Принцип работы, устройство и схема узо. Принцип работы узо и схема
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 ID, который для трансформатора тока будет дифференциальным (т.е. разностным). Разные по значению токи в первичных обмотках (IL + ID 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:Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.
Конструкция УЗО.
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»?
elektrik-sam.info
Как работает узо, его принцип действия, внутренняя схема
Ошибочно считать, что для предохранения человека от поражения при утечке тока на корпус бытовых приборов установлены автоматические прерыватели тока. Для этих целей щитки оснащаются защитным устройством. Выяснив принцип работы узо, можно не бояться, за жизнь своих близких и детей.
Защита предохраняет от воздействия на организм тока, при касании корпуса приборов. Произошедшей утечке электричества, на величину силы, тока которой не среагирует автомат. Еще одной важной работой защиты является предохранение вашего дома от пожара.
Функциональные особенности оборудования защиты
Корпус прибора из токопроводящего материала, а также отдельные детали и даже трубопроводы иногда оказываются опасными для человека. На них пробивает фаза, при различных поломках проводки и другим причинам. Возникает такая опасная ситуация, как правило, в 2 случаях:
- При замыкании фазного провода электрической разводки на токопроводящий корпус оборудования, либо при соединении заземления к водопроводной системе – возникает утечка системы. Для предотвращения сгорания электрических приборов, оборудования и отключения подачи тока, установлены автоматические прерыватели. Но без достаточного значения сопротивления на заземляющем контуре, либо отсутствии его, автомат не сработает. Такие проблемы можно решить, установив устройство защитного отключения в систему электропроводки.
- Если повреждена изоляция на токоведущем кабеле и возникают блуждающие токи и утечки. Такое повреждение называют еще неполным касанием токопроводящего корпуса. Раньше, при касании старого холодильника, он «кусался», так вот это самое безобидное «поражение» электрическим током. При более масштабной утечке повреждение будет более значительным, а может привести и к летальному исходу. Возникновение во влажном помещении утечки – это самое опасное и в тоже время распространенное место, в котором необходимо установить защитное устройство. При этом нельзя забывать о том, что оно должно быть рассчитано на нагрузку именно в этом помещении и быть качественным.
Основная же задача – утечка должна быть незамедлительно обнаружена и прекращена подача электроэнергия на эту группу контактов. А также осуществлять отключение при касании человеком оголенного провода и препятствовать возникновению пожаров в здании.
Важно. Защита срабатывает при утечках, но следует помнить, что корпус любого бытового прибора станет смертельно опасным, если при монтаже, вы перепутаете провода фазы и заземления на входе в здание.
На что следует обратить внимание при выборе УЗО
Для правильной покупки и безопасности вашего жилища, необходимо обратить внимание на следующие показатели:
- 10 мА – это показатель уже опасен для человека с малым сопротивлением тела. Поэтому значение тока срабатывания, первая информация необходимая при покупке. Защитное устройство начинаем выбирать, основываясь на безопасном напряжении. Поэтому в основном устанавливают защиту не более 30 мА.
- До 40 мс должно быть время срабатывания защитного устройства, для недопущения получения электротравм связанных с утечками, а также переполюсовкой проводов.
- Необходимо определить наиболее подходящий вид УЗО. Каждый из них реагирует на разные типы электрического напряжения. Для жилья наиболее часто устанавливают приборы типа «АС». Они предназначаются для установки сеть переменного синусоидального тока. Возможна установка типа защиты «А». Этот тип реагирует на утечку переменного и постоянного пульсирующего тока.
- Конструкция узо влияет на выбор. Наиболее распространенные электромеханические системы защиты. Их отключение происходит при возникновении дифференциального тока. Электронные приборы защиты привязаны в работе с сетевым напряжением. Если перед вами прибор, имеющий возможность отключения подачи в сеть электричества при возникновении напряжения на корпусе бытового оборудования и контакте с ним человека – такой прибор можно устанавливать. Но они не переносят установок в сырых помещениях и сбоят при сильных морозах в случае монтажа в не отапливаемом помещении.
- Выбирают по току нагрузок всех потребителей, подключенных к этой группе. Суммарное значение напряжения всех устройств и будет основополагающим при выборе устройства отключения. В случае совместного подключения устройства защиты и автомата, нагрузочный ток УЗО должен быть немного выше, чем у автоматического устройства. Такой выбор позволяет не допускать перегрузок на устройстве, работающим с пиковыми напряжениями.
Важно. Не зависимо от марки и фирмы производителя прибора защиты и различной маркировки, 2 основные характеристики показывают значение рабочего и тока утечки. Эти величины указаны, не зависимо от типа устройства и его цены.
Принцип действия устройства защиты
Принцип действия защитного устройства заключается в реакции датчиков при изменении входящего значения дифферециональных токов. Исполнять роль датчика тока может обыкновенный трансформатор. По конструктивным особенностям он изготовляется как тороидальный сердечник. Магнитоэлектрическое реле обладает достаточно значительной чувствительностью к утечкам, на нем выставляем определенную величину сработки устройства.
Устройства, в которых принцип работы узо выполняется с установкой контролирующего реле – на сегодняшний день самые надежные, безотказные. Даже электронные устройства выпускаемые промышленностью, в которых контролируется утечка с помощью электронной схемы, в некоторых случаях уступают электромеханическим приборам.
Принцип выключения электроэнергии потребителям в устройстве с реле основан на срабатывании его и воздействии на механизм прерывания электрической цепи. Он состоит из 2 частей:
- Согласно паспорту устройства, подбирается контактная группа, для максимального значения тока в сети.
- При возникновении аварийной ситуации и касании рукою оголенного участка, предусмотрена установка пружины для срабатывания устройства.
Исправность защиты можно проверить при помощи, оборудованной на корпусе прибора, кнопки «Тест». Нажимая ее, мы создаем искусственную неисправность электрической сети при утечке электротока. Значение установлено достаточное для включения в работу защиты.
Этим простым способом можно самостоятельно обследовать и проверить на исправность УЗО, не вызывая техника и не оплачивая его визит. Такая проверка проводится не реже 1 раза в месяц.
Замерив значения тока и времени срабатывания УЗО, специалист электрик с помощью специального прибора может провести более точную проверку.
Правильная работа защиты в разных режимах
Как работает узо в нормальных условиях? Без утечек, рабочее напряжение, до 12 В, течет на встречу и параллельно, при этом на вторичной обмотке трансформатора наводятся магнитные потоки с одинаковой величиной. Они уравниваются между собой. Такая работа не вызывает срабатывания устройства защитного отключения по причине значение тока поступающего на вторичную обмотку имеет нулевую величину.
Ток утечки возникает при случайном касании оголенного участка проводки или корпуса приборов с замкнутой на него фазой. При этом нарушается правильное направление и величины проходящих через трансформатор токов. На вторичной обмотке происходит разбалансировка величин тока, от которого срабатывает реле. Оно воздействует на пружину, подача напряжения в сеть прекращается.
Это простое объяснение действия УЗО, при необходимости в Интернете достаточно информации для более подробного изучения этого вопроса.
Необходимо помнить, что назначение устройства защитного отключения – это дополнительная мера безопасного пользования электроприборами. Этот прибор реагирует на ток утечки. По этой причине необходимо устанавливать УЗО совместно автоматами для отключения сети при коротком замыкании.
evosnab.ru
устройство защитного отключения, выбор узо, схемы
В данной статье мы рассмотрим следующие вопросы:
- Что такое УЗО
- Устройство и принцип работы УЗО .
- Схема подключения УЗО.
- Ошибки в схемах подключения из-за которых выбивает УЗО.
- Как выбрать УЗО? Типы и характеристики УЗО.
-
Что такое УЗО
УЗО (Устройство Защитного Отключения) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической цепи от токов утечки, что в свою очередь обеспечивает защиту от пожаров (возгорания электропроводки) и от поражения человека электрическим током.
Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.
УЗО так же имеет другие варианты названий, например: дифференциальный выключатель, выключатель дифференциального тока, (сокращенно выключатель диф тока) и т.п.
-
Устройство и принцип работы УЗО
И так для наглядности представим простейшую схему подключения через УЗО лампочки:
Из схемы видно, что при нормальном режиме работы УЗО, когда его подвижные контакты замкнуты, ток I1 величиной к примеру 5 Ампер от фазного провода проходит через магнитопровод УЗО, затем через лампочку, и возвращается в сеть по нулевому проводнику, так же через магнитопровод УЗО, при этом величина тока I2 равна величине тока I1 и составляет 5 Ампер.
Согласно закону электромагнитной индукции ток I1 проходя через магнитопровод УЗО создает в нем магнитный поток Ф1 условной величиной равной 5 единиц, в свою очередь ток I2 так же создает в магнитопроводе магнитный поток Ф2 такой же величины равной 5 единиц, но так как направление тока I2 противоположно направлению тока I1, то и создаваемый им магнитный поток Ф2 так же направлен встречно магнитному потоку Ф1, поэтому суммарный магнитный поток в магнитопроводе равен нулю:
Фсумм= Ф1+ Ф2=5+(-5)=0
Так как суммарный магнитный поток в магнитопроводе равен нулю, во вторичной обмотке ток не индуктируется. Электрическая цепь находится в нормальном режиме работы.
Теперь представим, что одного из проводов электрической цепи коснулся человек. При этом часть электрического ток начинает протекать через тело человека создавая непосредственную угрозу для его жизни и здоровья:
В такой ситуации часть тока электрической цепи поступающая от фазного провода не будет возвращаться в сеть, а проходя через тело человека будет уходить в землю при этом ток I2 который будет возвращаться в сеть через магнитопровод УЗО по нулевому проводу будет меньше тока I1 поступающего в сеть, соответственно и величина магнитного потока Ф1 станет больше величины магнитного потока Ф2, в результате чего в магнитопроводе УЗО суммарный магнитный поток уже не будет равен нулю.
К примеру ток I1=6А, ток I2=5,5А, т.е. 0,5 Ампера протекает через тело человека в землю (т.е. 0,5 Ампера — ток утечки), тогда магнитный поток Ф1 будет равен 6 условных единиц, а магнитный поток Ф2 — 5,5 условных единиц тогда суммарный магнитный поток будет равен:
Фсумм= Ф1+ Ф2 =6+(-5,5)=0,5 усл. ед.
Возникший суммарный магнитный магнитный поток индуктирует электрический ток во вторичной обмотке который проходя через магнитоэлектрическое реле приводит его в работу, а оно, в свою очередь, размыкает подвижные контакты отключая электрическую цепь.
Проверка работоспособности УЗО осуществляется нажатием кнопки «ТЕСТ». Нажатие данной кнопки искусственно создает в УЗО утечку тока, что должно привести к отключению УЗО.
-
Схема подключения УЗО.
ВАЖНО! Так как в УЗО отсутствует защита от сверхтоков, при любой схеме его подключения должна быть предусмотрена так же установка автоматического выключателя, для защиты УЗО от токов короткого замыкания.
Подключение УЗО осуществляется по одной из следующих схем, в зависимости от типа сети:
Подключение УЗО без заземления:
elektroshkola.ru
схема подключения к сети трехфазного и однофазного автомата
Наличие в быту и на производстве множества устройств, работающих от сети переменного напряжения, создает опасность удара электрическим током в некоторых ситуациях. Протекающий через организм человека ток, начиная от некоторого минимального значения, может быть смертельно опасным. Для защиты человека, а также предотвращения поломок оборудования разработаны несколько типов устройств, позволяющих в автоматическом режиме прекратить подачу электрической энергии, в зависимости от изменения заданных предельных параметров.
УЗО
Одно из таких устройств – устройство защитного отключения, далее УЗО, будет рассматриваться ниже. Будут изучены принцип работы УЗО и схема подключения, а также даны рекомендации по выбору параметров.
Назначение УЗО
Защита реагирует на появление утечки в электрических цепях. При превышении тока свыше порогового значения устройство практически мгновенно размыкает электрическую цепь, снимая питание с аппаратуры. Причин возникновения утечки может быть множество:
- Старение изоляции проводов и изменение ее свойств;
- Нарушение изоляции посторонними предметами или под действием внешних условий;
- Повреждение аппаратуры;
- Нарушение контактов.
В быту наиболее опасными в плане появления утечек являются устройства, снабженные водонагревателями:
- Бойлеры;
- Стиральные и посудомоечные машины;
- Электрические котлы отопления.
В перечисленных устройствах имеется нагреватель – ТЭН, который непосредственно контактирует с водой. При перегреве из-за отложений накипи поверхность нагревателя лопается, и вода поступает к нагревательной спирали, вызывая утечку.
Неисправный ТЭН
Существует некоторая разница в работе УЗО в случае заземленной аппаратуры и такой, которая работает без заземления.
Если устройства заземлены, то повреждение внутри них вызывает утечки на заземляющий проводник, в результате чего срабатывает защита и отключает аппаратуру.
При отсутствии заземления неисправный прибор ничем не выдает своей поломки. Но на его корпусе может присутствовать опасный потенциал. Ток утечки возникает только в случае прикосновения, преднамеренного или случайного. Поэтому очень важен такой параметр, как быстродействие срабатывания.
Принцип работы
Работа устройства защитного отключения основывается на измерении разности токов, протекающих в фазном и нулевом проводах сети. В идеальных условиях эта разность равна нулю, но при повреждениях часть тока идет по иному пути, минуя нулевой провод. Таким образом, устройство фиксирует разность, и если она больше нормы, производит отключение цепи.
Принцип работы УЗО в однофазной сети основан на измерении разности токов проводников при помощи дифференциального трансформатора, который представляет собой трансформатор тока с тремя обмотками. По двум из них протекают токи фазного и нулевого проводника, а с третьей, состоящей из большого числа витков, снимают напряжение, пропорциональное разности.
В нормальном состоянии магнитные потоки фазного и нулевого провода взаимно вычитаются, поэтому напряжение на контрольной обмотке отсутствует. Разница токов вызывает появление разностного магнитного потока, который создает ЭДС в витках контрольной обмотки, которая нагружена на высокочувствительное магнитоэлектрическое рале. Реле, в свою очередь, контактами размыкает электрическую цепь.
Принцип работы
Обратите внимание! Размыкание цепи приводит к пропаданию тока в обмотках дифференциального трансформатора, но реле при этом не возвращает контакты в замкнутое положение. Разблокировку контактов можно выполнить только вручную.
Принцип работы трехфазных УЗО идентичен однофазному, за исключением того, что в трансформаторе имеется четыре токовых обмотки, поскольку в трехфазной сети при нормальной работе должно соблюдаться равенство суммы фазных токов и тока в нулевом проводе.
Разработка малогабаритных устройств защитного отключения стала возможной после появления материалов с высокой коэрцитивной силой. В противном случае для получения необходимой ЭДС контрольной обмотки требовалось бы значительное количество витков в токовых обмотках.
Важно! УЗО не срабатывает в случае превышения допустимого тока в сети, например, при коротком замыкании. Для этих случаев существуют автоматические выключатели. Другое дело, если фазный провод будет закорочен на заземление. Для УЗО в этом случае нет разницы, утечка ли это или КЗ на землю. Оно сработает.
Для проверки работоспособности в конструкции предусмотрена цепь, которая имитирует утечку. Цепь подключается нажатием кнопки «Тест», в результате чего устройство должно сработать. В действующих сетях такую проверку рекомендуется производить не реже, чем один раз в месяц.
Подключение УЗО
Для защиты от удара электрическим током рекомендуется устанавливать УЗО сразу после счетчика, между ним и автоматическим выключателем данного участка цепи. В идеальном случае УЗО должен устанавливаться на все цепи квартирной проводки, но обычно его устанавливают только там, где без него не обойтись: в цепях кухонь, ванных комнат, то есть там, где высока вероятность появления утечек и неблагоприятные условия в отношении электробезопасности.
Довольно часто можно встретить распределительные щиты, в которых установлено одно УЗО сразу на несколько цепей. Для этого после защитного устройства устанавливаются несколько автоматов, контролирующих соответствующие цепи.
Подключение устройств защиты не отличается сложностью. Главное – четко следовать за соответствием наименований подключаемых клемм и подводимых проводов. На клеммах устройства имеются надписи:
- L – клемма подключения фазного провода;
- N – клемма подключения нейтрали.
Если перепутать клеммы, то страшного ничего не произойдет, просто возможны ложные срабатывания устройства.
Часто задают вопрос, как правильно подключить УЗО, до автоматов или после них? Можно встретить утверждение, что автоматы необходимы не только для аварийного размыкания цепи, но и для защиты самого УЗО. На самом деле нет никакой разницы, какой будет схема включения, поскольку автоматы рассчитаны на ток, меньший, чем способны выдерживать УЗО, и сработают они раньше, чем защита выйдет из строя. Другое дело в удобстве монтажа. Рассмотрим несколько вариантов:
- УЗО и автомат защищают одну цепь, и автомат установлен первым. Тогда провода к электросчетчикам подключаются таким образом: нулевой – подключается сразу к УЗО, а фазный – сначала заводится на автомат. В результате оба провода, идущие к потребителям, подключаются к выходным клеммам УЗО;
- То же самое, но автомат установлен последним. Оба провода от счетчика идут к УЗО, а затем фазный – подключается к автомату. Получается, что к потребителю фазный и нулевой проводники будут идти от разных устройств, а это усложняет понимание устройства электрощитка и не исключает путаницы;
- Одно УЗО защищает несколько цепей. Здесь единственный верный вариант, когда автоматы установлены после защиты, поскольку только таким образом можно произвести разделение цепей.
Схема включения
Отличия УЗО и дифференциального автомата
Для защиты потребителей в распределительных щитках могут устанавливаться комбинированные устройства, которые совмещают одновременно несколько функций: защиту от короткого замыкания, подобно автоматическому выключателю, и защиту от токов утечки, использующую одинаковый с УЗО принцип работы. Конструктивно это представляет собой два устройства, помещенные в один корпус.
Для неискушенного потребителя внешний вид УЗО и дифавтомата совершенно одинаков. Различить их можно только по маркировке. Для отечественных устройств маркировка УЗО начинается с символов ВД – «выключатель дифференциальный», а дифавтомата с символов АВДТ – «автоматический выключатель дифференциального тока». В импортных изделиях принцип маркировки иной. В любом случае на обоих типах устройств имеется обозначение максимального тока, только на дифавтоматах оно начинается с буквенных символов B, C или D, которые определяют характеристику автоматического выключателя:
- 16А – устройство защитного отключения с номинальным током 16 А;
- С16А – дифференциальный автомат с током срабатывания 16 А.
Дифавтомат
Более детально все различия можно увидеть на видео, которых много в свободном доступе.
Основное преимущество дифавтоматов – снижение количества точек коммутации, что особенно актуально в сложных электрических щитах с множеством цепей. Пока это единственное достоинство. Недостатков несколько:
- Стоимость дифавтомата выше, чем сумма затрат на УЗО и автоматический выключатель;
- Замена также выходит дороже, так как в случае раздельной установки защитных устройств замену будет требовать только одно из них;
- При срабатывании дифавтомата невозможно определить причину неисправности: короткое замыкание или утечка.
Как выбрать УЗО по параметрам
Основными параметрами устройств защитного отключения являются величина тока срабатывания и номинальный ток. Первая величина определяет значение тока утечки, при котором устройство гарантированно срабатывает, а вторая – характеризует максимальный ток нагрузки, который не приводит к повреждению устройства.
УЗО выпускаются с током срабатывания от 6 до 500 мА. На маркировке обычно указывается значение в амперах из стандартного ряда значений:
- 0.006А;
- 0.01А;
- 0.03А;
- 0.1А;
- 0.3А;
- 0.5А.
Естественное желание каждого – максимально обезопасить себя и близких, установив защиту с минимальным значением тока срабатывания. Но при этом необходимо учитывать состояние электропроводки, поскольку малейшее нарушение характеристик изоляции может вызвать ложные отключения устройством защищаемых цепей.
На практике установлено, что нормальную защиту обеспечивают устройства с током срабатывания 30мА или 0.03А. Значение номинального тока также выбирается из стандартного ряда значений от 6 до 125А.
Обратите внимание! Номинальный ток УЗО должен быть больше, чем ток срабатывания автоматического выключателя.
Электричество не допускает ошибок, поэтому все работы с электрическими сетями, начиная от проектирования и заканчивая монтажом, следует производить только при наличии опыта и навыков, в противном случае безопаснее доверить работу профессионалам, не подвергая себя ненужному риску.
Видео
amperof.ru
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 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.
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!
rozetkaonline.ru
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 корпус2 — замки под DIN-рейку3 — трансформатор тока4 — электромагнитное реле5 — расцепитель тока6 — дугогасительные камеры7 — 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:
zametkielectrika.ru
маркировка, принцип работы, отличия от автомата + инструкция подключения и проверки в домашних условиях
При проведении электромонтажных работ, когда специалисты ведут новую проводку, устанавливаются специальные контрольно-защитные приборы – УЗО. В домах старой постройки такие приспособления не предусмотрены. Поэтому у владельцев квартир обоснованно возникает вопрос, что это за агрегат и для чего он применяется.
Краткое содержимое статьи:
Назначение и специфика применения
В процессе эксплуатации бытовых приборов, а также электромеханизмов различного типа со временем происходит износ, вследствие чего изоляция проводов уже не выполняет своей роли. И ток будет перемещаться не по установленному контуру, а на землю, когда будет обеспечен факт соединения с ней.
Проводником, как правило, выступает сам человек, прикоснувшись, например, к корпусу стиральной машины или бойлера. Действующий на корпус ток делает его аналогом оголенного провода.
Конечно, эффективным методом устранения предпосылок такой ситуации является создание заземляющего контура, т.е. искусственно сформированный проводниковый контакт с землей корпусов, которые проводят ток, или отдельных узлов электроагрегатов. Но такая система создана не во всех домах. Поэтому на помощь могут прийти устройства защитного отключения.
Принцип действия УЗО основан на его способности четко воспринимать самые маленькие изменения в электросети, несоответствие входного и выходящего тока, а также обеспечивать отключение сети при аварийных ситуациях.
Здесь надо помнить, что ток, который перемещается по фазному проводу (или во всех фазах трехфазной цепи), должен быть равен току в проводе нейтрального типа.
При работе контура возможна ситуация, когда человек касается неизолированной проводке или корпуса бытового прибора, который оказался под напряжением. Тогда создается новая цепь с утечкой тока. В исходной цепи входящий ток не будет равен выходящему. Это отклонение будет зафиксировано УЗО с последующей командой на разрыв цепи.
Когда сработает УЗО
Чтобы понять, как работает УЗО, следует определить основные его компоненты. Укрупнено это будет выглядеть так:
- Трансформатор дифференциального тока с тремя обмотками. Для первых двух обмоток имеет место замыкание на нуле и фазе, а вот третья присоединяется к механизму запуска – реле или электронному компоненту.
- Пусковой механизм, который представлен узлом силового запуска, а также контактными элементами.
- Тестовый выключатель – позволяет проверить работоспособность устройства путем пробного отключения всей сети.
Благодаря действию схемы устройства защитного отключения обеспечивается защита в таких случаях:
- при замыкании провода фазного типа на корпус приборов бытовой техники;
- когда был произведен неправильный монтаж проводки, например, забыв установить монтажную коробку;
- при нарушениях в устройстве и подключении щитка;
- вследствие утечки тока по другим бытовым причинам – заземление у соседей на водопроводные трубы, подключение стиральной машины при помощи шланга с металлическим покрытием и т.д.
Возможности выбора
Первыми бытовыми моделями считаются емкостные УЗО. Их принцип действия аналогичен работе емкостного реле, которое реагирует на ток смещения реактивного типа. У них чувствительность чрезвычайно высока — доли мкА, срабатывают они почти мгновенно и не реагируют на факторы заземления. Но при этом они очень сильно реагируют на помехи и не могут дифференцировать причины аварийной ситуации.
Рассматривая типы УЗО, нельзя не отметить и модификации, ставшие прототипом наиболее распространенные сейчас моделей. Это дифференциальные УЗО-Д, которые работают на основе оценки разбаланса полных токов, возникающего в силовом кабеле.
Дифференциальные электромеханические модели популярны сейчас при проведении электромонтажных работ разного уровня сложности. Когда возникает утечка, то один и токов возрастает, вследствие чего возникает магнитный поток. Он рождается на феррите, что приводит к наведению ЭДС во второй обмотке. Электромагнитом оттягивается защелка, размыкающая контакты.
Известны также УЗО-ДЕ, относящиеся к электронным модификациям. Они имеют датчик и встраиваются непосредственно в эксплуатируемую установку. Такие изделия отличаются большой чувствительностью и возможностью размыкать цепь в ответ на токи смещения.
И, конечно же, они обладают высокой скоростью реакции. Но при этом их стоимость на порядок выше аналогов, а электроника может выходить из строя.
Если вы хотите узнать, как выбрать УЗО, то целесообразно решить несколько вопросов:
- ставить комплект УЗО и автомат или отдельно дифавтомат;
- оценить расчетным путем требуемый ток отсекания в момент перегрузки;
- рассчитать рабочий ток устройства;
- задать нужный ток утечки.
Особенности подключения
Надо помнить, что стандартное УЗО работает на защиту человека, не реагируя на замыкание или излишнюю нагрузку. А вот дифавтомат рассчитан на любые нарушения в работе цепи. УЗО можно ставить параллельно обычным автоматам, задавая им работу в паре, или же остановить выбор на дифавтомате.
Первый вариант подойдет для ситуации, когда проводка уже действующая и в цепи есть установленные ранее автоматы. Второй подход целесообразно применять при новом обустройстве проводки и щитка.
Чтобы понять, как правильно подключить УЗО, необходимо рассмотреть несколько вариантов:
- Базовым подходом будет подключение после счетчика учета, который в свою очередь идет за центральным автоматом.
- Предпочтительная последовательность такова: За центральным автоматом идет счетчик, после которого монтируется селективный УЗО. Затем врезается групповой автомат, а за ним уже идут групповые защитные устройства.
Итак, устройство врезается как можно ближе к счетчику, как это видно по фото УЗО в щитке. А вот ставить общее устройство для зашиты на старую разводку TN-C не допустимо. Но если возникает необходимость установить прибор для безопасности? Тогда надо ставить его уже после автоматов, идущих на приборы.
Также следует учесть и некоторые правила монтажа:
- исключить возможность объединения после УЗО провода «ноль» с заземлительной клеммой;
- не допускать неполного фазного подключения;
- не подключать провод нагрузочного типа до защитного устройства к рабочему проводнику;
- не крепить ноль с защитным проводом при установке розеток;
- исключить непреднамеренную ошибку при выборе полярности в момент подключения УЗО;
- не соединять нейтраль и фазу, прошедшие через защитный прибор, с иными нулевыми и фазными проводниками.
Сложнее обстоят дела в квартирах с отсутствующим заземлением. В таком случае действует иная инструкция для подключения:
- Во-первых, ставить общее устройство нельзя.
- Во-вторых, для каждых потребителей нужно предусмотреть защиту отдельными УЗО.
- В-третьих, проводники защитного типа от розеток должны максимально быстро заводиться на защитную клемму.
- В-четвертых, при каскадном подключении верхние защитные приборы должны быть менее чувствительны по сравнению с идущими за ними устройствами.
Устройства защитного отключения позволяют существенно обезопасить человека, исключив получение электротравм вследствие токовых утечек. Устанавливать это прибор собственноручно не рекомендуется. Для качественной и безопасной работы электросети целесообразно привлечь к работе специалистов.
Фото УЗО
electrikmaster.ru
