УЗО: что это такое в электрике, принцип работы, назначение, маркировка, характеристики, классификация

Что такое УЗО в электрике

Несмотря на то, что электрические провода сегодня максимально защищены от контакта с людьми и печальных последствий, от протечек никуда не деться. Вот тут УЗО станет незаменимым помощником. Прибор молниеносно реагирует на повышенное значение тока в месте утечки и отключает питание.

УЗО является одним из важнейших «винтиков» в защитной автоматике действующих электрических сетей. Устройство коммутирует электрические цепи и защищает их от токов, протекающих по токопроводящим путям, нежелательных в стандартных условиях. Это повысит шансы на то, что ваш дом или бизнес будут защищены от пожаров и никто не пострадает от электрического разряда.

Отметим, что это устройство имеет функцию включения или выключения электрических цепей. Другими словами, он может изменить их. Соответственно, устройство переключается.

Для чего устанавливают УЗО

Многие потребители слышали о существовании такого чудо-устройства, как УЗО, но не все знают, для чего оно нужно. Разобраться в общих принципах работы устройства можно даже без глубоких познаний в электричестве. До недавнего времени УЗО не использовались в жилых домах. Но сегодня все изменилось, и теперь устройства все чаще встречаются в квартирах, поэтому стоит узнать о них больше.

Как уже было сказано, УЗО устанавливаются для предотвращения утечки тока, что приводит к возгоранию проводов и возгоранию. Кроме того, УЗО защитит вас от поражения электрическим током, что может привести к значительным проблемам со здоровьем или, не дай бог, к смерти при соприкосновении с оголенными проводами и токопроводящими частями электрооборудования.

ПРИМЕЧАНИЕ! УЗО отличается от автоматических устройств, защищающих провода от перегрузки и короткого замыкания, его назначение – значительно повысить безопасность людей.

Принцип действия УЗО

Работа устройства основана на фиксации тока утечки на «землю» и отключении сети в случае такой аварийной ситуации. Прибор обнаруживает наличие утечки только по разнице между токами: теми, что вышли из прибора, и теми, что вернулись.

Если с сетью все в порядке, токи одинаковы по величине, но различаются по направлению. Как только появляется утечка — например, вы коснулись 100% неизолированного провода — часть тока уходит «в землю» по другой цепи (в данном случае через тело человека). В результате ток, вернувшийся на УЗО через нейтраль, будет меньше тока, вышедшего.

То же самое происходит при повреждении изоляции в одном из электроприборов. Тогда дом или другая часть находится под напряжением. Прикоснувшись к ним, человек создает еще один контур «до земли». В этом случае по нему будет двигаться часть тока, то есть равновесие рухнет.

Конечно, при повреждении изоляции ответвление может появиться и без участия человеческого организма. В этой ситуации устройство также отреагирует на 100% и убережет сетевую часть от печальных последствий, таких как перегрев и возгорание.

Читайте также: Почему светится светодиодный прожектор при выключенном выключателе

Когда необходима установка УЗО?

Устройство показано для установки при необходимости защиты групповой проводки, питающей розетки переносных электроприборов. Важно установить автоматический выключатель защиты от замыканий на землю, если автоматический выключатель или предохранитель не обеспечивают время автоматического отключения 0,4 секунды с учетом номинального напряжения 220 В из-за малых токов короткого замыкания.

ПРИМЕЧАНИЕ! Рекомендуется использовать дифференциальный автоматический выключатель, представляющий собой одиночное устройство УЗО с автоматическим выключателем, надежно защищающим от перегрузки по току и утечки.

Кроме того, устанавливать УЗО рекомендуется, если в вашей семье есть люди, «любящие» небрежно обращаться с электрическими проводами. Самый простой случай: человек сверлит стену, при этом упираясь босой ногой в батарею и касаясь фазного провода. Он летит по цепочке «металлический корпус дрели — рука — грудь — нога — батарея» и приводит к ужасным последствиям: параличу сердца или остановке дыхания (иногда все вместе). Если у вас установлено УЗО, то оно сразу «поймет», что часть тока не вернулась и сразу отключит ток. Да, удар током произойдет, но разряд будет минимальным.

Когда УЗО не поможет?

Однако не стоит считать УЗО панацеей от проблем с электричеством. Устройство не настолько умное, чтобы понимать, что включено в электрическую цепь — лампочка или человек. Отключение произойдет только в случае утечки.

УЗО не спасает от перенапряжения, в том числе от импульсного, а также от пониженного напряжения, которое «убивает» электродвигатели – в холодильнике, стиральной машине и так далее.

Устройство также не защищает от коротких замыканий. Эту задачу выполняет автоматический выключатель или дифференциальная машина.

Сколько УЗО нужно устанавливать?

Для определения точного количества УЗО, необходимого для конкретного помещения, нужен специалист, который сможет произвести правильные расчеты. Например, в 1-комнатной квартире, скорее всего, достаточно такого устройства, рассчитанного на ток утечки 30 мА. А вот в четырехкомнатной квартире, при 15 группах розеток, нужно не менее пяти УЗО, а также устройство на всю осветительную группу, электрическую плиту и водонагреватель.

Обычно считается, что одна группа электроприборов – это одно УЗО на 30 мА плюс одно противопожарное УЗО на 100 или 300 мА.

ПРИМЕЧАНИЕ! Для контроля электропроводки в целом рекомендуется на вводе в частный дом в дополнение к расчетным устанавливать общие УЗО с номинальным током отключения 300 мА.

Когда установка УЗО нецелесообразна?

Иногда просто нет смысла устанавливать устройство. Одной из таких ситуаций является наличие старой и ветхой электропроводки. Способность УЗО обнаруживать утечку может стать головной болью, если устройство начнет действовать непредсказуемо (а именно это и происходит при плохой проводке). В этом случае лучшим решением будет поставить УЗО не в цепи электроснабжения квартиры в целом, а в местах с повышенным риском использования розеток.

Также нет смысла покупать некачественные УЗО. На современном рынке можно найти не только оригинальные устройства, но и широкий ассортимент подделок неизвестного происхождения. Многие из этих устройств сделаны «на коленке за углом». Использование таких устройств совершенно недопустимо и нецелесообразно. Перед покупкой внимательно изучите техническую документацию и сертификаты качества приобретаемого устройства.

Не имеет смысла устанавливать прибор в линии, подающие напряжение на стационарное оборудование и светильники, а также в общие электрические сети.

Устройство

УЗО предполагает наличие:

• датчик утечки;
• поляризованное магнитное реле.

Работа устройства основана на законах входящей и выходящей электроэнергии в замкнутых цепях с чрезвычайно большими нагрузками. Это указывает на то, что ток должен иметь только одно значение, независимо от фазы перехода.

Внутри устройства находятся три магнитные катушки. Через первую проходит фаза, через вторую нулевая. Ток создает магнитные поля на входе и выходе катушек устройства.

Если все работает правильно, взаимные поля компенсируют друг друга. Если на одной из катушек возник дисбаланс, то есть образовалась утечка тока, то это приведет к срабатыванию третьей катушки, имеющей реле для отключения тока.

Виды и типы

Современные производители предлагают множество типов и типов УЗО. Два самых популярных устройства по своему внутреннему устройству на рынке электротехники – это электромеханическое (не зависит от силы тока) и электронное (зависимое). Также различают устройства селективного и пожаротушения.

Электромеханическое

Электромеханические УЗО широко распространены в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Что вызвало это? Дело в том, что при обнаружении течи такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при мизерном напряжении.

Этот тип УЗО считается во многих странах эталоном качества и обязательным для широкого применения. Неудивительно, ведь такое УЗО сработает даже при отсутствии нуля в сети и может спасти чью-то жизнь.

Электронное

Такие автоматические выключатели замыкания на землю легко найти в любом хозяйственном магазине. Отличие их от электромеханических в наличии внутри платы усилителя, для работы которого требуется электричество.

Однако у таких УЗО, как уже было сказано, есть большой недостаток — не факт, что они сработают при утечке тока (все зависит от напряжения в сети). Если ноль сгорел, а фаза осталась, риск поражения электрическим током не исчезает.

ПРИМЕЧАНИЕ! Речь идет о достоинствах и недостатках УЗО в целом, а не конкретных моделей. Если очень «повезло», можно стать обладателем некачественного УЗО, как электромеханического, так и электронного.

Селективное

Основное отличие селективного УЗО от своих «собратьев» — это наличие в схеме функции выдержки времени на отключение цепи, питающей нагрузку, т.е селективность. Часто этот параметр не превышает 40 мс. Из этого делаем вывод, что селективные устройства не подходят для защиты от повреждений при непосредственном контакте.

Еще одной особенностью селективных устройств является хорошая устойчивость при срабатывании на скачки тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний практически нулевая).

Противопожарное

Как следует из названия, такие выключатели защиты от замыканий на землю используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения возгорания. Однако они не способны защитить человека, так как ток утечки, на который они рассчитаны, составляет 100 или 300 мА.

Как правило, эти устройства устанавливаются в мерных досках или половицах. Их основная задача:

• защита входного кабеля;
• защита линий потребителей, где не установлена ​​дифференциальная защита;
• как дополнительный уровень защиты (если устройство ниже него вдруг не сработало).

Количество полюсов

Поскольку УЗО работает путем сравнения токов, проходящих через корпус дифференциала, количество полюсов в устройстве совпадает с количеством токонесущих проводников. В некоторых случаях для работы в двух- или трехпроводной сети могут использоваться 4-полюсные автоматические выключатели замыкания на землю.

При этом не забудьте оставить в запасе свободнофазные полюса. Устройство благополучно выполнит свою работу не полностью, а частично, что в целом невыгодно с экономической точки зрения, но возможно.

Основные технические характеристики

Каждое УЗО имеет определенный набор технических параметров, которые следует изучить перед покупкой:

• режиссер;
• название модели;
• рабочий ток — предельное значение тока, который может коммутировать устройство;
• параметры электропитания (напряжение и частота);
• ток утечки — максимальное значение тока утечки, на которое реагирует устройство;
• тип УЗО;
• диапазон рабочих температур;
• номинальный условный ток короткого замыкания;
• схема устройства УЗО.

Дифференциальные автоматические выключатели

Устройство такого устройства еще сложнее, чем УЗО или автоматический выключатель. С его помощью получается устранить все виды ошибок, включая перегрузку, короткое замыкание, утечку. Это неисправности, которые могут возникнуть в электропроводке квартиры или дома. В конструкции дифференциальной машины предусмотрены тепловой и электромагнитный расцепители. Они позволяют защитить автоматический выключатель замыкания на землю, встроенный в корпус.

Дифференциальный выключатель выполнен в едином модуле, выполняет функции как автоматического выключателя, так и автоматического выключателя. Другими словами, вы можете заменить два одновременно одним устройством. Учитывая сказанное выше, напрашивается вывод, что необходимо дополнительно сравнивать свойства только двух элементов:

1. Блок, состоящий из автоматического выключателя замыкания на землю и автоматического выключателя.
2. Дифференциальный переключатель.

Это наиболее технически правильное и обоснованное сравнение. Далее рассмотрим основные отличия УЗО от дифференциального автомата, разберем все нюансы.

Габаритные размеры

Стоит отметить, что устройства модульные, их можно монтировать на DIN-рейку, что значительно сократит пространство, необходимое для установки в квартире или в любом электрощите. Но также следует отметить, что даже такой подход не всегда может устранить нехватку места для комплектации электропроводки другими защитными устройствами.

УЗО и автоматический выключатель, как правило, выполняются в отдельных корпусах. Установка также осуществляется отдельно. Но их можно установить на одну рейку. Что касается дифференциального переключателя, то он заключен в один корпус. Другими словами, он содержит одновременно две сложные единицы. Вместе они обеспечивают надежную защиту. Отличия дифа автомата и УЗО важны, о них мы поговорим далее в статье.

Этот момент необходимо учитывать, когда создается проект электромонтажных работ в новом доме или квартире. Исходя из этого, нужно выбирать щиты, оставлять небольшой запас места, если вдруг придется замыкать цепь. Однако при реконструкции электропроводки или при мелком ремонте электрические щиты не всегда заменяют. Поэтому проблема нехватки места в них остается.

Какие задачи выполняют устройства

Если вы быстро посмотрите, автоматический выключатель вместе с автоматическим выключателем замыкания на землю и дифференциальным автоматическим выключателем позволит вам решить аналогичные проблемы. Дифференциальный автомат и УЗО имеют существенные отличия, но давайте будем конкретны. Например, можно установить на кухне блок с несколькими розетками, который будет питать разные электроприборы, мощность которых существенно отличается. Это может быть посудомоечная машина, холодильник, микроволновая печь, чайник и так далее. Все эти устройства подключаются к сети произвольно, они создают нагрузки со случайным значением.

В некоторых случаях мощность одновременно работающих устройств может превышать номинальное значение защиты, что создает перегрузку по току. Также, если у вас установлен дифференциальный автомат, его нужно заменить на более мощный. Если вы используете УЗО, достаточно будет установить новый автоматический выключатель, рассчитанный на более высокий ток срабатывания. Но что лучше — УЗО или автомат?

В случае, если вам необходимо защитить конкретное электрическое устройство, подключенное к отдельной линии, целесообразнее использовать дифференциальный автомат. Но выбирать его нужно строго по техническим характеристикам потребителя.

Как производится монтаж

Поговорим о монтажных устройствах. Как вы понимаете, единственная разница в монтаже на DIN-рейку заключается в том, нужно ли устанавливать один или два модуля. Но как только вы доберетесь до проводов, объем работы изменится. Если в разрыве между «нулевым» и «фазным» проводом установлены УЗО и диф автомат, то и для автомата нужны перемычки. Они позволят подключить его к «фазному» проводу последовательно с УЗО. В ряде случаев это усложняет сборку всей схемы. Дифференциальное УЗО также содержит обычный автоматический выключатель, поэтому стоимость такого устройства высока.

Надежность и качество

Среди опытных электриков существует убеждение, что работоспособность и долговечность защитных устройств не могут зависеть только от того, как они были собраны на заводе. Очень важно, насколько сложна конструкция этого элемента, сколько деталей присутствует в конструкции. А также насколько сложно довести и настроить устройство. С этой точки зрения дифференциальный автомат является наиболее сложным, так как для его настройки необходимо выполнить несколько операций.

Но эта точка зрения весьма спорна; применять его буквально к каждому устройству, выпускаемому промышленностью, не очень корректно. В ряде случаев дифференциальный автомат работает гораздо эффективнее и надежнее, чем дуэт УЗО и автоматического выключателя. УЗО и дифавтомат разные, но позволяют выполнять практически одинаковые задачи.

Замена и ремонтопригодность

Стоит отметить, что поломки могут возникнуть практически на любом защитном устройстве. Если устранить ее сразу не удастся, устройство защиты может выйти из строя. Поэтому нужно покупать новое устройство. Стоимость дифференциального автомата намного выше, чем устройства защитного отключения и простого автоматического выключателя. А в том случае, если вы установите УЗО и автоматический выключатель, одно из устройств в случае поломки будет целым, его не нужно будет заменять. А это значительно удешевит ремонт.

При выходе из строя защитного устройства (например, автоматического дифференциального выключателя) все потребители, получающие питание через него, должны быть отключены. При неисправности УЗО допустимо шунтировать цепи и подавать питание только через автоматический выключатель. Как вы понимаете, если в дифференциальном автомате была неисправность, так «обмануть» не получится. Его необходимо будет заменить на новый, либо установить на определенное время обычный автоматический выключатель.

Как они работают в различных ситуациях

А теперь о том, чем отличается УЗО от автомата по схемотехнике. Схема контроля токов утечки дифференциальной машины и устройства защитного отключения может быть выполнена на разных элементных базах:

1. Электромеханическая конструкция реле, не требующая дополнительных источников питания для нормальной работы системы.
2. Использование микропроцессорных или электронных технологий, которым в обязательном порядке нужен блок питания, способный выдавать стабильное напряжение.

Если шнуры, которые подходят к устройствам, в хорошем состоянии, они будут работать практически одинаково. Но если в схеме возникает неисправность, например, обрывается контакт провода («ноль»), сразу можно увидеть положительные характеристики моделей, построенных по релейной схеме. Также следует отметить, что они более надежны и лучше работают в устаревших двухпроводных схемах.

Как определить причину отключения защитой

Как только УЗО сработает, сразу можно понять, что в электрической схеме появились токи утечки, поэтому нужно проверить состояние и качество изоляции защищаемой устройством части. Когда размыкается автоматический выключатель, можно понять, что причина в том, что в цепи произошла перегрузка или короткое замыкание. Но если дифференциальная машина выключена, поиск причины этого явления занимает гораздо больше времени. Как видите, разница между УЗО и дифференциальным автоматом велика – в последнем причину поломки найти сложно.

И надо хорошо разбираться как в сопротивлении изоляции, так и в нагрузках, создаваемых в сети. Сразу выявить причину операции практически невозможно, можно только догадываться. Но сегодня в продаже можно встретить дорогие конструкции дифференциальной автоматики, где установлены индикаторы, сигнализирующие о том, почему сработала защита.

Расшифровка маркировки

Маркировка нанесена на крышку УЗО, что делает выбор нужной модели более практичным 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;
• I 30мА — ток утечки, при котором сработает автомат защиты от замыкания на землю;
• 230В и 50Гц — напряжение и частота, с которой работает устройство;
• S — УЗО селективное;
• знак «~» означает, что устройство отключено по утечке переменного тока.

Кроме того, возле каждого контакта есть надписи для правильного подключения УЗО:

• N (верхний) – к этому контакту подключается входящий нулевой проводник;
• 1 (верхний) — сюда подключается входящий фазный провод;
• 2 (нижний) – в это место подключается фазный провод, идущий на нагрузку;
• N (нижний) или отсутствие буквы — подключен нулевой провод, который идет на нагрузку.

Чтобы выбрать УЗО, идеально подходящее для вашей электросети, необходимо детально разобраться в маркировке, хотя задача эта весьма трудоемкая и утомительная.