопасными для потребителей.


Назначение УЗО

Электрический ток давно вошел в повседневную жизнь людей. Практически сразу же на передний план выдвинулись вопросы защиты от его поражающих факторов. В первую очередь, были заизолированы токопроводящие части электропроводки и детали токоприемников. Однако изоляция не решила всех проблем, поскольку каждая электрическая схема характеризуется наличием контактных групп и прочих технологических разрывов. Да и сам изоляционный слой постепенно разрушается, открывая свободный доступ к токопроводящим элементам оборудования. Прежде чем рассматривать для чего предназначено УЗО, следует остановиться на мероприятиях, актуальных и в настоящее время.

Следующим, более эффективным средством защиты стало устройство заземляющего контура, когда нейтральные токопроводящие корпуса и части искусственно соединяются с землей с помощью проводника. Тем не менее, данная мера не обеспечила в полной мере действенную и надежную защиту, особенно в сетях электроснабжения жилых домов, где присутствует переменный ток, заземленная нейтраль и напряжение до 1 кВ.

В связи с этим, защитные мероприятия были дополнены установкой специальных устройств дифференциального тока. Эта группа включает в себя приборы с различными способами управления и возможностями регулировок, видами установок и количеством полюсов. Сюда же входит и УЗО устройство защитного отключения, обеспечивающее в первую очередь защиту от замыкания фазного провода на корпус электрооборудования.

УЗО защищает от утечки тока в результате неправильного монтажа проводов, использования скруток вместо распределительной коробки. В этом случае защитное устройство будет постоянно срабатывать до тех пор, пока не будут ликвидированы причины утечек дифференциального тока. УЗО реагирует и на ошибки монтажа в электрощитке, вызывающие неправильное распределение токов и, как следствие, внеплановое срабатывание защитного устройства.


Устройство и принцип работы

Основные функции устройства защитного отключения сосредоточены в ферромагнитном сердечнике. В устройство УЗО также входят обмотки, в количестве трех штук.

Первая обмотка пропускает через себя фазный провод, по которому ток подводится потребителям. Вторая обмотка предназначена для прохождения обратного тока по нулевому проводу. При отсутствии утечек, величина тока в первой и второй обмотке будет одинаковой, а его направление различным. В сердечнике наводятся магнитные потоки, компенсирующие друг друга, поэтому, величина их суммарного потока имеет нулевое значение.

Основной принцип работы УЗО заключается в следующих действиях. При возникновении утечки, значение отходящего и обратного тока будет отличаться, так же, как и величина суммарного магнитного потока. Здесь в работу включается третья обмотка, в которой происходит наведение электродвижущей силы. В результате воздействия ЭДС, происходит срабатывание реле и последующий разрыв цепи.

Кроме обмоток, в УЗО имеются фильтры, отсекающие все помехи и ложные срабатывания, а также элементы с дополнительными и вспомогательными функциями. Исполнительная часть представлена контактной группой – клеммами, трансформатором, реле и специальными размыкающими пружинами. Именно контактная группа определяет номинальную силу тока, по которой выбирается то или иное УЗО. Пружины служат для размыкания контактов и прекращения подачи тока.


Принцип работы УЗО в однофазной сети

Основным принципом работы защитного устройства в однофазной сети является сравнение токов в фазном и нулевом проводах. При исправном состоянии цепи фазный ток проходит через нагрузку и возвращается к источнику питания по нулевому проводнику с такой же силой тока. Однако, в случае нарушения изоляции провода, происходит токовая утечка на металлический корпус. В данной ситуации ток фазы разделяется на две части: одна из них уходит в землю сквозь человеческое тело, а другая – возвращается в исходную точку по нулевому проводнику.

Сила тока в 0,01А уже представляет опасность для человека, а 0,1А – становится смертельной. Таким образом, ток отсечки УЗО будет составлять 0,03А, при котором напряжение сети отключается. То есть, ток не успевает достичь смертельно значения. Обычно корпус оборудования подключается к корпусу заземления, и при возникновение утечки тока происходит автоматическое отключение защитной аппаратуры. При выборе того или иного варианта для конкретной цепи, учитывается принцип работы УЗО и схема подключения к установленным потребителям

В однофазной сети УЗО работает с трехжильной проводкой, подключенной по системе TN-C-S, позволяющей выполнить заземление и защиту электрооборудования в соответствии с установленными правилами (рис. 1). Сетевые провода подключаются к верхним клеммам, обозначенным L и N, что соответствует фазе и нулю. От нижних клемм провода уходят к электрооборудованию.

Заземляющий проводник окрашивается в желто-зеленый цвет и напрямую соединяется с металлическими частями оборудования, минуя защитное устройство. Далее он уходит через электросчетчик к заземляющей шине распределительного щитка. В данном варианте работа УЗО обеспечивает защиту людей, но ему самому будет постоянно угрожать опасность в виде коротких замыканий и перегрузок.

В связи с этим, на рисунке 2 представлена схема, где защитное устройство подключено вместе с автоматическим выключателем. При этом номинал автомата не может быть выше допустимого тока УЗО. Заземление также подключается отдельно от защитных устройств. Однако во многих старых домах заземляющая система отсутствует. Выходом из положения становится подключение проводника заземления от оборудования к нулевой клемме, расположенной вверху (рис. 3). Основным условием является свободный выход нуля к нулевой шине, установленной в распределительном щитке.

Такая схема обеспечивает защиту от утечек тока при условии, если схема остается целой и не нарушается. Например, если на вводе изменить места подключений фазного и нулевого провода, все заземленные корпуса оборудования попадут под напряжение, смертельно опасное для человека. Проверка работоспособности УЗО проводится ежемесячно, путем нажатия кнопки ТЕСТ, после чего исправный прибор должен отключиться.


Принцип работы трехфазного УЗО

В электрической сети трехфазные защитные устройства могут использоваться в двух вариантах. В первом случае при срабатывании обесточивается сразу вся квартира или частный дом. То есть любое повреждение приведет к срабатыванию прибора и отключению всей бытовой техники. В данном варианте УЗО располагается как можно ближе к распределительному щитку и электросчетчику.

Такая схема не всегда удобна для потребителей, поэтому часто используется другой вид подключения. В этом варианте на каждую линию устанавливается отдельное УЗО. В случае его отключения, другие линии будут функционировать в обычном режиме.

Подключение и принцип действия трехфазного УЗО осуществляется так же, как и однофазная аппаратура. Просто вместо одного фазного провода, здесь используется три, подключаемые в соответствующие клеммы. Существенным отличием трехфазных моделей является обязательное наличие заземления, для которого потребуется дополнительный провод. Они могут одновременно защитить потребителей, подключенных с помощью однофазного и трехфазного кабеля. Если заземление заранее спланировано для соединения с действующим заземляющим контуром дома, в этом случае электросчетчик рекомендуется устанавливать между автоматом и УЗО.

Установка заземляющей шины всегда выполняется отдельно от защитного устройства, независимо от числа подключаемых фаз. Перед монтажом трехфазного УЗО в цепь, нужно обязательно ознакомиться с инструкцией и схемой подключения. Перед началом работ электрическая сеть должна быть обесточена.

Трехфазный кабель заранее разделяется на отдельные жилы. После зачистки контактных концов, они вставляются в нужные клеммы – фазные и нулевую. После завершения монтажа проводится проверка работоспособности устройства с помощью кнопки ТЕСТ. Если цепь отключается, значит монтаж выполнен правильно.


Виды УЗО

Несмотря на общий принцип работы УЗО, их конструкции могут быть одно- или трехфазными. Кроме того, модели защитных устройств разделяются на электронные и электромеханические. От этих параметров зависит и правильный выбор прибора. Однако, основную роль играет качество того или иного изделия. Поэтому, нельзя определить явное превосходство какой-либо модели.

Выбирая защитное устройство, следует учитывать технические характеристики, от которых зависит, как работает УЗО в дальнейшем. Основным показателем является значение номинального тока. Его расчет производится путем деления максимальной нагрузки на величину фазного напряжения. Большое значение имеет ток срабатывания устройства. В квартире или доме подойдет УЗО на 10мА. В других ситуациях, может использоваться диапазон от 100 до 300мА.

Все защитные устройства классифицируются по большому количеству параметров. Например, приборы, разделяющиеся по токам утечки, представлены следующими типами:

  • АС – срабатывает, когда обнаружена утечка переменного тока.
  • А – подходит для использования во всех случаях.
  • В – применяются в основном на объектах промышленного производства.

Принцип срабатывания также может отличаться:

  • Электромеханические устройства, работающие вне зависимости от сетевого напряжения.
  • Электронная аппаратура, на работу которой оказывает влияние напряжение сети.

Конструктивно УЗО могут быть двухполюсными, предназначенными для однофазных сетей или четырехполюсными, использующиеся в трехфазных электрических сетях. Классификация позволяет правильно выбрать защитное устройство, более всего подходящее для конкретных условий эксплуатации. Более качественная защита гарантирует безопасную работу с электроприборами и оборудованием.


Ток срабатывания УЗО

Важной функцией УЗО является мгновенное срабатывание при возникновении токов утечки и отключение потребителей от сети. Поэтому к одной из его основных технических характеристик относится ток срабатывания. Именно этот показатель определяет работоспособность защитного устройства. Поддержание УЗО в исправном состоянии предполагает ежемесячную проверку на соответствие параметров срабатывания установленным нормам.

Способов проверки срабатывания УЗО:

  • Проверка при покупке с помощью пальчиковой батарейки и куска провода. Рычаг УЗО взводится, а батарейка подключается между вводом заземления и выводом фазы. В случае исправности устройство должно мгновенно сработать.
  • Использование кнопки ТЕСТ, имитирующую утечку тока при нажатии. Исправное устройство должно сразу же отключиться.

Существуют и другие способы проверки с помощью лампочек, резисторов, измерительных приборов. Полученные результаты дают возможность правильно отрегулировать устройство, повышая тем самым безопасность при работе с электрооборудованием и другими приборами.


Как проверить УЗО на срабатывание

назначение и функция, устройство и принцип действия, защита электропроводки и приборов

Система узо в электрикеДля обеспечения защиты от поражения электрического тока необходимо применять специальную аппаратуру — УЗО. Это можно расшифровать как устройство защитного отключения. Оно набирает огромную популярность. УЗО можно предназначить и для защиты аппаратуры от выхода из строя и пожаров. Для выбора нужно рассмотреть от чего защищает УЗО, принцип действия, особенности подключения устройства в систему электроснабжения и обеспечения полной электрозащиты.

Общие сведения

Устройство защитного отключения — УЗО (расшифровка в электрике — дифференциальный выключатель) обеспечивает надежный уровень электробезопасности и очень эффективно в квартирах и домах. Первое упоминание об устройстве и подробное описания принципа работы можно найти в научных журналах с переводом на русский язык серии «European Physical Journal» (EPJ). Электробезопасность или электрозащита позволяет предупредить различные несчастные случаи и даже сохранить жизнь. Однако не каждый человек знает эти правила, поэтому разработчики аппаратуры решили помочь клиентам и создали специализированные устройства.

Понятие об электрозащите

Электрозащита при работе и обслуживании аппаратуры, бытовых устройств и осветительных сетей является набором правил, благодаря которым возможно свести к минимуму опасность от воздействия электрического тока (ЭТ).

Электрозащита — очень важная составляющая, благодаря которой не только можно предупредить несчастные случаи на предприятии или дома, избежать возгораний, но и уберечь аппаратуру от выхода из строя. Она включает следующие меры:

  1. Узо устройствоУровень изоляции.
  2. Наличие заземления.
  3. Эксплуатация устройств, значительно снижающих негативные факторы воздействия ЭТ — автоматические защитные устройства (АЗУ).

Уровень изоляции выполняет важную роль в обеспечении защиты от поражения ЭТ и выхода аппаратуры из строя. При нарушении изоляции возможны утечки электричества, приводящие к разрушительным последствиям и угрозе здоровью или жизни человека. Кроме того, может возникнуть короткое замыкание (КЗ), приводящее к образованию искры и выделением большого количества теплоты (электрическая дуга). Температура электрической дуги очень высокая и составляет от 8000 до 17000 градусов по Цельсию.

Заземление служит для примитивной защиты человека от поражения электрическим током, однако все равно часть электрической энергии пройдет через тело. Принцип работы заземления основан на простом законе из курса физики: ток течет по наименьшему пути сопротивления. Заземление применяется на предприятиях. Заземляется по правилам техники безопасности любая аппаратура, а, точнее, ее токоведущие части, на которые может произойти утечка.

Заземление

Утечка происходит в основном при неисправной изоляции, например, при повреждении обмотки электродвигателя. Заземление еще называют заземляющим контуром, и его величина должна быть не более 4 Ом по технике безопасности при эксплуатации и обслуживании аппаратуры на предприятиях.

Безопасным для человека является напряжение со значением 220 В и силой тока в 1,5 мА. При воздействии тока на организм человека значением выше допустимого и ниже 7 мА могут ощущаться судорожные явления. При 10 мА происходят судорожные явления, невозможность оторвать руки от токоведущей части. Однако эти показатели являются средним значением и зависят от состояния организма, типа касания, сопротивления тела. Сопротивление тела является переменной величиной, которая меняется и зависит от разных факторов: влажности воздуха, сухости пола, типа обуви и одежды, генетики организма, настроения, болезней и так далее.

Предназначение дифференциального выключателя

Назначение дифвыключателя (UZO) — обеспечение электрозащиты аппаратуры, бытовой техники, электропроводки жилища и человека. Заземление для жилища не применяется, потому что обладает низкой эффективностью. Проблема решается при помощи применения различных устройств дифференциального тока, и УЗО является одним из них. Назначение и функция дифференциального выключателя направлена на осуществление мгновенного отключения участка цепи, к которому оно подключено. Это осуществляется при наличии дифференциального тока или тока утечки, возникающего при пробое изоляции, и, следовательно, возможной утечки на корпус электрооборудования.

Принцип действия

В основу принципа действия положено следствие из I закона Кирхгофа, согласно которому равенство входящих и исходящих токов должно соблюдаться в цепях с активными и реактивными нагрузками.

Узо устройство схема

Иными словами, ток, который проходит по фазе равен току, протекающему по нулю. Это правило применимо только для однофазных цепей переменного тока. Если питание дома является 3-фазным, то правило примет другую формулировку: токи, протекающие по каждой фазе должны быть равны результирующему току на нейтрали (нулевой вывод).

Для практического понимания принципа работы нужно предположить ситуацию с нарушением изоляции и утечкой тока на корпус. Образуется новая электрическая цепь, и равенство нарушается. УЗО мгновенно отключает участок цепи с исключением дальнейшего поражения ЭТ.

Основное устройство

Каждая модель обладает прочным корпусом из диэлектрического материала. Кроме того, устройство включает трансформатор тороидального типа с 3 обмотками, одна из которых является управляющей. Две остальные обмотки — первичные, которые включены встречно, исходя из этого, токи, протекающие по ним являются разнонаправленными. Эти токи создают магнитные потоки Ф1 и Ф2, которые дают при сложении результирующий поток Ф = 0.

В состав УЗО входит также и электромагнитное реле, которое находится в разомкнутом состоянии. В схеме питания трех трансформаторных катушек установлены контакты, управляющиеся электромагнитным реле. Если возникает ток утечки, то нарушается равенство: Ф1 = Ф2. При этом возникает магнитный поток в катушке управления и происходит активация реле, которое размыкает электрическую цепь.

Подключение и выбор

Ошибочное подключение может привести к выходу из строя аппаратуры, УЗО и поражению ЭТ. Основные цепи защиты — помещения и комнаты с высокой влажностью воздуха. Подключаются эти устройства практически одинаково, но есть небольшие нюансы, связанные с типом и конструктивными особенностями.

Подключение в сеть

Существует несколько вариантов подключения, которые зависят от типа питания. Питание бывает однофазным и трехфазным. Однофазное применяется для большинства квартир и частных домов, а трехфазное можно применить тоже в частных домах и других постройках. Схемы подключения представлены на рисунках 1 и 2.

Узо устройство как подключить

Рисунок 1 — Вариант подключения для однофазной сети.

Узо устройство что это

Рисунок 2 — Подключение трехфазного УЗО.

Если необходимо использовать УЗО в общежитиях, гостиницах, то следует остановиться на селективном типе УЗО. Основное отличие — большее значение времени срабатывания и возможность отключения отдельных цепей питания. Этот тип отключает не все питание, а отдельный участок, на котором появился дифференциальный ток.

Узо устройство защитного отключения epjДля примера можно разобрать следующую ситуацию: в одной из комнат произошла утечка тока на корпус бытового прибора, при касании которого произойдет только обесточивание одной комнаты — все остальное будет работать. Кроме того, необходимо учесть следующее правило: защита розеток с номинальным током от 20 А и выше осуществляется также при помощи УЗО. К этой категории относится инструмент, аппаратура и бытовая техника, потребляющая ток свыше 20 А.

При подключении УЗО, согласно статистике, могут возникнуть типичные ошибки, которых нужно избегать. К ним относятся следующие:

  1.  узо расшифровкаСоединение нуля с клеммой заземления выходящего кабеля приведет к ложным срабатываниям.
  2. Необходимо подключить аппарат защиты ко всем фазам. Если нулевой провод не подсоединить к контактам УЗО, то будет происходить постоянное срабатывание.
  3. Запрещается соединять нули розеток, находящихся под защитой УЗО, с заземлением, поскольку будет происходить генерация дифференциального тока.
  4. Запрещается ставить перемычки на нулевые провода входящих клемм. При нарушении этого требования произойдет срабатывание всех УЗО одновременно.

При правильной эксплуатации УЗО, хотя это касается любого устройства и прибора, срок работоспособности увеличится. Следует предотвращать попадание влаги, при котором произойдет преждевременный выход из строя не только УЗО, но и всей аппаратуры.

Выбор устройства

При выборе следует учесть основной параметр — чувствительность, показывающую значение тока утечки, при котором срабатывает защита. Значение параметра находится в интервале от 8 до 35 мА. Кроме того, существуют типы УЗО и с высоким значением чувствительности — 90..350 мА. Если проводка не разветвлена, то следует применять УЗО с чувствительностью на 30 мА. Для выбора устройства нужно произвести расчеты. Следует руководствоваться следующим алгоритмом:

  1. Определение общей мощности потребителей (P).
  2. Найти номинальное значение силы тока (Iн).
  3. Определить тип УЗО, исходя из расчетов.

 устройство узо

Общая мощность определяется при помощи суммирования всех мощностей осветительных сетей, бытовой техники и различных устройств. Номинальное значение Iн находится по формуле: Iн = P / U. (U — напряжение, которое равно 220 В). Тип УЗО определяется по значению номинального тока, который всегда следует брать с запасом. Пример расчета следующий:

  1. Линия, которую нужно защитить — насос для перекачки воды из бака (700 Вт), микроволновка (1200 Вт), пылесос (1300 Вт), холодильник (500 Вт), освещение (300 Вт), мультиварка (1000 Вт) и остальная техника (500 Вт). Общая мощность: P = 1200 + 1300 + 500 + 700 + 300 + 1000 + 500 = 5500 (Вт).
  2. Iн = 5500 / 220 = 25 (А).
  3. Согласно каталогу товаров, выбрать УЗО с Iн свыше 30 А.

 назначение узо

После расчетов нужно обратить особое внимание на такой параметр, как категория тока утечки. Он показывает тип УЗО и для каких цепей следует его применять. Существует несколько категорий:

  1. «АС» для всех видов электрических цепей, кроме потребителей на импульсных блоках питания.
  2. «А» — тип, обладающий низким порогом чувствительности и способен фиксировать полуволны амплитудных значений тока. Применяется для потребителей, содержащих импульсные блоки питания.

УЗО категории А применяются чаще, поскольку вся цифровая техника, зарядки на мобильные телефоны и планшеты используют импульсные блоки питания.

Классификация моделей

Мировые производители создали множество моделей, которые отличаются качеством, ценой и надежностью. Наиболее распространены УЗО с дифтоком от 25 мА до 30 мА. Кроме того, дифвыключатели классифицируются по следующим признакам:

  1. Что такое узоСпособу действия. Подразумевает наличие дополнительного источника питания.
  2. Установка: стационарного и переносного видов.
  3. Число полюсов: двухполюсные и четырехполюсные.
  4. Наличие защиты от перегрузок.
  5. Возможность регулирования значений дифференциального тока.
  6. Поддержка импульсных источников питания.
  7. Вид срабатывания: электронного и электромеханического типов.

Однако при помощи УЗО невозможно достичь максимальной защиты. Главным недостатком УЗО является отсутствие предохранения от короткого замыкания. Для максимальной электрозащиты следует применять несколько устройств. Комбинация устройств дифференциального тока является оптимальной защитой сети и потребителей, а также человека от поражения ЭТ.

Оптимальная защита

При использовании комбинации УЗО и обыкновенного автоматического выключателя можно достичь защиты от дифференциальных токов и перегрузок электросети. Существует комбинация УЗО, автомат (УЗО+автомат) и АВДТ, который расшифровывается как выключатель автоматический дифференциального тока (дифавтомат), позволяющий достичь максимальной степени защиты электросети. Для выбора какой-либо комбинации устройств необходимо рассмотреть основные отличия. Кроме того, следует изучить основные проблемы домашней сети, которая является незащищенной.

АВДТ или дифавтомат включает в свое устройство УЗО и автоматический выключатель (АВ). Скорость срабатывания выше, чем у УЗО, и составляет около 0,04 с. Некоторые модели обладают оперативным запоминающим устройством (ОЗУ), и поэтому могут срабатывать при исправной цепи. Следует их не сразу включать, а через некоторое время.

АВДТ или дифавтомат

Домашняя сеть без защиты

Выбор комбинации устройств защиты следует осуществлять исходя из распространенных недостатков незащищенной электросети. Необходимо учесть еще и тот момент, когда дома никого нет, а всякие перегрузки сети могут привести к короткому замыканию и возгоранию проводки. Этот фактор может привести к пожару. Основными проблемными сторонами незащищенной электросети являются следующие:

  1. Перегрузка.
  2. Короткое замыкание.
  3. Дифтоки.

Устройство защитного отключения узоЕсли происходит перегрузка электросети, то в этом случае электропроводка не рассчитана на мощность потребителей, подключенных к этому участку цепи. Очень часто проводка имеет старое исполнение, и при подключении мощного потребителя электроэнергии происходит ее нагрев, плавление корпусов розеток, короткое замыкание. Основной метод решения этой проблемы — подключение допустимой мощности, но ее из-за старости проводки угадать сложно, и поэтому электропроводку меняют.

Короткое замыкание (КЗ) возникает при максимальной силе тока и очень низком сопротивлении. Причин этого физического явления может быть много: касание токоведущих проводов, попадание пыли, частиц металла и так далее. Возникновение КЗ приводит к перегреву и плавлению электропроводки, пожарам, а также выходу из строя бытовых приборов.

При возникновении тока утечки происходит образование явления блуждающего тока, при котором возможно поражение человека, КЗ и перегрев электропроводки.

Критерии выбора

При выборе какого-либо устройства для электрозащиты нужно руководствоваться некоторыми правилами. К основным критериям выбора устройств для комплексной защиты относятся следующие: конструктивное исполнение, удобность монтажа, габариты и масса, стоимость, сложности при возникновении и диагностики неполадок, простота подключения.

Для монтажа применяют специальные щиты, состоящие из модулей. При использовании пары УЗО на одну фазу и автоматических выключателей (по 1 на фазу) в щитке заполненное пространство занимает 3 модуля (1 УЗО и 2 автомата). Дифавтомат занимает всего 2 модуля, однако существуют модели, занимающие 1 место. Следовательно, если необходимо обеспечить защиту нескольких линий, то выбор следует сделать в пользу дифавтоматов.

Выполнить монтаж УЗО+2 автомата и дифавтомата просто, благодаря удобным зажимам и конструктивной особенности, однако при установке есть свои нюансы. На рисунке 3 показана схема подключения дифавтомата.

От чего защищает узо

Рисунок 3 — Вариант подключения дифавтомата.

Диагностика неисправностей играет важную роль при выборе УЗО или дифавтомата. Общий принцип работы устройств дифференциального тока основан на обрыве защищенной цепи. Если срабатывает защита, то нужно выяснить причину срабатывания. При установленной паре УЗО+автоматический выключатель (АВ) причину возможно найти быстро. Если сработало УЗО, то в цепи появился ток утечки, а при срабатывании автоматического выключателя — перегрузка цепи или КЗ.

При установленном дифавтомате причину выяснить становится сложнее, но дорогие модели оснащены индикацией, которая показывает утечку или КЗ и перегрузку цепи. При выходе из строя дифавтомата при частых отключениях приходит в негодность тепловой элемент защиты. Починить дифавтомат невозможно и приходится покупать новый. У пары УЗО+АВ может выйти из строя АВ, который стоит сравнительно дешево по отношению к дифавтомату.

Узо расшифровка в электрикеЕще одним критерием выбора является стоимость. Стоимость УЗО+2АВ ниже, чем АВДТ. Следует учесть еще и фактор выхода из строя: дешевле купить АВ или УЗО, чем дифавтомат. Рекомендуется приобретать качественные устройства, поскольку при покупке дорого устройства не возникают проблем. Во всех случаях фирмы-производители дают гарантию качества на дорогие товары.

Для примера следует рассмотреть следующую ситуацию: необходимо защитить 10 линий, состоящей из 5 групп УЗО и АВ. Общая стоимость рассчитывается следующим образом: 5 * (стоимость 1 единицы УЗО) + 10 * (стоимость 1 АВ). Для защиты этой линии потребуется 10 * (стоимость 1 АВДТ), поскольку на 1 линию необходим 1 АВДТ. Подставив стоимости в расчетные формулы, делается вывод: дифавтоматы не следует применять, потому что это невыгодно в финансовом плане. При подключении УЗО+2АВ возможно допустить больше ошибок, чем при подключении АВДТ. Однако если сделать все внимательно, то разница видна только в скорости подключения.

Достоинства и недостатки

Достоинства и недостатки — довольно неоднозначные параметры, поскольку нужно учитывать условия эксплуатации устройств дифзащиты, а также подключаемых приборов и типов линий. Недостатки дифавтомата следующие:

  1. Узо установкаДиагностика.
  2. Стоимость.

Затрудненная диагностика срабатывания защиты у большинства дорогих моделей вообще отсутствует, она бывает только у недорогих устройств. Самым серьезным недостатком является стоимость. Также к минусам УЗО можно отнести следующие: высокое время срабатывания, занимает при монтаже больше места и необходимость применять с АВ для достижения оптимального уровня защиты. Достоинствами дифавтомата являются следующие:

  1. При монтаже занимает меньше места.
  2. Высокая скорость срабатывания.
  3. Удобная установка.

К достоинствам УЗО+2АВ можно отнести следующие: низкая стоимость, легкая диагностика и ремонтоспособность.

Таким образом, обеспечение электробезопасности помещения является важным. Серьезный подход к решению вопроса поможет сохранить оборудование, а также здоровье и жизнь, ведь при несоблюдении правил безопасности при эксплуатации бытовых приборов возрастает вероятность поражения человека электрическим током. Современные средства защиты помогают свести к минимуму финансовые затраты и угрозу здоровью и жизни к минимуму.

Что такое УЗО | Устройство, принцип работы, характеристики

 

Как расшифровывается УЗО?


УЗО в электрике расшифровывается как – Устройство Защитного Отключения. Так же, иногда, вы сможете встретить аббревиатуру УДТУстройство Дифференциального Тока или ВДТВыключатель Дифференциального Тока, это, в данном случае, все синонимы.

 

Что такое УЗО?


УЗО – это устройство, которое является одним из основных компонентов защитной автоматики в современной электросети, оно коммутирует электрические цепи, отслеживая при этом проходящие токи и разрывает цепь в случае обнаружения утечки.

 

Для чего нужно УЗО?


В первую очередь устройство защитного отключения (УЗО) защищает человека от поражения электрическим током, при случайном касании оголенного провода, корпуса неисправного электрооборудования или другой токопроводящей поверхности, находящейся под напряжением.

Еще одним важным назначением УЗО является защита жилья от возможного возникновения возгорания и пожара, в случаях нарушения защитной изоляции электропроводки.

Чтобы лучше понять почему и главное как УЗО выполняет свои защитные функции, необходимо понимать принцип его работы.

 

Принцип работы УЗО


Очень наглядно принцип действия УЗО в однофазной сети, отражает следующая схема:


Принцип работы УЗО


На ней изображено двухполюсное устройство защитного отключения (1), к верхним клеммам которого подключены фазный (2) и нулевой (3) проводники вводного электрического кабеля, а к нижним фазный (4) и нулевой (5) проводники, идущие на нагрузку, например, к электрической розетке, к которой подключен электроприбор – в данном случае водонагреватель (6). К корпусу которого, напрямую, минуя УЗО, подключен защитный проводник – заземление (7).

В штатном, нормальном режиме работы, электроны двигаясь по фазному проводнику проходят через УЗО на нагрузку – ТЭН водонагревателя затем выходят по нулевому проводнику, так же проходя через УЗО и направляются в землю. I1=I2

При этом токи, входящий в узо по фазному проводнику (2) и выходящий из него по нулевому (3), будут одинаковыми по значению, но противоположными по направлению.
Теперь давайте представим, что нарушилась изоляция ТЭНа, и часть электрического тока, через теплоноситель — воду стало поступать на корпус водонагревателя, а затем через заземляющий проводник (7), уходить в землю.



Теперь, ток входящий по фазному проводнику (2) количественно равен сумме тока на нулевом проводнике (3), все также идущему от ТЭН через УЗО, и тока утечки, уходящего через корпус на землю (7) I1=I2+I3. Соответственно, входящий ток в устройство, больше исходящего, на величину тока утечки I1>I2.

На этом эффекте и основан принцип работы УЗО – оно определяет разницу между величиной входящего тока по фазному проводнику и исходящего по нулевому и, если она будет выше порога срабатывания, УЗО немедленно разрывает электрическую цепь.

Аналогичный принцип действия у устройства защитного отключения и при касании человеком оголенного провода под напряжением, в этом случае часть тока уходит в человеческое тело, образовавшуюся утечку сразу же обнаруживает УЗО и отключает подачу электрического тока. Всё это, как правило, происходит за доли секунд и человек не успевает получить серьезных травм.

Чтобы разобраться, как устройство защитного отключения определяет утечку тока, давайте рассмотрим устройство стандартного УЗО.

 

Устройство УЗО


Ниже, представлена наглядная схема устройства УЗО, к основным узлам которого относятся:

1.Трансформатор дифференциального тока

2. Электромагнитное реле

3. Механизм расцепителя электрической цепи

4. Механизм проверки


Под номером «5» указана нагузка, это может быть любой электроприбор, например водонагреватель или стиральная машина.

Устройство УЗО


Теперь давайте рассмотрим, как эти элементы участвуют в работе УЗО, как обеспечивается заложенный принцип действия.  

Фазный и нулевой проводники являются встречно включенными обмотками дифференциального трансформатора (1), в штатном режиме работы, при отсутствии утечек, они наводят в сердечнике трансформатора равные, встречно направленные магнитные потоки.

Соответственно, их суммарный магнитный поток равен нулю, как и ток. При этом электромагнитное реле (2), подключенное к вторичной обмотке трансформатора, находится в состоянии покоя.

В случае же, когда происходит утечка электрического тока, по фазному и нулевому проводнику будут протекать различные токи, что вызовет неравенство встречных магнитных потоков на магнитном сердечнике дифференциального трансформатора (1) и образование тока во вторичной обмотке.

При достаточной величине образовавшегося тока, срабатывает электромагнитное реле (2) и воздействует на механизм расцепителя (3), который разорвет электрическую цепь.


Механизм проверки (4), в конструкции УЗО, имитирует утечку, тем самым помогая проверять работоспособность устройства. Устроен он довольно просто, как видно из схемы, это обычное сопротивление – нагрузка, подключенная в обход дифференциального трансформатора.

При нажатии кнопки ТЕСТ, электрический ток с фазного провода, пройдя сопротивление, попадает на нулевой провод обмотки трансформатора, минуя измерительный трансформатор. В результате чего, ток на входящем фазном проводе и исходящем нулевом получится разным, на вторичной обмотке образуется ток небаланса, запускающий механизм отключения электрической цепи.

Эта схема довольно точно описывает устройство УЗО и, хотя внутренняя конструкция узлов, в зависимости от модели и производителя, может различаться, общий принцип работы остаётся неизменным.

Теперь, зная внутреннее устройство, вы легко сможете определить УЗО на однолинейных схемах электрощитов, ведь в его условном обозначении присутствуют все описанные выше элементы.  

 

Обозначение узо на однолинейной схеме


В настоящее время, для каждого из используемых в электрике типов узо, а именно двухполюсных – в однофазной сети и четырехполюсных в трехфазной, существует по два наиболее распространённых обозначения, которые встречаются в однолинейных схемах. Все они отражены на изображении ниже:


Обозначение узо на однолинейной схеме


Для однолинейных схем, обозначение УЗО сделано максимально простым, из него убрано всё лишнее, показаны лишь дифференциальный трансформатор в виде кольца, выключатель, разрывающий контакты и количество полюсов.

При этом, чтобы сделать обозначение максимально компактным, полюса могут отражаться в виде косых черточек, количество которых равно числу полюсов. От сюда и появилось по два варианты обозначений УЗО на схемах.

Схема также, достаточно часто, нанесена и на корпусе устройства защитного отключения, вместе с другими характеристиками, давайте рассмотрим их подробнее.

 

Маркировка УЗО


Рассмотрим, как выглядит стандартное двухполюсное УЗО, устанавливаемое в однофазной сети.

 Как выглядит УЗО

Каждое устройство защитного отключения имеет маркировку, в которой отражены все его основные характеристики, кроме того, довольно часто, так же показана и схема. Давайте подробно рассмотрим все основные характеристики УЗО.


ХАРАКТЕРИСТИКИ УЗО

 

06 Markirovka UZO harakteristiki


1. Производитель

2. Наименование модели. В данном случае буквы «ВД», в названии модели, означают Выключатель Дифференциальный

3.  Рабочий ток. Максимальная величина тока, который данное УЗО может коммутировать. Другими словами, если на линии, которое защищает УЗО с рабочим током 25А будет нагрузка 30А, устройство выйдет из строя.

4. Параметры электрической сети. Здесь указываются два основных параметра под которые рассчитанное данное устройство: напряжение – 230В и частота – 50Гц. Это стандартные характеристики для бытовой электросети в России.

5. Ток утечки. Величина тока утечки, при котором сработает УЗО.

6. Тип УЗО. В данном случае это устройство «АС», для переменного тока. Подробнее все типы мы рассмотрим далее.

7. Рабочий температурный диапазон. От -25 до +40 градусов Цельсия.8.    Номинальный условный ток короткого замыкания. Это величина возможного тока при КЗ, которое сможет выдержать УЗО без потери работоспособности, если будет защищена автоматическим выключателем соответствующего номинала.

9. Схема устройства УЗО

В зависимости от производителя, маркировки на устройствах могут незначительно отличаться, добавляться или убираться некоторые характеристики. Но основа везде одинакова и такие важные показатели как рабочий ток и ток утечки, указываются всеми и всегда.

Как вы уже поняли, обилие указываемых характеристик говорит о том, что УЗО бывают разными. В следующей части статьи мы подробнее рассмотрим все основные виды современных УЗО и области их применения. Эта информация поможет вам правильно выбрать дифференциальный выключатель тока для каждого конкретного случая.

СКОЛЬКО АВТОМАТОВ МОЖНО ПОДКЛЮЧИТЬ К ОДНОМУ УЗО

О том, сколько автоматических выключателей можно одновременно подключить через одно Устройство Защитного Отключения, мы подробно писали ЗДЕСЬ.

Кроме того, обязательно читайте материал о том, почему выбивает УЗО и как найти неисправность.

Если же у вас остались вопросы об устройстве УЗО или принципе его действия, оставляйте их в комментариях к статье. Кроме того, обязательно пишите если есть какие-то дополнения или замечания, буду благодарен!

Назначение УЗО, причины срабатывания и подключение УЗО

Как работает УЗО:

  1. Назначение УЗО
  2. Принцип работы
  3. Параметры срабатывания УЗО
  4. Как подключить УЗО
  5. Ошибки при подключении

Все УЗО относятся к категории электронной защитной аппаратуры. Тем не менее, по своему функциональному назначению, устройство защитного отключения значительно отличается от стандартных автоматических выключателей. В чем же их различие, и как работает УЗО в сравнении с автоматом?

Всем известно, что с течением времени, происходит старение изоляции проводов. Могут возникнуть ее повреждения, а контакты, соединяющие токоведущие части, постепенно ослабевают. Эти факторы, в конечном итоге, приводят к утечкам тока, из-за которых происходит искрение и дальнейшее возгорание. Нередко, таких аварийных фазных проводов, находящихся под напряжением, могут нечаянно коснуться люди. В этой ситуации, удар током представляет серьезную опасность.


Назначение УЗО

Устройства защитного отключения должны реагировать даже на незначительные кратковременные утечки тока. В этом и заключается их основное отличие от автоматических выключателей, срабатывающих только при перегрузках и коротких замыканиях. У автоматов очень высокая время-токовая характеристика срабатывания, тогда как УЗО срабатывает практически мгновенно, при наличии даже самого минимального тока утечки.

    

Основным предназначением УЗО является защита людей от возможных поражений электротоком, а также предотвращение опасных утечек тока.


Принципы работы УЗО

С технической точки зрения, любое УЗО является быстродействующим выключателем. В основе принципов работы устройства защитного отключения лежит реагирование датчика тока на изменяющийся дифференциальный ток, протекающий в проводниках. Именно по этим проводникам и происходит подача тока на электроустановку, которую защищает УЗО. На тороидальный сердечник производится намотка дифференциального трансформатора, который и является датчиком тока.

Для определения порога срабатывания УЗО, имеющего определенное значение тока, применяется высокочувствительное магнитоэлектрическое реле. Надежность релейных конструкций считается достаточно высокой. Кроме релейных, в настоящее время стали появляться электронные конструкции устройств. Здесь пороговый элемент определяет специальная электронная схема.

Однако, обычные релейные устройства представляются более надежными. Приведение в действие исполнительного механизма как раз и осуществляется с помощью реле, в результате, происходит разрыв электрической цепи. Данный механизм состоит из двух основных элементов: контактной группы, рассчитанной на максимальный ток и пружинного привода, производящего разрыв цепи, при возникновении аварийной ситуации.

Чтобы проверить исправность устройства, внутри него существует специальная цепь, искусственно создающая утечку тока. Это приводит к срабатыванию прибора и дает возможность периодически проверять его исправность, не вызывая специалистов по проведению электроизмерений.

Непосредственная работа УЗО осуществляется по следующей схеме. Следует рассмотреть ситуацию, когда система электроснабжения работает нормально и токи утечки отсутствуют. Рабочий ток проходит через трансформатор и производит наведение магнитных потоков, направленных навстречу друг другу и одинаковых по величине. При их взаимодействии ток во вторичной обмотке трансформатора имеет нулевое значение, и срабатывания порогового элемента не происходит. Когда появляется утечка тока, то происходит нарушение баланса токов в первичной обмотке. Из-за этого, во вторичной обмотке появляется ток. Благодаря этому току, срабатывает пороговый элемент, а исполнительный механизм приводится в действие и обесточивает контролируемую цепь.

С технической точки зрения устройство защитного отключения состоит из пластмассового корпуса, устойчивого к возгоранию. На его задней части имеются специальные замки под установку на DIN рейку в электрическом щитке. Кроме уже рассмотренных элементов, внутри корпуса установлена дугогасительная камера, нейтрализующая электроразрядную дугу. Для подключения проводов используются зажимы.


Параметры срабатывания УЗО

Для правильного выбора уставки срабатывания устройства, следует помнить об опасности переменного тока для человека. Под его действием наступает фибрилляция сердца, когда сокращения равны частоте тока, то есть, 50 раз в секунду. Такое состояние вызывает ток, начиная со 100 миллиампер.

Поэтому, уставки, при которых срабатывает УЗО, выбираются с запасом на уровне 10 и 30 миллиампер. Самые низкие значения используются в помещениях с повышенной опасностью, например, в ванных комната. Наиболее высокие уставки составляют 300 мА. УЗО с такими уставками применяются в зданиях, защищая их от возгораний из-за поврежденной электропроводки.

При выборе УЗО учитывается номинальный ток, требуемая чувствительность и количество полюсов, в соответствии с фазами питающей сети. Необходимо проверять степень термической устойчивости прибора, а также способность к включению и отключению, исходя из расчетных сетевых параметров.

Значение номинального тока для УЗО должно быть выше, чем у автомата. Меньший токовый номинал автомата позволит уберечь УЗО от повреждений при коротком замыкании в цепи.


Как подключить УЗО

Все клеммы на корпусе УЗО промаркированы соответствующими буквами. Клемма N предназначена для нулевого провода, а L – для фазного провода. Поэтому, должны подключаться к своим зажимам.

Также, необходимо учитывать положение входа и выхода и ни в коем случае не менять их местами. Вход расположен в верхней части устройства. К нему подключаются питающие провода, идущие через вводный автомат. Выход располагается в нижней части УЗО и к нему подключается нагрузка. Если перепутать положение входа и выхода, то возможны ложные срабатывания устройства защитного отключения или его полный отказ от работы.

Монтаж УЗО производится в электрощиток вместе с обычными автоматическими выключателями.Таким образом, приборы, установленные вместе, обеспечивают защиту не только от коротких замыканий и перегрузок, но и от токов утечки. Одновременно, находится под защитой и само УЗО, которое подключается за вводным автоматом.

Подключение устройства защитного отключения в квартире или частном доме имеет свои особенности. Для квартир, где используется однофазная сеть, схема подключения УЗО собирается следующим образом, соблюдая определенную последовательность: вводный автомат=>прибор учета электроэнергии=>само УЗО с током утечки 30 мА=>вся электрическая сеть. Для потребителей с большой мощностью рекомендуется использовать собственные кабельные линии с подключением отдельных устройств защитного отключения.

В больших частных домах, схема подключения защитных устройств отличается от квартир, в силу своей специфики. Здесь все приборы подключаются следующим образом: вводный автомат=>прибор учета электроэнергии=>вводное УЗО с селективным действием (100-300 мА)=>автоматические выключатели для отдельных потребителей=>УЗО на 10-30 мА на отдельные группы потребителей.


УЗО ошибки при подключении

Правильное подключение защитных устройств является залогом надежной работы всей электрической сети.

Принцип работы УЗО | Заметки электрика

Дорогие гости, рад Вас приветствовать на страницах сайта «Заметки электрика».

Сегодня разберем с Вами интересную статью на тему принцип работы УЗО.

Что же такое УЗО? Для чего оно необходимо?

Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено для:

  • защиты людей от поражения электрическим током при появлении неисправности в электроустановке
  • отключения напряжения при случайном или ошибочном соприкосновении с токоведущими частями электроустановки во время утечки тока
  • защиты от воспламенения электропроводки при замыкании на землю (корпус)

Более подробно о назначении и видах УЗО Вы можете познакомиться в моих статьях — применение УЗО и типы УЗО.

На рынке электрических товаров появились альтернативы УЗО — это дифференциальные автоматы. Их особенность заключается в том, что они объединяют в себе и УЗО, и автоматический выключатель.

Дифференциальные автоматы занимают меньше места в квартирных щитках, но зато по стоимости превышают в несколько раз. Но обо всех особенностях дифференциальных автоматов мы поговорим в следующих статьях. Чтобы не пропустить интересное — подписывайтесь на получение новостей.

Принцип работы УЗО

В основе принципа работы УЗО лежит реакция датчика тока на изменяющуюся входную величину дифференциального тока в проводниках.

Датчик тока — это и есть обычный трансформатор тока, который по конструкции выполнен в виде тороидального сердечника. Уставка по току срабатывания выставляется на магнитоэлектрическом реле, которое обладает очень высокой чувствительностью.

УЗО, выполненные с релейным контролирующим органом являются очень надежными и безотказными.

Но развитие электротехники не стоит на месте, поэтому не так давно появились электронные УЗО, в которых контролирующим органом является не реле, а специальная электронная схема.

Реле действует на исполнительный механизм, который в свою очередь размыкает электрическую цепь.

Исполнительный механизм состоит из:

  • контактной группы (выбирается на максимальный ток — смотрим по паспорту УЗО)
  • пружины (для размыкания электрической цепи в случае ненормального режима работы)

Чтобы самостоятельно проверить исправность УЗО необходимо нажать кнопку «Тест». При этом создается искусственная утечка по току, которой достаточно для срабатывания УЗО. Таким образом, можно самостоятельно производить проверки УЗО без привлечения специалистов электротехнической лаборатории. Проверку УЗО кнопкой «Тест» необходимо проводить ежемесячно. Для более тщательной проверки УЗО мы производим замер тока и времени его срабатывания с помощью специального прибора MRP-200.

А теперь мы рассмотрим принцип работы УЗО более подробно.

 

Работа УЗО при нормальном состоянии сети

В нормальном состоянии электропроводки (без утечек) рабочий ток (I1=I2) протекает встречно-параллельно и наводит во вторичной обмотке трансформатора тока магнитные потоки (Ф1=Ф2) одинаковой величины, которые компенсируют друг друга. В этот момент реле не срабатывает, т. к. ток вторичной обмотки трансформатора тока близок к нулю.

 

Работа УЗО при утечке

При случайном или ошибочном соприкосновении с токоведущими частями электроустановки появляется ток утечки. В этот момент нарушается величина токов проходящих через трансформатор тока (I1 не равно I2), поэтому во вторичной цепи трансформатора тока появится ток (не баланс), которого будет достаточно для срабатывания реле. Реле приводит в работу пружинный механизм и происходит отключение УЗО.

Как выглядит УЗО изнутри смотрите на рисунке ниже:

1 — пластиковый корпус
2 — замки под DIN-рейку
3 — трансформатор тока
4 — электромагнитное реле
5 — расцепитель тока
6 — дугогасительные камеры
7 — медные зажимы (клеммы)

В данной статье мы рассмотрели принцип работы УЗО. В следующих статьях мы продолжим знакомиться с УЗО и рассмотрим следующие темы: схемы подключения УЗО, характеристики УЗО, как правильно купить УЗО, почему выбивает УЗО и многое другое.

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:


Что такое УЗО в электрике Устройство, характеристики принцип работы

В данной статье, мы подробно поговорим о том:Двухполюсно-УЗО

  • Что такое УЗО в электрике?
  • Разберем как работает УЗО и принцип его действия.
  • Поговорим о стандартах.
  • Рассмотрим классификацию УЗО.
  • Конструкцию.
  • Основные характеристики.
  • Применение в быту.

Теперь, обо всем по порядку.

Что такое УЗО в электрике?

Аббревиатура УЗО  расшифровывается как — устройство защитного отключения (более точно, устройство защиты управляемое дифференциальным током, сокращенно дифавтомат УЗО-Д).

Устройство защитного отключения УЗО  (дифавтомат УЗО-Д)

Защита людей от поражения электрическим током остается одной из важнейших инженерных проблем с начала широкого применения электричества в промышленности и быту. Решить ее оказалось сложнее, чем защитить сами сети и электрооборудование от сверхтоков. Автоматические выключатели с тепловыми и электромагнитными расцепителями, успешно контролирующие ток нагрузки, не могут спасти человека, коснувшегося токоведущих частей, или деталей  под напряжением. Также с их помощью не удается вовремя реагировать на токи утечек, связанные с нарушением изоляции и снизить опасность возникновения пожаров. Заметно улучшить ситуацию позволила разработка устройств защитного отключения, отслеживающих появление дифференциальных токов и разрывающих цепь при их определенной величине. Подобные защитный устройства получили название УЗО–Д, в СССР они были разработаны в начале 70-х в лаборатории электробезопасности ВИЭСХ и производились на Гомельском заводе электроаппаратов. Сегодня на российском рынке представлены УЗО-Д как отечественных, так и зарубежных производителей.

Принцип работы УЗО (УЗО-Д)

В основе работы УЗО-Д заложена фиксация тока утечки на «землю» и отключения сети при ее появлении. Факт утечки обнаруживается по разнице между токами: выходящим из УЗО и возвращающимся в него через нейтраль. Если сеть в порядке, то они равны по величине, но противоположны по направлению. При появлении утечки, например, человек коснулся провода, часть тока уйдет через его тело «на землю» по другому контуру, и в итоге ток возвращающийся в УЗО через нейтраль будет меньше выходящего. Такая же ситуация возникнет, если в каком-то электроприборе нагрузки  нарушилась изоляция и под напряжением оказался корпус или другая деталь. Человек, задев за них создаст дополнительный контур «на землю», часть тока пойдет по нему и баланс нарушится (эта ситуация показана на рисунке). Разницу между выходящим и входящим токами засекает трансформатор с сердечником в виде кольца. Фазный провод и нейтраль N проходят внутри него и служат первичной обмоткой. Вторичная обмотка подключается к исполнительному механизму, размыкающему контакты. Разумеется, при повреждении изоляции контур ответвления может образоваться и без «участия» человека, но и в этом случае УЗО также сработает и защитит участок сети от опасных последствий (например, нагрева и пожара). Символом «Т» на рисунке обозначена кнопка, включающая схему тестирования устройства – УЗО -Д должно сработать при ее нажатии. Этот же принцип используется и для трехфазных устройств защиты, однако в них дифференциальный ток во вторичной обмотке появляется не только при утечках, но и при «перекосе фаз» (неравномерно распределенной между фазами нагрузке), поэтому разработаны дополнительные схемы, исключающие срабатывание из-за нарушения симметрии.

Общая схема. Принцип работы УЗО (УЗО-Д) 

УЗО-принцип-работы-на-фото

Как работает УЗО?

Рассмотрим как работает устройство защитного отключения (УЗО-Д) на наглядном примере :

Имеем двухпроводную электрическую цепь 220В (без заземления), конечным  потребителем которой является стиральная машина.  Для защиты от токов утечки в схему включено устройство защитного отключения. В нормальном режиме работы оно беспрепятственно пропускает через себя ток.

УЗО-принцип-работы-фото

 Выходящий I1 ток и возвращающийся I2 равны.УЗО-нормальный-режим-работы-в-цепи

В результате возникшей неисправности электродвигателя, корпус стиральной машинки оказался под напряжением.

УЗО-наглядный-принцип-работы

Ничего неподозревающий человек касается корпуса машинки, в результате чего попадает под воздействие электричества.

УЗО-как-работает

 При возникновении тока утечки, часть тока ушло через тело человека на землю, возвращающийся ток становиться меньше выходящего. Устройство защитного отключения срабатывает.

УЗО-нормальный-режим-работы

Человек в безопасности.

УЗО-принцип-работы

Разобравшись как работает УЗО можно более плотно подойти к пониманию принципа его работы.

В примерах, описанных выше и на рисунке показаны УЗО с электромеханическим исполнительным механизмом размыкания контактов. В то же время нет никаких препятствий для использования электронных узлов с полупроводниковыми «выключателями». Действительно, сегодня предлагается множество электронных приборов защиты, стоимость их в несколько раз ниже, чем электромеханических, главные недостатки – не срабатывают при падении напряжения питания и более низкая надежность.

Стандарты

В настоящий момент в России разработан и принят пакет стандартов, регулирующих применение, характеристики и методы проверки УЗО-Д. Их действие распространяется на устройства переменного тока с номинальным напряжением не выше 440 В и номинальным током не более 200 А, применяемых для защиты от поражения электрическим током людей и их имущества от последствий развития тока утечек. ГОСТ Р 50807-95 (2001) содержит определения, классификацию, характеристики и перечень стандартных методик проверки. Также в нем есть полные списки документов, на которые ссылается этот стандарт. Что касается правил применения, то все необходимое изложено в ГОСТ Р-30331.3 (Защита от поражения электрическим током). Эти стандарты согласованы с международными и содержат исчерпывающий объем информации по устройствам защиты, управляемым дифференциальными токами. Добавим, что стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) относит к УЗО-Д не все виды защитных устройств, работающих по принципу контроля дифференциальных токов. Согласно определению УЗО-Д считаются только механические коммутационные аппараты или комплексы, размыкающие контакты при достижении дифференциальным током  установленного значения. Устройство может быть реализовано в виде набора отдельных специализированных узлов, фиксирующих, измеряющих дифф. ток и узлов, разъединяющих контакты. Примером таких пространственно разделенных УЗО-Д могут служить системы защиты воздушных линий электропередачи. В то же время многочисленные электронные изделия с полупроводниковыми выключателями к стандартным  УЗО-Д не относятся.

Классификация УЗО (УЗО-Д)

Ниже представлена классификация устройств защиты по нескольким важнейшим признакам, информация соответствует ГОСТ Р 50807-95, но представлена в более удобном и систематизированном виде.

Классификация УЗО-Д

По способу действия:
  1. Без вспомогательного источника питания.
  2. Со вспомогательным источником питания:

С авт.  отключением при отказе источника с выдержкой времени без нее:

  • с авт. повторным вкл. при восстановлении работы источника;
  • без авт. повторного вкл. при восстановлении работы источника;

Без авт. отключения при отказе источника:

  • с отключением в опасной ситуации после отказа источника;
  • без отключения в опасной ситуации после отказа источника;
По способу установки:
  1. Стационарные:
  • монтаж стационарной электропроводкой
  1. Переносные:
  • монтаж гибкими проводами с удлинителями
По числу полюсов:
  • однополюсные двухпроводные
  • двухполюсные;
  • двухполюсные трехпроводные;
  • трехполюсные;
  • трехполюсные четырехпроводные
  • четырехполюсные
По виду защиты от сверхтоков и перегрузок по току полюсов:
  • без встроенной защиты от сверхтоков;
  • со встроенной защитой от сверхтоков;
  • со встроенной защитой от перегрузки;
  • со встроенной защитой от коротких замыканий.
По возможности регулирования отключающего дифференциального тока:
  1. Регулируемые:
  • дискретная регулировка
  • плавная регулировка
  1. Нерегулируемые.
По стойкости при импульсном напряжении:
  • с возможностью отключения при импульсном напряжении
  • стойкие при импульсном напряжении
По характеристикам наличия постоянной составляющей дифференциального тока:
  1. тип АС:
  • отключение при появлении или медленном возрастании переменного синусоидального дифференциального тока.
  1. тип А:

Отключение от дифференциальных токов:

  • синусоидальных переменных;
  • пульсирующих постоянных;
  • пульсирующих постоянных с модуляцией пульсацией до 0,006 А, с контролем угла контроля сдвига фазы, или без него независимо от полярности внезапных или медленно растущих дифференциальных токов.
  1. тип В:
  • отключение от дифференциальных токов:
  • синусоидальных переменных;
  • пульсирующих постоянных;
  • пульсирующих постоянных с модуляцией сглаженной пульсацией постоянного тока до 0,006 А;
  • постоянных от выпрямителей

Каждый из классификационных признаков – способ  действия, способ установки и др. используется не только для классификации, он также считается важнейшей характеристикой УЗО-Д. Кроме них имеется еще ряд характеристик общих для всех устройств защиты и отключения.

Конструкция УЗО

С технической точки зрения конструкция УЗО-Д не представляет собой ничего сложного или нового по сравнению с конструкциями автоматических выключателей. Более того, российские производители начали и освоили выпуск этих изделий как раз на базе автоматов ВА. Примером могут служить хорошо известные УЗО22 завода Сигнал, производимые на базе автоматических выключателей ВА66-29 и ВА88-29. У них механика свободного расцепителя, катушка, контакты, дугогасители – все такое же, как и у ВА. Более подробно вы можете ознакомиться с их конструкцией принципом работы и устройством в статье автоматический выключатель (бытовой). Отличие заключается только в модуле, управляемом дифференциальным током (МЗО), устройство и работа которого описаны выше. То же самое можно сказать и об УЗО, выпускаемых на основе зарубежных автоматов.

Характеристики УЗО

Стандарт ГОСТ Р 50807-95 (2001) дает рекомендуемые или предпочтительные значения характеристик УЗО-Д,  и производители, желающие сертифицировать свою продукцию в системе ГОСТ Р должны придерживаться этих значений, но также они вправе выпускать продукцию и с другими показателями (в этом случае они не получат сертификата соответствия ГОСТ Р 50807-95). Полный перечень характеристик имеется в этом же ГОСТе, здесь будут показаны только некоторые основные. Для важнейших характеристик стандарт предлагает следующие величины.

Таблица 1

НАИМЕНОВАНИЕ

ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫЕ   ЗНАЧЕНИЯ

Номинальное   напряжение Un

100,   110, 120, 200, 220, 230, 240, 380, 400, 415, 440(В)

Номинальный ток In

6, 10, 16, 20,   25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200 (А)

Номинальный   отключающий дифф. ток In

0,006;   0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5; 1; 3; 5; 10; 20 (А)

номинальный неотключающий дифф. ток In

0,5 In

предельный неотключающий ток при нарушении симметрии фаз

6 In.

Время отключения УЗО определяется его конструкцией и зависит от значений номинального тока и номинального отключающего дифф. тока. В  ГОСТ Р 50807-95 имеются соответствующие таблицы, в качестве ориентира покажем время отключения устройства с номинальным отключающим дифф. током 0,030 А. При непосредственном прикосновении, вызвавшим дифф. ток номинального значения устройство сработает за 0,5 с, при двойном превышении номинала за 0,2 с, при дифф. токе 0, 25 А (восьмикратное превышение) УЗО-Д отключится за 0,04 с.

Применение УЗО

Устройство защитного отключения УЗО (УЗО-Д) применяются для защиты людей от поражения электрическим током в промышленности, сельском хозяйстве, быту и пр. Причем их нельзя рассматривать, как альтернативу другим мерам безопасности, более того стандарт  ГОСТ Р-30331.3 относит их к вспомогательным устройствам и дополнительным способам защиты от прямого прикосновения. Для этих целей, а также для защиты от косвенных прикосновений в РФ применяются УЗО-Д с дифф. током отключения порядка 30мс. Устройства с большим дифф. током отключения используются для защиты электрооборудования от последствий токов утечек (пожаров, выхода из строя обор.).

УЗО-принцип-работы

УЗО-принцип-работы

УЗО-принцип-работы

Конструкция (устройство) устройства защитного отключения. Часть 1

Приветствую Вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info!

В этой статье мы подробно рассмотрим конструкцию (устройство) устройства защитного отключения — УЗО. Это будет взгляд изнутри — подробно изучим из каких компонентов оно состоит, для чего они нужны и как они взаимодействуют между собой.

В предыдущей статье я подробно рассматривал принцип действия устройства защитного отключения, потому перед тем, как продолжить читать далее, рекомендую подробно изучить эту статью. Также в ней есть подробное видео, которое наглядно иллюстрирует назначение и принцип работы УЗО.

Надеюсь, что Вы  изучили принцип действия УЗО, тогда продолжим. Подопытный образец на рисунке ниже.

Узо, а вместе с ним и несколько автоматических выключателей, были сняты при выполнении ремонтных работ у заказчика и заменены на более брэндовые аналоги. Заказчик от них отказался, они оказались бесхозными, поэтому было принято решение их разобрать. Так что скоро выйдет еще и статья по конструкции автоматических выключателей, поэтому, чтобы не пропустить ее выхода, подпишитесь на новости сайта внизу этой статьи.

Двигаемся дальше. В результате предварительного теста, было определено, что исследуемое УЗО — электронное. О том, как проверить тип УЗО, не подключая его к электросети, читайте как проверить тип УЗО?

Исследуемое УЗО двухполюсное, имеет по две винтовых клеммы на каждом полюсе. Полюс, к которому подключается нулевой провод, обозначен на корпусе латинской буквой N.

На передней части корпуса находится рычаг управления, когда он в нижнем состоянии — УЗО выключено. Чтобы включить УЗО, необходимо перевести его в верхнее состояние.

Также на передней части находится кнопка «Тест», обозначенная буквой Т. Эта кнопка служит для проверки работоспособности УЗО, когда оно подключено к электросети. При нажатии на нее создается искусственный ток утечки, и исправное УЗО должно сработать, т.е. отключиться.

На передней панели указаны основные характеристики УЗО — номинальный ток I40А и номинальный отключающий дифференциальный ток  IΔn 30 мА (так называемая чувствительность или уставка по току утечки).

Также на передней панели указывается номинальное напряжение, на которое рассчитано УЗО, логотип производителя, его серийный номер и схема подключения.

Корпус выполнен из специального диэлектрического материала, предназначен для крепления на DIN-рейку, для этого сзади имеется специальная защелка.

На передней панели есть два винтика — откручиваем их и снимаем переднюю крышку.

Так выглядит УЗО сбоку со снятой передней крышкой.

А это — вид спереди. Отчетливо видно входные клеммы 1, к которым подключаются питающие провода, и выходные 2 клеммы, к которым подключаются провода от нагрузки. Рычаг управления 3 с механизмом расцепителя и электромагнитное реле 4.

Для того, чтобы получить полный доступ к механизму, необходимо выкрутить еще один винт, который находится на задней крышке.

На рисунке выше для удобства передняя крышка подставлена сбоку под механизм УЗО. Сзади хорошо видно защелку для установки на DIN-рейку. При установке УЗО просто защелкивается, при снятии с рейки защелка поддевается отверткой за нижнюю прорезь.

Откручиваем винт и получаем доступ к механизму.

Вынимаем механизм расцепителя, вместе с подвижными контактами наружу и видим внутри торроидальный корпус трансформатора тока.

На следующем рисунке отчетливо видно, что неподвижные контакты 1 от вводных клемм УЗО заходят в две дугогасительные камеры 2. Когда УЗО защищает контролируемую цепь, через него (его контакты) протекает ток нагрузки.

При появлении тока утечки, когда устройство защитного отключения срабатывает, расцепитель приводит в действие подвижные контакты и они начинают отключаться от неподвижных контактов 1. При размыкании цепи при прохождении по ней электрического тока, т.е. в момент отключения контактов, возникает электрическая дуга. Дуга будет тем мощнее, чем больше ток, протекающий через контакты.

Электрическая дуга приводит к эррозии и разрушению контактов УЗО. Для защиты контактов от ее разрушающего действия, она направляется в специальные дугогасительные камеры  2 (состоящие из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает.

Также на этом рисунке хорошо виден сердечник торроидального трансформатора тока 3 (желтый «бублик»). Через него проходят две первичные обмотки: образованная фазным проводом 5 (в красной изоляции), и образованная нулевым проводом 6 в прозрачной изоляции.

На рисунке выше показана конструкция УЗО с извлеченными из корпуса верхними клеммами с неподвижными контактами и дугогасительными камерами.

Слева от трансформатора тока отчетливо видно электронную плату — тест типа УЗО показал правильный результат. Перед нами электронное устройство защитного отключения УЗО.

Смотрите видео Конструкция (устройство) УЗО

Дальнейшее рассмотрение конструкции (устройства) и того, как работает УЗО, смотрите Конструкция (устройство) УЗО. Часть 2.

Полезные статьи по теме:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Устройство УЗО и принцип действия.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *