Тематические статьи

Устройства защитного отключения УЗО. Классификация УЗО,
технические характеристики и рекомендации по их применению.


Принцип работы УЗО:

Устройства защитного отключения - это устройства реагирующие на дифференциальные токи, т.е токи, которые возникают в момент возникновения утечки
Сам принцип работы УЗО можно объяснить на примере двухполюсного автоматического выключателя.

Допустим есть 2 провода. По одному из них идет ток фазы (Iф), по другому ток нуля (I0). В нормальном режиме, когда никаких утечек нету, токи I0 и Iф равны между собой. Важно понимать, что УЗО, это такой прибор, который постоянно сравнивает эти токи. Равны они между собой, или нет!? Если происходит утечка тока, например через стену, через изоляцию, на землю и.т.д, ток проходящий впоследствии превышает уставку срабатывания УЗО (Iф становится больше Io). В этом случае УЗО мгновенно отключится. Кстати именно поэтому применение УЗО со старыми электропроводками не очень эффективно.

Обзор способов защиты:

Рассмотрим систему TN-C-S:

Зная характеристи наших линий, не всегда получается обеспечить отключение, тому виной повышенное сопротивление петли фазы 0. Сопротивление такое, что выключатель просто не может вовремя отключить все за время t. Это будет означать, что у него не срабатывает отсечка, а через какое то время сработает тепловая защита.Этого времени будет достаточно, чтобы приборы вышли из строя.

Согласно требованиям ПУЭ (Раздел.7.1.72) в таких случаях прямо говориться, что:

Если устройство защиты от сверхтока (автоматический выключатель, предохранитель) не обеспечивает время автоматического отключения 0,4 с при номинальном напряжении 220 В из-за низких значений токов короткого замыкания и установка (квартира) не охвачена системой уравнивания потенциалов, установка УЗО является обязательной.

Но в то же время ПУЭ запрещает в системах TN-C использование УЗО:

(Раздел 7.1.74) - В зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединений с заземленными элементами и нулевым защитным проводником.

(Раздел 7.1.80) - Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C). В случае необходимости применения УЗО для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы TN-C, защитный РЕ-проводник электроприемника должен быть подключен к PEN-проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата.

Однако в системе TN-C-S применение УЗО разрешается!

Смысл в том, что PEN проводник или PE не должен рваться коммутационным аппаратом.

Классификация УЗО:

Мы знаем, что УЗО бывают двухполюсные и четырехполюсные, т.е для однофазных и трехфазных сетей.
Соответственно УЗО, которые предназначены для защиты однофазной нагрузки, применяются для защиты соответствующих однофазных потребителей.
УЗО, которые трехфазные, предназначены уже либо для защиты трехфазных двигателей, либо трехфазных устройств, либо группы из рассредоточеных по фазам нескольких разеток, если это возможно.

Также УЗО классифицируют по номинальному току, или другими словами по току нагрузки.

У УЗО есть контакты и у УЗО есть силовая часть. Силовая часть рассчитана на определенный ток.
Выпускать УЗО на большую контактную систему, которая проводит огромные токи нерентабельно.
Такие УЗО покупать не будут, потому как, если нужно защитить свою квартиру достаточно будет и 32А.
Именно поэтому УЗО и делят по номинальному току.

Важно добавить, что УЗО следует защитить еще автоматическим выключателем. Причем номинальный ток автоматического выключателя
должен быть на ступень меньше, чем номинальный ток УЗО.
Это объясняется тем,что автоматический выключатель начинает срабатывать не при своем определенном номинале, а при той величине, которая указана в его время-токовых характеристиках и эта величина далеко не та которая указана на корпусе.
Далее для определенного значения тока срабатывание идет с большой выдержкой по времени. За это время контакты УЗО могут слегка подвергнуться износу. Поэтому производители уверены, что вы сознательно не будете применять УЗО на тот же номинальный ток, что и автоматический выключатель.

(Раздел 1.7 ПУЭ) - Не допускается использовать УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту.

Дифференциальный ток:

Дифференциальный ток- это самый важный параметр УЗО, которого не у какого другого выключателя больше нет.
Т.е это такой ток при котором гарантированно произойдет отключение.

Различают УЗО по номиналу : 10мА,30мА, 100мА,300мА,500мА и.т.д.
  • УЗО в 10мА применяются в случае особо опасных ситуациях. Для бытовых помещений оно бесполезно.
    Годиться для одиночного потребителя с номинальным током 16А.
    Даже,если у вас новая электропроводка, от 30мА разницы не будет.
  • УЗО в 30мА самое рекомендованное к установке согласно ПУЭ для защиты розеток,проводки, групповых сетей и т.д.
    Это номинальный ток, который приводит к неотпусканию рук от провода.
  • УЗО номиналами от 100мА и выше предназначены для защиты от пожара. Это так называемые противопожарные УЗО.
    Следовательно, если где то происходит повреждение изоляции, которое может привести к пожару и при этом идет утечка на конструкцию здания и.т.д,
    то это УЗО призвано сработать.
  • Электронные и механические УЗО:


    Устройство электромеханического УЗО:


    В электромеханическом УЗО имеется трансформатор (1), через который проходят все провода, которые входят в это УЗО. Если это двухполюсное УЗО, то это фаза и 0. Если это трехполюсное УЗО то это 3 фазы и 0.

    Задача этого трансформатора как и у трансформатора тока нулевой последовательности - сложить все токи и на выходе дать величину, достаточную, чтобы сработало выходное реле(2),которое ударит по защелке (стрелка вправо), освободит механику (стрелка вверх) и контакты (5) по действием пружин разомкнуться (стрелка влево).

    Из-за того, что трансформатор большой,механические УЗО тоже большие и занимают много места.

    На схеме можно заметить тестовый резистор (4). На корпусе устройства он изображен кнопкой с буквой "Т". Предназначен он в первую очередь для проверки работоспособности УЗО. При нажатии на кнопку он создает обходную цепочку через которую в контур дифференциального трансформатора УЗО вводится определенное значение тока утечки. Если УЗО исправно, оно сработает. Соответственно проверить работу УЗО нажатием кнопки ТЕСТ держа его в руках, не подключенному к сети невозможно!

    Устройство электронного УЗО и его недостатки:


    В электронном УЗО трансформатор достаточно маленький (1). Выдает он на выходе не очень мощную величину. В его задачу это не входит. Главная его задача сделать эту величину, достаточной для срабатывания катушки и обеспечить работу небольшой электронной схемы (2). Схема как раз питается от напряжения, которое вот на это УЗО и приходит.

    Особенно интересна ситуация на трехполюсных УЗО с одной из фаз. В них операционный усилитель (2) питается от одной фазы. Если возникнет ситуация в которой эта фаза пропадет, мы потеряем УЗО, а две оставшиеся фазы так и будут работать, что приведет к аварийной ситуации. Это один из недостатков электронных УЗО!

    К тому же еще никто не дает гарантию, что УЗО не выйдет из строя по причине того, что не выйдет из строя схема его питания (операционный усилитель). К вышесказанному можно добавить, что если есть "лишний" элемент, особенно полупроводниковый, между устройством реагирования и устройством отключения, это однозначно приводит к снижению надежности. Именно поэтому в большинстве случаев возникают аварийные ситуации в помещениях, которые часто приводят к возникновению пожара.

    Реакция УЗО на разновидность дифференциального тока. Деление по группам АС,A и B:


    1) УЗО типа AC:

    Это самые недорогие и самые простые УЗО, которые реагируют только на синусоидальную составляющую.



    Если нужно расчитывать,что УЗО будет защищать вашу электропроводку, ваши удлинители и защищать до розетки, то такой тип УЗО можно считать более подходящим, потому как УЗО типа АС реагирует только на переменный ток.







    2) УЗО типа A:

    Главная составляющая такого УЗО - это выпрямленный переменный ток. Дело в том, что нас окружает достаточно много сложных устройств, которые питаются от блока питания. Сам же блок питания, это такое устройство, которое в первую очередь выпрямляет сетевое напряжение. Вот именно на работу таких блоков питания и рассчитано УЗО типа А.



    Предполагается, если замыкание произойдет после выпрямительного моста, то УЗО на него должно отреагировать.







    3) УЗО типа B:

    Такой тип УЗО используется по большей части в промышленности, чем в быту. Связано это с защитой частотных преобразователей, источников бесперебойного питания, импульсных блоков питания, инверторов и.т.д. То есть мощной промышленной техники, которая занимается преобразованием из одного напряжения в другое.





    Подключение УЗО

    Если на УЗО стоит значек N около одного из контактов, это означает, что именно сюда нужно подключить нулевой проводник.
    Если на УЗО нету никаких обозначений,то нулевой проводник можно подключить куда угодно.


    Требования ПУЭ: где обязательна установка УЗО

    В ПУЭ все требования УЗО к дифференциальному току ограничиваются не более 30mА (лимит ограничения для защиты человека не более 30мА).
    Все розетки используемые для питания переностных электрических приборов обязаны быть защищены УЗО.
    Если розетка установлена в ванной комнате, то эта розетка должна быть запитана либо через разделительный трансформатор, либо должна быть защищена УЗО.
    Также УЗО должно быть установлено для защиты потребителей, если в них не выполняется устройство по быстродействию автоматического выключателя.
    Розетки находящиеся вне помещений (на улице), тоже должны быть защищены УЗО.
    Если величина тока короткого замыкания недостаточна для срабатывания защиты от сверхтока на вводе в квартиру, в частный дом,
    коттедж или другое гражданское здание, то там должно быть установлено противопожарное УЗО с током не более 300мА.