Что такое УЗО и как оно работает?

Принцип действия, устройство и установка УЗО

Что такое токи утечки и как от них защититься? Устройство защитного отключения (УЗО) вовремя фиксирует дифференциальные токи и размыкает электрическую цепь. Другими словами, установка этого прибора поможет защитить дом от пожара и спасти жизнь. Как устроено УЗО и как оно работает? Читайте в этой статье.

Содержание:

1. 1. Конструкция УЗО
2. 2. Особенности устройства
3. 3. Принцип действия устройства защитного отключения
4. 4. Основные характеристики УЗО
5. 5. Как устанавливать УЗО

Встреча с током утечки может произойти, если у прибора, например, утюга, повреждается изоляция проводов из-за износа или внешних воздействий. Ток начинает утекать через бреши, наделяя корпус прибора опасным электрическим потенциалом. Касаясь включенного утюга, человек принимает часть электрического тока, замыкая цепь на себя. Это нередко приводит к печальным последствиям. Кроме того, результатом утечки тока может стать перегрев проводов и даже пожар. Защитить от беды способно заземление. Однако нередки случаи, когда заземляющий контур находится слишком близко к дому, плохо изолирован или в помещении высокая влажность. Тогда заземление может пропускать ток через металлоконструкцию здания. Это наблюдается в частных домах с заземлением, сделанным непрофессионально. А в помещениях с повышенной влажностью, например, в ванной или на кухне, установка узо просто необходима.

Конструкция УЗО

Устройства защитного отключения по принципу работы делятся на две группы.

Электромеханические УЗО не требуют внешнего электропитания и включают в себя следующие элементы: трансформатор тока с двумя обмотками, чувствительный магнитоэлектрический элемент и высокоточное поляризованное реле. Трансформатор – это сердце устройства. У однофазного узо первичная обмотка состоит из двух проводов – фазного и нулевого, у трехфазного – из четырех: три из них фазные и один нулевой. Вторичная обмотка – это провод, который соединен с реле.

Электронные УЗО требуют отдельного электропитания. Имеют примерно такое же строение, как электромеханические. Но вместо магнитоэлектрического элемента используют сразу несколько устройств: компаратор, обеспечивающий сравнение токов, выпрямитель и усилитель сигнала, а поляризованное реле заменено обычным.

Особенности устройства

Почему именно УЗО – эффективное средство защиты от токов утечки? Если сравнивать его с выключателями, то узо наиболее чутко реагирует именно на дифференциальный ток, тогда как выключатели уделяют внимание перегрузке в сети и коротким замыканиям.

Человек ощущает боль при воздействии тока величиной 3 – 5 мА. Ток со значением до 30 мА называется током неотпускания, когда человек не может самостоятельно оторвать руку от токоведущей части. Электрический ток от 30 до 100 мА считается смертельно опасным, так как вызывает фибрилляцию (частые сокращения) сердца. УЗО позволяет разорвать электрическую цепь еще до того, как величина тока достигнет опасного для человека значения.

Принцип действия устройства защитного отключения

В основе работы лежит принцип фиксации дифференциальных токов. Векторная сумма токов в фазном и нулевом проводах равна нулю, когда электрическая цепь замкнута. Если появляется разница между значениями силы тока, значит, часть энергии уходит из цепи. Задача УЗО – постоянно сравнивать значения в фазе и нуле и при появлении малейшей разности отключать питание.

Элементом в устройстве, который отвечает за фиксацию тока утечки, является трансформатор дифференциального тока. Рассмотрим, как работает двухполюсный автомат узо с обычным электромеханическим реле. Классический тороидальный трансформатор для двухполюсного дифференциального выключателя имеет две силовые и одну контрольную обмотки. Силовые обмотки подключены к фазе и нулю и в штатной ситуации создают равные по мощности, но противоположные по заряду магнитные поля, которые взаимокомпенсируются. При возникновении разности токов мощность у магнитных полей также изменяется, вызывает в контрольной обмотке электродвижущую силу (ЭДС) и провоцирует появление тока. Это значение усиливается с помощью усилителя сигнала и сравнивается с эталоном в микросхеме. В случае если ток утечки превышает порог отключения, реле воздействует на расцепитель силовых контактов и питание отключается.

Основные характеристики УЗО

Устройства подбирают по нескольким параметрам.

Число полюсов указывает, сколько проводов можно подключить к устройству. Для однофазных сетей (220 В) – одно- и двухполюсные УЗО; для трехфазных сетей (380 В) – трех- и четырехполюсные устройства. При срабатывании прибора расцепляются все связи.

Тип расцепления может быть двух вариантов: АС – устройства срабатывают при утечке переменных (синусоидальных) токов; А – рассчитаны на срабатывание при утечке как переменных, так и постоянных токов. Иногда в инструкциях к бытовым приборам можно встретить требование установить автомат узо именно этого типа, так как он имеет более широкий спектр токов отключения.

Номинальный ток может быть в диапазоне от 16 до 63 А. У каждого аппарата есть свой предел пропускаемого тока. В зависимости от количества потребителей на линии подбирается УЗО со значением номинального тока.

Ток срабатывания может быть от 6 до 500 мА. По достижении определенного значения тока утечки устройство отключается.

Как устанавливать УЗО

Так как монтаж устройства связан с высокой опасностью и риском поражения электрическим током, его должен выполнять специалист. Если вы имеете квалификацию электрика или у вас есть базовые знания электротехники и основ безопасности, то можете выполнить подключение узо самостоятельно.

Устройство защитного отключения размещается в разрыве электрической цепи и устанавливается параллельно с группой приборов, которые находятся под защитой. Процесс установки происходит в такой последовательности.

1. Продумывается схема подключения узо – производится расчет, сколько устройств понадобится на квартиру или дом.
2. Определяется местоположение электрического щитка. В стене и в местах крепления на щите сверлятся отверстия для фиксации с помощью дюбелей и шурупов.
3. В щит устанавливается DIN-рейка, на которую крепится УЗО и слева от него – автоматический выключатель.
4. Перед тем как выключить напряжение, с помощью индикаторной отвертки определяется фазный провод со стороны электросети и со стороны нагрузки.
5. Провода со стороны источника питания заводятся в клеммы выключателя сверху.
6. От нижних контактов выключателя протягиваются провода-перемычки к верхним клеммам узо. К нижним контактам подсоединяются провода с нагрузки. Важно соблюдать соответствие проводов фазы, нуля и нейтрали сверху и снизу.
7. По окончании монтажных работ еще раз визуально проверяется правильность подключения всех проводов и только после этого подается питание на цепь.
8. Проверяется работа УЗО и выключателя с помощью кнопки «ТЕСТ» – она имитирует нештатную ситуацию и заставляет автомат сработать.

Внимание! Нельзя устанавливать УЗО в системе заземления TN-C, так как в контуре совмещены функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника по всей длине. Это значит, что устройство может просто не ощутить разницы потенциалов во время утечки тока и, соответственно, не отключит напряжение.

Выбор и установка устройств защитного отключения занимает не так много времени, зато обеспечивает вашу безопасность. Для квартиры или дома может понадобиться несколько устройств – расчет лучше доверить специалисту или произвести самостоятельно. В ассортименте нашего интернет-магазина вы можете купить узо производителей ABB, IEK, Legrand, СВЕТОЗАР, ЭКФ. Выбирайте с подходящим значением номинального тока и тока утечки. Заказывайте не выходя из дома – по телефону или используя услугу «Купить в 1 клик»!

Как выбрать и подключить УЗО
для безопасной эксплуатации электроприборов

УЗО (устройство защитного отключения) – это установочное электрическое изделие, предназначенное для отключения подачи электроэнергии в электропроводку в случае возникновения утечки тока при нарушении изоляции в проводах или электроприборах.

УЗО, в отличие от автоматического выключателя, предназначено исключительно для защиты человека от поражения электрическим током, предотвращения возникновения пожара и непосредственного участия в работе электроприборов не принимает. От короткого замыкания в электропроводке и в случае прикосновение человека к фазному и нулевому проводам УЗО не защищает.

На фотографии показано двухпроводное устройство защитного отключения типа ВД1-63, предназначенное для работы в однофазной сети переменного напряжения 220 В и рассчитанное на ток защиты 30 мА. УЗО с такими характеристиками подойдет для установки на входе практически любой квартирной электропроводки.

В ассортименте установочных изделий имеются комбинированные, в одном корпусе которых встроено УЗО и автоматический выключатель. Такой аппарат называется Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока. На фотографии показан внешний вид модели АВДТ32, рассчитанного на ток защиты электропроводки 16 А и защиты человека на 30 мА. Но такие устройства защиты не получили широкого применения из-за высокой стоимости.

В дополнение, в случае срабатывания, сложно найти, в чем заключается неисправность – произошло короткое замыкание или утечка тока.

Как выбрать УЗО

Выбрать УЗО для квартирной электропроводки или дома для домашнего электрика не представляет трудностей. Подойдет любое однофазное УЗО, рассчитанное на рабочий ток равный току защиты автоматического выключателя и ток утечки 30 мА. Фотография такого УЗО приведена в начале статьи.

Какой тип УЗО лучше для квартиры
электромеханическое или электронное

УЗО выпускаются в двух конструктивных исполнениях – электромеханические и электронные. Для правильного выбора нужно провести сравнение их технических характеристик.

Сравнительная таблица характеристик электромеханического и электронного УЗО
Характеристика	Электромеханическое УЗО	Электронное УЗО
Цена	низкая	высокая
Конструкция	сложная	простая
Надежность	высокая	низкая
Погрешность тока срабатывания	высокая	низкая
Работоспособность при обрыве нулевого провода или при снижении напряжении сети ниже допустимого	сохраняется	не работает
Устойчивость к скачкам повышенного напряжения в сети	высокая	низкая
Габаритные размеры	большие	многократно меньше

Как видно из таблицы, если нет ограничений по габаритным размерам нужно выбирать электромеханическое УЗО. Электронное УЗО незаменимо в случае установки на отдельный электроприбор, например, в электрическую розетку или удлинитель.

Основные технические характеристики УЗО

Требования к техническим характеристикам УЗО устанавливает ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков».

Для желающих сделать более осознанный выбор свел все основные технические характеристики УЗО в таблицу.

Внимание! Перед любыми работами с электропроводкой, для исключения поражения электрическим током, необходимо ее обесточить. Для этого следует выключить соответствующий автоматический выключатель в распределительном щитке и проверить надежность отключения с помощью индикатора фазы.

Задать вопрос автору статьи, оставить комментарий

Добрый день!
Скажите пожалуйста, как мне подключить бойлер в старой «хрущевке» если проблематично сделать заземление, так как его в доме нет. Читал, что можно поставить УЗО.

Здравствуйте, Сергей!
Для обеспечения безопасности эксплуатации при подключении электроприборов в квартире, где нет заземления нужно обязательно устанавливать УЗО. Для исключения ложных срабатываний целесообразно применять переносное УЗО, которое я рекомендовал при подключении стиральной машины.

Устройство защитного отключения (УЗО) – что это такое, для чего нужно и как подключить

Давайте разберемся, что такое УЗО (устройство или выключатель дифференциального тока) и зачем оно применяется?

Что такое УЗО?

УЗО (устройство защитного отключения) — это коммутационный аппарат для защиты электрической цепи от токов утечки. В отличии от автоматического выключателя, защищающего проводку от короткого замыкания и значительных перегрузок, это устройство срабатывает только при возникновении токов утечки.

Утечки в бытовой электросети могут быть связаны с касанием человека токопроводящих элементов (например, в электроприборе, розетке) и металлических корпусов приборов, попавших под действие напряжения из-за повреждения. Также они могут быть вызваны нарушением изоляции электропроводки, в том числе из-за нагрева вследствие неправильно рассчитанной нагрузки и некачественно выполненного монтажа. Относительно небольшие токи утечки могут привести к серьезным последствиям. В первом случае это может вызвать удар человека электрическим током, во втором — возгорание проводки.
Устройство защитного отключения при возникновении утечки выше установленного для него предела, позволяет за доли секунды отключить опасный участок и предотвратить этим поражение человека электричеством или избежать пожара.
Для защиты от поражения электрическим током применяются устройства, срабатывающие при дифференциальных токах (токах утечки) выше значений 6, 10, 30 мА:

1. Для частного дома или квартиры выбирают УЗО со значением 30 мА (для групп розеток или освещения).
2. ВДТ с дифференциальными токами 6 и 10 мА применяются для защиты отдельных потребителей (например, стиральная, посудомоечная машина и т.д.) и помещений с повышенной опасностью.

Для защиты от пожара при возможных нарушениях изоляции в электропроводке применяются выключатели дифференциального тока со значениями 100, 300 и 500 мА.

Устройство и принцип работы УЗО

Кроме дифференциального трансформатора, УЗО содержит контрольное магнитоэлектрическое реле, соленоид управления основными контактами и элементы диагностики.

Маркировка, основные характеристики УЗО

Чтобы не спутать УЗО с другими близкими устройствами (автоматическими выключателями и дифавтоматами), остановимся на их маркировке. К тому же, знание маркировки поможет правильно выбрать и подключить УЗО.
Маркировка УЗО содержит схему подключения и основные параметры выбора: номинальный ток (А), дифференциальный ток (мА), рабочее напряжение (В), условный предельный ток короткого замыкания (А).

Наименование

Расшифровка

Номинальное напряжение (электронные УЗО очень чувствительны к скачкам напряжения)

Номинальный ток нагрузки (max ток, который УЗО может пропускать продолжительное время, без вреда для устройства)

Номинальная частота сети

Номинальный отключающий дифференциальный ток или чувствительность, установка по току утечки (ток утечки, при котором УЗО срабатывает)

Номинальный неотключающий дифференциальный ток (при котором УЗО не должно срабатывать). Формула IΔn0 = 0,5 IΔn.

Номинальная коммутационная способность. Формула Im = 10 In

Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току

Номинальный условный ток короткого замыкания (стойкость к токам короткого замыкания)

Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания

Время отключения при номинальном дифференциальном токе

Нулевой проводник обозначен литерой N (нейтраль).

Индикатор положения контактов — показывает было ли выключено УЗО вручную или оно отработало по утечке.

Типы УЗО, разновидности

Различаются устройства защитного отключения еще и предельным значением тока короткого замыкания (обычно 4,5 кА, 6 кА или 10 кА).
Существует классификация по скорости реакции, скорости срабатывания:

• обычные без выдержки времени, общего применения — G (в диапазоне 20-40 мс),
• селективные УЗО типа S — с выдержкой времени (в диапазоне 150-500 мс)

По количеству подключенных полюсов модели делятся на двухполюсные и четырехполюсные.
Напомним, что устройство защитного отключения не защищает цепи нагрузки от сверхтоков короткого замыкания и перегрузки, т.к. для этой цели предназначены автоматические выключатели и дифференциальные автоматические выключатели.

Чем отличается УЗО от дифавтомата?

Как выбрать УЗО?

Как правильно подключить УЗО?

Подключение УЗО к однофазной сети (с заземлением и без)

Пользователи часто задают вопрос, ставить УЗО до или после автомата? Для этого рассмотрим наиболее распространенную схему включения одного УЗО и нескольких групповых автоматов в однофазной сети. В правильной схеме подключения УЗО устанавливается после вводного автоматического выключателя. Последовательность соединения при этом такая: вводной автомат— счетчик — УЗО.

На схеме представлено одно УЗО, но их может быть и несколько (в свою очередь с одним или несколькими групповыми автоматами). Это может быть необходимо, если вы планируете защитить какую-то группу потребителей отдельно. К примеру, у вас есть отдельная линия к стиральной машине, и вы хотите поставить для неё УЗО с дифференциальным током 10мА и отдельным автоматом. В группе же сначала устанавливается УЗО, а затем автоматический выключатель (или несколько выключателей).
Выше была приведена схема однофазной сети с заземлением (схема TN-S). В старых домах при этом до сих пор еще используется также схема энергоснабжения TN-C (двухпроводная). В такой сети провод PEN совмещает функции рабочей нейтрали и защитного проводника. В двухпроводной сети без заземления УЗО также защищает от поражения электрическим током, но срабатывает оно не в момент попадания тока на токоведущий корпус домашнего прибора, а позже, когда человек коснется корпуса, попавшего под напряжение. Из рисунка ниже видно, что изменений по включению самого УЗО в такой схеме практически нет. Важно только запомнить один момент: если у вас от потребителей (электроприборов, освещения) в щит выведен трехпроводный кабель, провод заземления в щите нужно обязательно оставить неподключенным, а фазный и нейтральный проводники соединить, как указано на схеме.

Сколько автоматов может быть подключено к одному УЗО? Количество подключаемых после УЗО групповых автоматических выключателей зависит от их суммарного номинала тока (который в общем случае не должен превышать номинал тока УЗО) и суммарного тока утечки защищаемой сети.
Утечки тока есть в любой рабочей сети, главное, чтобы они не превышали установленных норм. Увеличение токов утечки может быть следствием старения изоляции, её повреждения либо неисправностью электроприборов. Суммарное значение тока утечки защищаемого участка сети в нормальном режиме работы по нормативным документам не должно превосходить 1/3 номинального тока УЗО, т.е. для УЗО 30мА не должно превышать 10мА. Если нет реальных данных по утечке в сети, то берутся расчетные значения: для потребителей (электроприборов) 0,4 мА на 1 А тока нагрузки + ток утечки непосредственно проводки — из расчета 10 мкА на 1 м длины проводника. Превышение суммарного тока утечки сети над пороговым значением УЗО может приводить к его ложным срабатываниям. В свою очередь это сигнализирует о том, что скорее всего надо ставить дополнительное УЗО (особенно если у вас стоит после УЗО более двух-трех автоматов и предварительные расчеты/замеры тока утечки не проводились).
Превышение суммарного значения номиналов групповых автоматов над номиналом тока УЗО не критично, если оно также превышает номинал вводного автоматического выключателя. Если номинал УЗО выбран правильно (то есть выше номинала вводного автомата), то УЗО будет защищено в этом случае вводным автоматом.

Подключение к трехфазной сети (с заземлением и без)

Подключение УЗО в трехфазной сети с заземлением не сильно отличается от однофазной. Защита цепей трехфазной нагрузки производится трехфазным (четырехполюсным УЗО). При этом цепи однофазной нагрузки необходимо защищать отдельным однофазным (двухполюсным) УЗО. В интернете встречается немало схем, где трехполюсное УЗО используется одновременно для защиты как трехфазных, так и однофазных потребителей. Такое допустимо только если УЗО противопожарное, с током утечки 100 мА и более.
Подключение УЗО в трехфазной сети без заземления запрещено ПУЭ.

Ошибки подключения УЗО

Наиболее частые ошибки подключения УЗО связаны с неправильным подключением нейтрального проводника.
Одной из наиболее распространенных ошибок подключения является подключение нулевого проводника с выхода УЗО к общей нулевой шине. Причем неправильным является как прямое подсоединение к общей щитовой нулевой шине проводника какой-либо группы розеток (защищаемых УЗО), так и объединение общей нулевой шины с шиной N после УЗО (предназначенной для нулевых проводников защищаемых групп нагрузки).

Еще одна ошибка связана с соединением нулевых проводников разных потребительских групп. Нулевой проводник после УЗО должен соединяться непосредственно с нагрузкой групп, запитанных через него, без соединения с нулевыми проводниками групп, не защищаемых УЗО или защищаемых другим УЗО.

Также нельзя объединять нулевой проводник после УЗО с проводником защитного заземления (то есть объединять рабочий и защитный ноль).

Как проверить УЗО на работоспособность?

Проверить работоспособность УЗО можно 4 наиболее известными способами:

• С помощью кнопки ТЕСТ
• Проверка батарейкой
• С помощью лампочки накаливания
• Проверка тестером

Наиболее популярны первые два способа, требующие меньших усилий и подручных средств.

1. Чтобы проверить устройство защитного отключения достаточно нажать кнопку «Тест» (этой кнопкой снабжены все эти аппараты). При нажатии внутри схемы подключается сопротивление, имитирующее ток утечки. При этом исправное устройство отключает цепь нагрузки.
2. Взять обычную пальчиковую батарейку и подсоединить к ней два заранее заготовленных провода, желательно разного цвета. Взвести рычаг устройства и коснуться свободными концами проводов обеих клемм любого из полюсов (можно как фазного, так и нейтрального). Затем поменять полярность. Исправное УЗО должно сработать при подключении хотя бы одной полярности (УЗО типа А должно сработать при любой полярности, типа АС – только при одной).

Важный момент: батарейкой можно проверить электромеханическое УЗО, электронное не сработает ни в какой полярности, поскольку для его работы нужно специально подавать питание.

Уважаемые пользователи, спасибо, что прочитали данную статью до конца! Хотели бы напомнить, что в нашем интернет-магазине вы найдете широкий выбор различных устройств защиты: УЗО , дифференциальных автоматов и автоматических выключателей максимального тока. Всегда готовы предложить низкие цены, удобную доставку и гарантию качества!

Устройство УЗО и принцип действия

Рад приветствовать вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В этой статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип работы устройства защитного отключения УЗО, рассмотрим на примерах как работает УЗО.

УЗО относятся к электрическим аппаратам защиты, как и автоматические выключатели. Для чего же были придуманы эти интересные устройства, неужели установки автоматических выключателей недостаточно?

Со временем изоляция проводов стареет, так же она может быть повреждена, могут ослабнуть контактные соединения токоведущих частей приборов. В результате этих факторов появляются утечки тока, которые могут вызвать искрение и привести к возгоранию.

Также человек может случайно коснуться рукой за оголенный фазный провод, который находится под напряжением. Дети, оставшись без присмотра родителей, могут «изучать» электричество, вставляя в розетку металлический предмет. В этом случае человека ударит током, произойдет утечка тока через тело на землю, а это очень опасно, ведь величина тока в этом случае может достигать нескольких сотен миллиампер.

Обычные автоматические выключатели на такую «незначительную» для них утечку тока не отреагируют. Они срабатывают только на токи перегрузки и при коротком замыкании.

Например, у автомата номиналом 10А с время-токовой характеристикой срабатывания В, тепловой расцепитель начнет срабатывать при токе, превышающем номинальный на 13%, т.е. 11,3А, причем время срабатывания будет больше одного часа. А при токе, превышающем номинальный на 45%, т.е. 14,5А в течение одного часа. Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя будет срабатывать при значениях тока от 30А.

Поэтому, чтобы защитить людей от поражения электрическим током и для предотвращения опасной утечки тока, которая может привести к пожару в результате повреждения изоляции электропроводки или бытовых приборов применяются устройства защитного отключения.

У автоматических выключателей основной параметр – номинальный ток.

Основной же параметр УЗО – это его чувствительность (номинальный отключающий дифференциальный ток, так называемая «уставка» по току утечки).

Для защиты человека в бытовых электросетях от поражения электрическим током используют УЗО чувствительностью 10 и 30 мА.

Для защиты от возможного возникновения пожара служат УЗО чувствительностью 100 или 300 мА.

Если проводка неразветвленная, с малым количеством групп, то может использоваться одно общее УЗО на 30 мА, как противопожарное, так и для защиты человека от поражения электрическим током.

Давайте рассмотрим устройство и принцип действия УЗО

Конструктивно УЗО собрано в корпусе из диэлектрического материала. Внутри содержит трансформатор тока, выполненный на тороидальном ферромагнитном сердечнике с тремя обмотками – две первичные и одна обмотка управления.

Две первичные токовые обмотки включены встречно. Первая обмотка образована фазным проводом, в ней протекает ток к нагрузке (к потребителю). Вторая обмотка образована нулевым проводом, в ней протекает обратный ток от нагрузки (от потребителя).

Как работает УЗО?

В обычном режиме, когда в цепи нет утечки, токи, протекающие в обоих обмотках равны по значению, но противоположно направленны. При протекании в обмотках, эти токи наводят в сердечнике трансформатора тока магнитные потоки. Наведенные магнитные потоки направлены встречно и компенсируют друг друга, поэтому суммарный магнитный ФΣ поток равен нулю.

Предположим, что произошел пробой изоляции на корпус электроприбора.

В этом случае токи в фазном и нулевом проводах будут различны. По фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки IL будет протекать еще дополнительный ток — ток утечки I_D, который для трансформатора тока будет дифференциальным (т.е. разностным). Разные по значению токи в первичных обмотках (IL + I_D в фазном проводнике и IN, равный по значению IL, в нулевом рабочем проводнике) будут наводить в сердечнике разные по значению магнитные потоки. Результирующий магнитный поток будет отличен от нуля. По закону электромагнитной индукции он будет наводить электрический ток в обмотке управления. Если этот ток достигнет значения, достаточного для срабатывания электромагнитного реле Р, то оно сработает, приводя в движение расцепитель, силовые контакты УЗО разомкнутся. В результате электроустановка, находящаяся под защитой УЗО обесточится.

Аналогично, если человек прикоснется к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприбора, на который произошел пробой изоляции, возникнет ток утечки, который потечет через тело человека на землю. В обмотке управления УЗО будет наводиться ток, который приведет к срабатыванию электромагнитного реле Р и цепь обесточится.

Для периодического контроля исправности УЗО предусмотрена кнопка «Тест». При нажатии на нее искусственно создается ток утечки. Если УЗО исправно, оно должно срабатывать при нажатии на эту кнопку.

По конструктивному исполнению УЗО бывают электромеханические (они не зависят от напряжения питания) и электронные (нуждаются в дополнительном источнике питания, который получают от контролируемой цепи, либо от дополнительного источника). В свою очередь, бывают электронные УЗО, которые отключают защищаемую цепь при исчезновении напряжения в питающей сети, и бывают не отключающие защищаемую цепь.

Как не подключая к электрической сети, определить тип УЗО смотрите в статье Как определить тип УЗО — электромеханическое или электронное?

Так же эти два типа УЗО различно ведут себя при аварийном режиме работы электросети, например, при достаточно часто встречающемся в наших домах обрыве нулевого провода.

Теперь вы знаете, как работает УЗО.

Подробно Устройство и принцип действия УЗО смотрите в видео

Полезные статьи по теме:

Что такое УЗО | Устройство, принцип работы, характеристики

Многие из вас слышали об УЗО, но далеко не все имеют представление что это такое, зачем оно нужно и как работает.

Сейчас я, простым и доступным языком, постараюсь рассказать всё, что вам нужно знать об УЗО, чтобы вы смогли правильно его выбрать и использовать, при этом значительно повысив безопасность электропроводки в квартире или доме. В первую очередь давайте разберемся, что означает термин УЗО.

Как расшифровывается УЗО?

УЗО в электрике расшифровывается как – Устройство Защитного Отключения. Так же, иногда, вы сможете встретить аббревиатуру УДТ – Устройство Дифференциального Тока или ВДТ – Выключатель 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:

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.

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:

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.

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

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!

Что такое УЗО в электрике и для чего нужно

Охранные установки электробезопасности предусматривают в каждом современном жилище. УЗО (устройство защитного отключения) с точки зрения безопасности отличается от предохранителей. Его назначение — защищать от удара током. Срабатывают приборы при малых утечках в течение 20 – 40 мс. УЗО не выявляет неисправности, если они не связаны с токовой утечкой.

1. Определение и назначение УЗО
2. Устройство и принцип работы
3. Классы и характеристики
4. Разновидности устройств защитного отключения
5. Электромеханическое
6. Электронное
7. Селективное
8. Противопожарное
9. Когда необходимо ставить УЗО
10. В каких случаях устройство не поможет

Определение и назначение УЗО

УЗО не может самостоятельно отключить сверхнормативные потоки, поэтому его комбинируют с автоматическим прерывателем. Автовыключатель управляется дифференциальным током, внутри имеет защиту от сверхтоков.

Коммутационный механический прибор предохраняет:

• от токового удара при случайном прикосновении к частям электрических агрегатов, находящихся под напряжением;
• от поражения при касании к не токоведущим деталям, случайно попавшим под напряжение;
• от возгорания при вытекании тока через нарушенную кабельную изоляцию на землю или на корпус.

Обычно используют аппараты с отсекающим током не выше 30 мА. Установки с отключающим электричеством более 100 мА ставят для предохранения больших участков цепи, где низкий порог вызывает ложные тревоги. Эти устройства отвечают за пожарную безопасность, а от поражения защищают не очень эффективно.

Устройство и принцип работы

В работе аппарата используется принцип диагностики разности токов, пропускаемых через трансформатор. Прибор определяет векторную сумму электричества, проходящего по контрольным проводникам. При этом нормой считается равенство входящего и вытекающего тока.

Касание человека к токоведущим деталям приводит к утечке, поэтому на выходе контрольного проводника значение резко отличается от показателей на входе. Аппарат мгновенно отключает подачу через автоматы.

Устройство УЗО:

• дифференциальный трансформатор;
• реле, реагирующее на величину электричества;
• автоматический прерыватель;
• прибор проверки.

Выпускают устройства, которые работают только при присутствии напряжения в магистрали. Есть модели, автоматически обесточивающие линию при пропадании вольтажа.

Классы и характеристики

По способу действия различают:

• аппараты, функционирующие от вспомогательного источника электроэнергии;
• приборы без таких источников, работающие по электромеханическому принципу.

Первый вариант зависит от напряжения в магистрали, для срабатывания нужно питание системы с внутренним усилителем. Такие установки менее надежны, они не реагируют при обрыве нулевого провода, когда потенциал проходит через тело пользователя.

Второй вариант реагирует при выявлении потерь, срабатывает не от питающего электричества, а от взведенной пружины, поэтому более надежны. Есть новые разработки УЗО-Д, которые прерывают напряжение, даже если нет питания. Функциональное разнообразие послужило причиной выделения подгрупп S и G.

Разновидности устройств защитного отключения

Каждый прибор обрабатывает поток с определенными колебаниями и номинальной величиной. Параметры указывают на корпусе аппарата.

Помимо максимально возможного тока прохождения, УЗО делят по характеристикам:

• количеству полюсов;
• способу установки;
• рабочему напряжению.

Число полюсов соответствует количеству проводников. Есть УЗО с четырьмя выводами для работы с трехпроводной или двухпроводной магистралью. Устройство крепят стационарно или используют переносные варианты. Для однофазной сети выпускают приборы на 220В, трехфазной — 400В.

Электромеханическое

Срабатывает всегда, если на участке фиксируются потери электричества, независимо от присутствия напряжения.

Особенности электромеханического устройства:

• основной узел — дифференциальный электромагнитный трансформатор в форме сердечника с накрученными обмотками;
• потери электричества на участке вызывают появления вольтажа на вторичной обмотке, срабатывает реле и автомат;
• для врезки в сеть нужно изучить электрическую схему подключения, показанную на коробке устройства.

В монтаже электромеханического и электронного варианта есть некоторые различия. На схеме первого показано, что через трансформатор проходят ноль и фаза, а реле подсоединено ко вторичной обмотке.

Электронное

Такие установки срабатывают на отключение только при присутствии напряжения, поэтому для их работы нужен источник дополнительного питания.

Особенности электронного УЗО:

• главный модуль — электронная пластина из диэлектрика с усилителем, которая не функционирует без внешней подачи электричества;
• внутри устройства нет аккумуляторов;
• если в магистрали есть 220 в, УЗО отключит подачу, если напряжения нет, автомат не среагирует.