Как правильно подключать устройства защитного отключения

При подключении устройств защиты от токов утечки необходимо соблюдать несколько базовых правил.

Первое и самое важное. УЗО и дифавтоматы должны эксплуатироваться в сетях с глухозаземленной нейтралью с отдельным заземляющим проводом (трехпроводная или пяти проводная система)

При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены. Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт».

Второе. Необходимо следить за правильностью подключения проводов. Ноль должен подключаться к клеммам, помеченным буквой «N», а фазы к фазным клеммам. Это правило, на первый взгляд неочевидное, связано с подключением тестовой кнопки и электронной схемы защиты.

Третье. Нельзя соединять между собой одноименные проводники защищаемые разными УЗО. Такую ошибку часто совершают неопытные электрики, используя общий ноль для нескольких блоков розеток. Такое соединение при подключении нагрузки моментально приводит к срабатыванию защиты.

Расшифровка маркировки

Маркировка наносится на корпус УЗО, что делает выбор нужной модели более удобным и легким. В первую очередь, указывается производитель, но там есть и другая важная информация:

• «УЗО» или «ВД» — означает, что это устройство защитного отключения;
• 16А – максимальный ток, на который рассчитаны контакты изделия и другие внутренние элементы;
• In 30mA – ток утечки, при котором сработает УЗО;
• 230В и 50Гц – напряжение и частота, при которых работает агрегат;
• S — УЗО селективное;
• знак «~» — это означает, что устройство срабатывает на утечки переменного тока.

Кроме того, имеются надписи около каждого контакта для правильного подключения УЗО:

• N (сверху) – на этот контакт заводится приходящий нулевой проводник;
• 1(сверху) – сюда подсоединяется приходящий фазный проводник;
• 2 (снизу) – в это место подсоединяется фазный проводник, отходящий на нагрузку;
• N (снизу) или отсутствие буквы – подключается нулевой проводник, отходящий на нагрузку.

Чтобы выбрать УЗО, которое идеально подойдет именно для вашей электросети, необходимо детально разобраться в маркировке, пусть эта задача весьма кропотлива и утомительна.

Классификация УЗО по токам утечки

На практике УЗО с током утечки 10 мА применяются редко, только для одного единственного потребителя на линии и небольшой длине соединительного кабеля. Дело в том, что любая кабельная линия с подключенным потребителем всегда имеет ток утечки, отличный от нуля. Чем длиннее кабель и старее его изоляция, тем ток этот больше. В старом фонде применение УЗО порой невозможно без замены электропроводки.

УЗО на ток 100 мА и выше устанавливают на вводе распределительных щитков. Их еще называют противопожарными, поскольку их основное назначение – срабатывать при ухудшении изоляции кабелей и либо предотвратить пожар, либо быть первым эшелоном защиты при возгорании, угрожающим разрушить электропроводку.

Противопожарные УЗО располагают иерархически. Если в щитке в квартире установлено УЗО на 100 мА, то в распредустройстве, от которого он питается, устанавливается прибор на 300 мА, а еще ближе к источнику питания – 500 мА.

Критерии выбора УЗО

При выборе УЗО внимание уделяется нескольким основным параметрам:

• тип расцепления. УЗО, которые устанавливаются в квартирах, обладают 2 типами расцепления – А и АС. Приборы с типом А ориентированы на переменный синусоидальный и постоянный пульсирующий ток, возникающий постепенно или увеличивающийся. Приборы АС создаются для переменного синусоидального тока утечки, появляющегося внезапно;
• число полюсов. Число полюсов в УЗО определяется напряжением в конкретной сети. Чем выше напряжение, тем больше полюсов должен поддерживать выключатель. Для сетей 220В используются двухполюсные модели, для сетей 330В четырех-полюсные;
• ток защиты. Под этим критерием понимается сила тока, пропускаемая УЗО при продолжительном функционировании. Этот показатель равняется или находится на уровень выше по сравнению с УЗО, который предохраняет ту же часть цепи;
• отключающий ток. Параметр указывает на ток утечки, которого достаточно для срабатывания выключателя. У данного критерия есть универсальное значение – 30 миллиампер. Оно предотвращает угрозу пожара и применяется на линиях с повышенной нагрузкой;
• время отключения. Критерий определяет период, который разделяет момент возникновения утечки и момент срабатывания УЗО. Согласно нормам, допустимый период реагирования составляет 0,3 сек. У лучших выключателей скорость отключения увеличена до 0,02 сек.;
• температурный режим. Стандартные УЗО ориентированы на работу при температуре от -3 до +35 градусов. Производители выпускают специальные морозоустойчивые модели, которые эксплуатируются при условиях до -20 градусов.

Видео — На что обратить внимание при покупке УЗО

При покупке УЗО учитывается тип помещения, в которую устанавливается прибор. Для комнат с большим количеством влаги требуются высокочувствительные устройства, которые реагируют на 10 миллиампер. Для остальных комнат подходят приборы на 30 миллиампер. Цена на устройства дифференциально отключения зависит от тока утечки и количества полюсов.

Преимущества и недостатки приборов

Сравнение достоинств и недостатков защитных устройств обоих типов удобно выполнить в табличной форме.

В качестве итога следует отметить, что наиболее подходящим вариантом для монтажа в квартирный электросчетчик является все же электромеханический дифавтомат либо УЗО. Именно такой тип устройства широко представлен на современном отечественном рынке.

Классификация приборов УЗО

Рассмотрим важные характеристики этих устройств. Устройства защитного отключения классифицируются на такие типы по принципу работы:

1. Тип АС – используется для защиты бытовых электрических приборов от тока, нарастающего медленно или возникающего скачками. Такой тип УЗО срабатывает при переменном токе.
2. Тип A, реагирует на пульсирующий постоянный ток, который может нарастать скачкообразно. Автоматы этого типа чаще всего устанавливают в квартирах и домах для отдельной защиты бытовой техники, такой как посудомоечные и стиральные машины, телевизоры. УЗО типа А более дорогие из-за своей сложности.
3. Тип В – используется на производственных предприятиях, для установки в квартирах не используются.
4. Тип S и G – эти УЗО являются селективными, то есть срабатывают через несколько секунд утечки. Смысл устанавливать эти приборы имеет тогда, если в линии установлено несколько приборов.

Также УЗО подразделяется на группы по количеству полюсов:

• двухполюсные;
• четырёхполюсные.

Двухполюсные УЗО предназначаются для работы в однофазных электросетях. Они занимают в стандартных электрощитах два места согласно стандарту DIN (0,35 см). Четырёхполюсные УЗО работают в трёхфазных сетях и занимают 4 места по стандарту DIN (0,7 см).

Двухполюсное и четырёхполюсное УЗО

По типу конструкции УЗО разделяют на:

1. Электромеханические.

Электромеханические приборы срабатывают сразу при утечке тока, независимо от напряжения сети. Для работы этого устройства не требуется внешний источник питания. У них нет электронных компонентов, которые могут повредиться в результате скачков напряжения в сети.

Электронные.

Электронные УЗО имеют более тонкую механику, чем электромеханические. Механизм измерения токов работает независимо от потери напряжения в сети, так как трансформатор реагирует только на перепад разности токов. Можно сказать, что для работы УЗО этого типа необходимо напряжение в сети и утечка тока, в отличие от электромеханического типа прибора.

Как отличить электронное УЗО от электромеханического

Различие в конструкции этих устройств не влияет на рабочие характеристики. Эти выключатели дифференциальной защиты достаточно успешно справляются со своими функциями и имеют высокие параметры. Рассмотрим конструкцию электронного и электромеханического устройства.

Электромеханический вариант защиты имеет дифференциальный трансформатор тороидального исполнения, поляризованное реле и спусковой механизм. Дифференциальный трансформатор улавливает разность токов фазового и нейтрального проводов, усиливает ее вторичной повышающей обмоткой трансформатора, и усиленный дифференциальный сигнал подается на поляризованное реле.

Оно срабатывает и включает спусковой механизм защиты. Электронная защита также имеет дифференциальный трансформатор, поляризованное реле, но размер трансформатора меньше, так как сигнал усиливается электронной платой, которая питается напряжением сети, и подает сигнал на поляризованное реле, которое также связанно с спусковым механизмом. Работает электронная защита только когда присутствует напряжение сети. Но сеть у нас еще не достигла хорошего качества.

В конструкции электронного УЗО присутствует электронный усилитель А, работающий от напряжения сети (справа)

Не редки отключения сети, понижения или повышения напряжения, импульсные помехи, резкие скачки напряжения. Электронная начинка защиты может не выдержать такие испытания и отказать. Еще один вариант, когда электронная защита не может выполнять свои функции — это отгорание или обрыв нейтрального провода (актуально  для старой электропроводки).

Нейтральный провод может отгореть в вашем электрощите в подъезде, а так как электронное устройство защиты работает от сетевого напряжения, то защита будет отключена. Вы будете лишены защиты от утечки тока оставшегося фазного напряжения. Поэтому для электронного варианта выключателя нужно часто проверять его работу нажатием кнопки «ТЕСТ». Механический вариант защиты не боится отсутствия напряжения и обрыва нуля. Поэтому их надежность будет выше электронных выключателей.

Отличие электронного УЗО от электромеханического УДТ

Электронные и электромеханические устройства защиты отличаются только типом порогового устройства. Как уже отмечалось выше, в электронных аппаратах защиты в качестве порогового устройства используется электронный усилитель, который вырабатывает сигнал отключения. Этот сигнал подается на обычное реле, которое воздействует на механический расцепитель. Электронные компоненты, в отличие от электромеханических реле, обходятся дешевле и имеют меньший технологический разброс. Поэтому электронное УЗО, как правило, стоит меньше электромеханического аппарата защиты.

Люди, не сталкивавшиеся ранее с устройствами защитного отключения, часто задают вопрос: как отличить электромеханическое УЗО от электронного? Отличить устройства можно по маркировке, нанесенной на лицевую часть корпуса аппарата. У всех УЗО на корпусе можно увидеть символическое изображение дифференциального трансформатора. Он изображается в виде эллипса, охватывающего силовые проводники. От трансформатора прочерчивается символическая линия связи, идущая к устройству сравнения. Устройство сравнения изображается в виде прямоугольника или треугольника. Если нарисован треугольник, то это электронное УЗО. Если прямоугольник — это электромеханическое устройство.

Вечный спор об УЗО

На форумах электриков не затихают споры на тему: какое устройство защиты лучше использовать, УЗО электронное или электромеханическое?

В принципе функциональных различий между аппаратами с разными пороговыми устройствами нет. Оба типа устройств дифференциального тока с успехом выполняют свои функции. Но дотошные исследователи подметили одну особенность, которой обладает электронное УЗО. Для работы операционного усилителя нужно питание. Оно берется с входных клемм аппарата защиты. Поэтому, в случае обрыва нуля или фазы питающей электронную схему, устройство теряет работоспособность. Электромеханическое УЗО лишено этого недостатка, так как исполнительный орган питается от вторичной обмотки трансформатора. Поэтому при обрыве нулевого провода «электромеханика» все равно сработает в случае возникновения утечки фазы.

Тест электромагнитного устройства

Если у вас затруднения в выборе защиты по схеме на корпусе, тогда можно определить тип устройства обычной пальчиковой или любой другой батарейкой. Для этого подключаем провод к верхней фазной клемме, а другой провод к фазовой нижней клемме устройство и включаем его. Подсоединяем концы проводов к батарейке.

Если защита не сработала, меняем полярность батарейки. Устройство сработало, значит это выключатель электромеханического типа, электронное устройство не сработает, так как нет напряжения сети. Для проверки можно подключать батарейку и к нулевым клеммам защиты.  Другой вариант тестирования проводят с помощью постоянного магнита.

Способ проверки типа УЗО пальчиковой батарейкой

Магнитом водят по корпусу дифференциального выключателя (защита должна быть включена), пока не сработает защита. Конструкция дифференциального выключателя у разных производителей разная, поэтому магнитом придется поискать расположение дифференциального трансформатора. Защита сработала, значит, это электромеханическое устройство, электронная защита не сработает, так как напряжения сети не подано.

Устройство электромеханического УДТ

Электромеханические УЗО состоят из следующих основных деталей:

• корпуса;
• контактной системы состоящей из клемм, к которым подключаются питающие провода, подвижных и неподвижных контактов, которыми осуществляется коммутация;
• измерительного трансформатора и выпрямителя;
• поляризованного реле;
• системы механического отключения (расцепителя);
• системы гашения электрической дуги;
• тестовой кнопки и резистора.

Поляризованное реле

Исполнительным органом в электромеханических устройствах дифференциального тока является поляризованное реле. Поляризованное реле относится к классу бистабильных реле постоянного тока. Оно может находиться как в отключенном, так и во включенном состоянии в отсутствие напряжения на его обмотке. В УЗО на обмотку поляризованного реле поступает выпрямленное напряжение от измерительного трансформатора. При достижении порогового значения происходит переключение реле, которое механически связано с расцепителем. В результате происходит отключение УДТ.

Кнопка «ТЕСТ»

В отличие от автоматических выключателей и других аппаратов защиты, в УЗО имеется возможность выполнения проверки работоспособности устройства. Проверка выполняется нажатием кнопки «Тест». Эта кнопка вместе со специально подобранным резистором образует цепочку, которая имитирует возникновение тока утечки. Концы цепочки соединяются с нулевым и фазным проводом. Проводники цепочки не проходят через кольцевой сердечник дифференциального трансформатора. Поэтому при проведении теста нарушается баланс магнитных потоков в измерительной системе. Номинал резистора выбирают таким образом, чтобы ток искусственной утечки был равен номинальному току срабатывания дифференциальной защиты.

Что надо учитывать при выборе УЗО

Для того, чтобы выбрать эффективное и безопасное устройство, необходимо знание некоторых факторов:

• Понимание назначения и принципа действия, выбранного вами аппарата;
• Точно знать его параметры и характеристики;
• Изучение нормативных документов, прилагаемых к устройству.

Немаловажную роль при выборе автомата имеет возраст вашей проводки, состояние и качество соединений. Новая квартира у вас или старая, есть ли поблизости трансформаторная подстанция, температурный режим помещения, где установлен электрощит – это факторы, которые влияют на выбор устройства, которое защитит вас в любых неблагоприятных ситуациях.

Типовая схема электросети дома должна выглядеть следующим образом:

• Вводной электрический щит;
• Электрощит на нижнем этаже;
• Электрощит на втором этаже;
• Каждый этаж дома имеет электрощит, оборудованный группой автоматов, причем индивидуально для каждой квартиры.

Различают типы УЗО, каждый из которых выполняет определенные задачи. Рассмотрим, по каким показателям происходит классификация УЗО.

Градация:

• тип утечки тока;
• время срабатывания;
• принцип отключения;
• количество полюсов.

Перед совершением покупки следует точно определиться, для чего вам необходим автомат и какую нагрузку он должен выдержать.

Тип дифференциального тока УЗО

При утечке в электропроводке или обогревателе ток ее будет переменным, как и в питающей сети. Но утечки, возникающие внутри электроприборов, не всегда будут иметь только переменную составляющую. Если в них есть полупроводниковые устройства, УЗО для переменного тока может не среагировать.

Что такое УЗО и дифференциальный автомат

Чтобы раз и навсегда разобраться с аппаратами защиты, следует перечислить все возможные нештатные ситуации, которые могут иметь место при эксплуатации электросети. Если не учитывать сравнительно безобидные неприятности вроде скачков напряжения, то данный перечень окажется не столь уж большим:

1. Перегрузка.

2. Короткое замыкание (КЗ): оба эти явления сопровождаются протеканием тока с большей силой, чем может выдержать проводка (во втором случае ток называют сверхвысоким). Из-за чрезмерного нагрева провода перегорают. Для защиты от подобных неприятностей раньше применялись предохранители — легкоплавкие перемычки, которые в случае превышения силы тока перегорали первыми, отключая таким образом защищаемую цепь. Сегодня же вместо них применяют выключатели автоматические (ВА), у которых имеются электромагнитный и тепловой расцепители. При протекании тока сверх номинального этот механизм разъединяет цепь, но после устранения неисправности его можно будет снова перевести в положение «включено».

3. Человека или животное ударило током прямым образом (прикосновение непосредственно к токоведущим частям) или косвенным (прикосновение к корпусу, который из-за пробоя изоляции оказался под напряжением).
4. Электрический контакт между проводником и каким-либо заземлённым токопроводящим (металлическим) элементом, возникший из-за нарушения изоляции. В этом случае под «заземлённым элементом» подразумевается не только корпус оборудования, подключённый к контуру заземления, но и, например, металлический короб или строительная конструкция. По месту электроконтакта протекает ток, вследствие чего здесь выделяется тепло. Это может привести к возгоранию.

Устройство защитного отключения измеряет токи в начале и конце определённого участка электрической схемы и при обнаружении разницы между ними размыкает цепь

Вот и всё — на все случаи жизни в быту применяют только два аппарата защиты — автоматический выключатель и УЗО. Как видно, у каждого из приборов имеется свой круг задач, так что их ни в коем случае нельзя считать взаимозаменяемыми. То есть в щитке обязательно должны устанавливаться хотя бы в одном экземпляре и ВА, и УЗО. А тогда почему бы не совместить оба эти прибора в одном корпусе? Так и сделали, в результате чего на свет появился третий и последний персонаж нашей истории — дифференциальный автомат.

Электромеханическое УЗО

Дифференциальный трансформатор – главная деталь любого УЗО. Напряжение на его выходе появляется, когда в контролируемой сети возникает ток утечки. В зависимости от пути его воздействия отключение, УЗО разделяют на две категории.

Электромеханические – это те УЗО, у которых напряжение от трансформатора непосредственно идет на катушку реле отключения. Оно выбивает защелку механической части, и под действием пружины контактная система размыкается.

Дифференциальные трансформаторы у этих УЗО крупногабаритные, что сказывается и на размерах устройства. Но их работоспособность не зависит от наличия и величины напряжения на входе УЗО, что позволяет им сохранять работоспособность даже при обрыве нулевого провода.

Дифференциальный трансформатор полупроводниковых УЗО меньших размеров. От него требуется меньшая мощность выходного сигнала. Напряжение с трансформатора поступает на электронную схему, усиливающую сигнал и оценивающую его значение. Если сигнал превышает пороговый уровень, на выходное реле выдается команда на отключение.

Без напряжения на входе полупроводниковые УЗО работать не могут. Но зато в них дополнительно реализуется функция отключения при повышении напряжения питания. Это помогает защитить электроприборы от перенапряжений в сети, но такая защита нужна всему электрооборудованию, а не только подключенному через УЗО.

Чтобы выяснить, электромеханическое или полупроводниковое УЗО перед вами, нужно посмотреть на схему, нарисованную на корпусе. Если в ней присутствует значок усилителя сигнала, значит, оно полупроводниковое.

Схема механического УЗОСхема полупроводникового УЗО

Виды устройств

По разновидности тока, протекающего по вашим проводам, разделяют два вида устройства:

• УЗО типа АС — защищает от воздействий переменного тока;
• УЗО типа А – это защита от переменного и импульсного тока;
• УЗО типа B – создано для применения в промышленных установках. Оно срабатывает при утечке переменного, постоянного и пульсирующего тока.

На первый взгляд, кажется, что вопрос решен, во всех домах протекает переменный ток, следовательно, выбираем тип AC. Однако современная бытовая техника, микроволновки, стиральные машины, и большинство энергосберегающих ламп снабжены блоком питания, который пропускает через себя импульсный ток.

Поэтому получить удар током можно не только, пытаясь разобрать неисправный агрегат, находящийся под напряжением. Со временем любая техника изнашивается, что приводит к повреждению вторичной коммутации, из-за чего можно получить удар током, прикоснувшись, к основанию бытовой техники.

УЗО типа AC может сработать на импульсный ток, но с большой задержкой, а это может быть опасным для жизни человека. Европейские страны давно отказались от автоматов типа AC, устанавливают их в основном на приборы без электроники, например теплый пол или водонагреватели.

Часто встречаются неграмотные менеджеры, которые не знают разницы между УЗО тип AC или A. Бывает так, что просто хотят избавиться от залежалого товара. К сожалению, рекомендации электриков тоже не всегда бывают компетентными. Защитные устройства AC немного дороже, но не дороже вашей жизни. Ответ на вопрос, какой выбрать узо тип A или AC, очевиден.

Категории УЗО

УЗО делятся на четыре категории в зависимости от метода управления, назначения, способа монтажа и числа полюсов. Каждое УЗО предусматривает свою сферу применения и ограничения по эксплуатации.

Внешнее отличие электронного и электромеханического УЗО

На корпусе диф выключателя нанесена маркировка и схема включения данного типа устройства. На отображенной схеме электромеханического устройства можно увидеть дифференциальный трансформатор, его вторичная обмотка с подключенным поляризованным реле и пунктиром показывающим связь реле с спусковым механизмом.

Схема электромагнитного УЗО (слева) и электронного (справа)

Также обозначена кнопка «ТЕСТ» с резистором. В электронном виде устройства на корпусе вы найдете различие схемы в дополнительном треугольнике с обозначением А электронного усилителя между трансформатором и поляризованным реле и соединении этого треугольника с проводами питания, фазой и нулем.

Назначение УЗО

Большинство аппаратов токовой защиты (предохранители, автоматические выключатели и другое) защищают электропроводку и подключенные к ней электроприемники от токов перегрузки и короткого замыкания. Устройства защитного отключения выполняют другие функции. В зависимости от тока срабатывания они обеспечивают защиту людей от поражения электрическим током или предотвращают возникновения пожара.

Каждый электрик знает, что переменный ток промышленной частоты, протекающий через тело человека, становится опасным для здоровья, если его величина превышает 0.01 ампера. Токи свыше 0.1 А опасны смертельно. Поэтому пороговый ток срабатывания (уставка) УЗО защищающего человека от удара током обычно выбирается из номиналов 10 мА или 30 мА. Первая уставка используется для сырых помещений, детских комнат и так далее. Уставка 30 мА применяется для обычных условий.

Для предотвращения пожаров устанавливают аппараты, настроенные на дифференциальные токи, превышающие 300 мА.

Это интересно: Перепрограммирование электросчетчика в 2019 году — рассматриваем суть

Критерии выбора УЗО

Выше мы рассмотрели, какие типы и виды УЗО бывают, и убедились в необходимости их использования. На вопрос, какое УЗО выбрать для вашего дома и как подобрать этот действительно нужный прибор, лучше помогут ответить специалисты. При строительстве нового дома либо при капитальном ремонте квартиры нужно разработать проект всего электроснабжения помещения. Во время процесса ремонта возникает много технических нюансов, с ними под силу справиться лишь опытные инженеры-электрики. Именно они помогут вам правильно выбрать подходящее устройство защитного отключения для вашего дома.

Если в вашей квартире не установлено реле напряжения, то вы можете быть подвержены скачкам напряжения сети. В розетке вместо 220 Вольт может резко появиться 300 Вольт. Такие перепады напряжения очень опасны для электронного УЗО. Ведь из-за таких скачков может выйти из рабочего строя его электронная плата. Вы можете и не знать, что внутреннее устройство вышло из строя. Поэтому особо рекомендуется выполнять периодическую проверку работоспособности УЗО. Для этого существует функция «Тест» на корпусе устройства, лучше это делать раз в месяц.

УЗО различных производителей

Также не мешает обратить внимание на выбор производителя УЗО. Рассмотрим лучшие европейские фирмы производители данных приборов:

• ABB;
• Legrand;
• Siemens;
• Schneider electric;
• Moeller;
• AEG.

Но уже существует вполне приличная альтернатива среди отечественных производителей:

• DEKraft;
• КЭАЗ;
• ИЕК;
• Контактор.

Исходя из этого рейтинга, вы можете сами изучить отзывы на различных сайтах, чтобы определиться с производителем автоматического автомата для дома.

Также выбор зависит, куда вы будете устанавливать данное устройство – в частный дом или квартиру. Напряжение, протяжённость и количество подключённой бытовой техники, требует особого внимания при подключении УЗО.