Тонкости подключения автоматов и УЗО в щитке: нюансы монтажа и схемы

Решение использовать устройство защитного отключения в домашнем распределительном щите заслуживает всяческого поощрения.

Согласитесь, что еще может нас защитить от поражения электротоком при утечке тока на металлический корпус бытовых приборов. УЗО может стоять как на входе, так и на какой-то отдельной линии сети.

Это значит, что схем их включения довольно много, и нам нужно разобраться, когда и какую использовать. Поверьте, это в интересах вашей же безопасности.

Как правильно подключить устройство защитного отключения?

 

Важно запомнить одну важную деталь: подводящие провода всегда подсоединяют к верхним контактам, это правило работает для любой марки прибора и не зависит от количества полюсов. Отвод на нагрузку подключают только к нижним контактам. Если правильная схема подключения УЗО не получается, например, короткие провода, то замените их, или, в крайнем случае, переверните устройство отключения вверх ногами.

Маркировка контактов

Получилось так, что у каждого производителя УЗО нулевой провод может быть заведен как с правой стороны, так и с левой. Поэтому смотрим на обозначения на корпусе, а потом уже подсоединяем:

• N – клемма для подключения «нуля».
• 1 – контакт для подсоединения приходящего фазного провода.
• 2 – зажим для подключения отходящего фазного провода.

Нужна ли защита УЗО автоматом при подключении его в распределительном щитке?

По правилам подключать устройство защитного отключения без автоматического выключателя нельзя. Зачем это нужно? Дело в том, что принцип работы УЗО основан на срабатывании только по причине утечки тока, при коротком замыкании или при перегрузке оно не срабатывает. Отсюда опасность возгорания проводки или выхода из строя самого устройства.

• Если внимательно изучить время-токовую характеристику автомата, то станет понятно, что ему нужен определенный отрезок времени для срабатывания теплового расцепителя во время перегрузки.
• Это значит, что сквозь автомат будет протекать повышенный ток, такая ситуация может длиться от нескольких секунд до нескольких минут.
• Этот же ток пойдет и через УЗО, что крайне нежелательно для его контактов и механизмов – они попросту не рассчитаны на такой форс-мажор. Устройство определенно будет греться, и если оно просто сгорит, то считайте, что вы еще легко отделались.

Версии защиты для однофазной сети

О комплекте защитных приборов постоянно напоминают производители мощной домашней техники. Зачастую уже в сопроводительной документации к стиральной или посудомоечной машине, электроплите указано, какие дополнительные устройства необходимо установить.

Если учесть количество контуров, направленных на обслуживание розеток и мощной техники, можно с уверенностью утверждать, что проектов монтажа устройств защиты бесконечно много. Ниже рассмотрим базовые варианты, которые встречаются чаще всего, на их основе возможно построение модернизированной электросхемы, заточенной под конкретные условия.

Простая схема подключения общего УЗО на вводе однофазной сети квартиры или коттеджа

В этом проекте используют одно устройство защитного отключения. Его ставят на вводе после двухполюсного автомата перед отводящими выключателями. Здесь аппарат контролирует утечку тока во всей сети. Основной недостаток: определить линию, в которой произошла утечка довольно сложно. Зато все дешево и сердито.

Проект со счетчиком и общим устройством защитного отключения на вводе

Схема практически повторяет предыдущую, единственное отличие – установка прибора учета электроэнергии, что по нынешним временам обязательное условие. Что касается плюсов и минусов проекта, то они копируют прежний вариант: та же экономичность, но сложности с определением линии утечки.

Схема подключения в квартире общего УЗО на вводе и автоматов с групповыми УЗО на отводящих линиях

В таком решении устройства защитного отключения используются не только на вводе, но и на каждой отходящей цепи. Здесь важно соблюдать селективность, иначе во время утечки одновременно отключатся и групповое устройство, и вводное. Поэтому на ввод чаще всего ставят аппарат на 100мА, а на линии по 30мА.

 

К особенностям этой схемы подключения УЗО в распределительном щитке можно отнести два фактора, которые противоположны друг другу:

1. Положительный аспект – при утечке отключается только аварийная цепь, остальные будут функционировать в штатном режиме.
2. Отрицательный момент – дороговизна и большой объем работ.

Электросхема подсоединения групповых УЗО на отводящих цепях

Схема собрана по аналогии с предыдущей, единственное отличие – отсутствие общего УЗО на вводе. По мнению некоторых его установка – лишняя трата средств, потому что все линии уже ограждены от утечек групповой защитой. Так что решение о дополнительных тратах за вами.

Намерение поставить групповую защиту только на отходящие цепи уже можно поприветствовать. Большинство домовладельцев вообще ее не ставят, так же как и защиту от атмосферных перенапряжений и заземление.

Типичные схемы подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть в щитке частного дома

Вариант №1

Сеть частных домостроений часто питается от 380В. Представленный проект включает не только четырехполюсное устройство защитного отключения, но и групповые УЗО на каждую отходящую линию. Без последних схема тоже будет работать.

Вариант №2

Проект собран по аналогии с первым вариантом, но здесь уже задействован прибор учета электроэнергии.

Безопасность – прежде всего!

Основная часть правил безопасности при монтаже схемы подключения УЗО носят общий характер для всех электромонтажных работ. Перед оборудованием распределительного щита не забывайте:

• Обесточить сеть – выключить входной автомат.
• Провода должны иметь соответствующую цветовую маркировку.
• Входной выключатель всегда монтировать в первую очередь.
• Внимательно следить за полюсами приборов – путать их нельзя!

Схема подключения УЗО и автоматов в щитке

Устройства защитного отключения (УЗО) — это электрические аппараты токовой защиты, реагирующие на токи утечки (дифференциальные токи).

Под утечкой понимают аварийные токи, протекающие между сетевыми проводниками и «землей».

В зависимости от величины дифференциального тока схема с УЗО может предотвращать поражение человека электричеством или предупреждать возникновение пожара из-за неисправностей в электропроводке.

Схемы подключения УЗО в однофазной сети

Промышленность выпускает устройства защитного отключения, предназначенные для работы в однофазной или трехфазной сети. Однофазные аппараты имеют 2 полюса, трехфазные — 4. В отличие от автоматических выключателей, к отключающим устройствам кроме фазных проводов обязательно подключаются нулевые проводники. Клеммы, к которым присоединяются нулевые жилы, обозначаются латинской буквой N.

Для защиты людей от поражения электрическим током чаще всего используют УЗО, реагирующие на токи утечки 30 мА. В сырых помещениях, подвалах, детских комнатах применяют аппараты, настроенные на 10 мА. Отключающие устройства, предназначенные для предотвращения пожаров, имеют порог срабатывания 100 мА и выше.

Кроме порога срабатывания защитное устройство характеризуется номинальной коммутационной способностью. Под этим термином подразумевают максимальный ток, который отключающий аппарат может выдерживать неограниченное количество времени.

Важным условием надежного функционирования защиты от токов утечки является заземление металлических корпусов электрических аппаратов. Заземление TN может выполняться отдельным проводом или через заземляющий контакт сетевой розетки.

На практике применяют два способа включения устройств защитного отключения в электрическую цепь:

• схема подключения УЗО с индивидуальной защитой;
• схема групповой защиты потребителей.

Первый способ включения чаще всего используют для защиты мощных потребителей электроэнергии. Его можно применить для электрических плит, стиральных машин, кондиционеров, электрических отопительных котлов или водонагревателей.

  Как правильно подобрать УЗО для квартиры или частного дома

Индивидуальная защита предусматривает одновременное подключение УЗО и автомата, схема представляет собой последовательное соединение двух защитных аппаратов. Их можно разместить в отдельном боксе в непосредственной близости от электроприемника. Выбор отключающего устройства осуществляется по номинальному и дифференциальному току. Будет лучше, если номинальная отключающая способность защитного аппарата окажется на ступень больше номинала автоматического выключателя.

При групповой защите к УЗО подключают группу автоматов, питающих разные нагрузки. В этом случае выключатели подключают к выходу устройства защиты от токов утечки. Подключение УЗО по групповой схеме уменьшает затраты и экономит место в распределительных щитах.

В однофазной сети подключение одного УЗО для нескольких потребителей требует расчета номинального тока защитного аппарата.

Его нагрузочная способность должна быть равна или превышать сумму номиналов подключенных автоматических выключателей. Выбор порога срабатывания дифференциальной защиты определяется ее назначением и категорией опасности помещений.

Защитный аппарат может подключаться в щитке на лестничной клетке или в распределительном щитке внутри квартиры.

Схема подключения УЗО и автоматов в квартире, индивидуальная или групповая, должна соответствовать требованиям ПУЭ (Правил устройства электроустановок). Правила однозначно предписывают заземлять электроустановки, защищаемые УЗО. Несоблюдение этого условия является грубым нарушением и может привести к негативным последствиям.

Схемы подключения УЗО в трехфазной сети

Городское жилье, как правило, питается от трехпроводной однофазной сети. В предыдущем разделе было рассказано, как подключить УЗО в квартире.

Загородные дома и домовладения часто потребляют намного больше электроэнергии. Их часто подключают к трехфазной сети. В загородном доме могут применяться электрические отопительные котлы, мощные водонагреватели для горячего водоснабжения. В подсобных помещениях часто организуются мастерские, оборудованные станками различного назначения.

Многие мощные нагрузки рассчитаны на напряжение 380 В. Для их питания должна использоваться проводка, состоящая из пяти проводников — трех фазных, нулевого и провода защитного заземления.

Во многих местах эксплуатируются устаревшие четырехпроводные сети, в которых отсутствует отдельный заземляющий проводник.

В этом случае для применения трехфазного УЗО хозяевам приходится самим изготавливать заземляющий контур и прокладывать сеть заземления.

При наличии заземления установка УЗО в трехфазной сети ничем не отличается от подключения однофазных устройств защитного заземления. Схемы подключения и критерии выбора аппаратов защиты остаются прежними.

• В случае если есть значение мощности трехфазной нагрузки, питающейся от сети 380 В, номинальный ток можно рассчитать по формуле:
• I = P /1,73 U,
• где I — номинальный ток; P — мощность трехфазной нагрузки; U — напряжение трехфазной сети.

Ошибки в подключении УЗО

Начинающие электрики и домашние мастера часто не знают, как правильно подключить УЗО и автоматы. При подключении защитных аппаратов дифференциального тока необходимо неукоснительно выполнять следующие правила:

• устройства защитного отключения должны включаться последовательно с автоматическими выключателями;
• защищаемое электрооборудование должно быть заземлено.

Несмотря на простоту правил, часто встречаются повторяющиеся ошибки.

Многие мастера считают, что отключающие устройства должны срабатывать при прикосновении человека к частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением в результате нарушения изоляции. Это ошибочное мнение.

Защита должна сработать не при прикосновении человека, а в момент нарушения изоляции. Поэтому совместно с УЗО применяется защитное заземление.

Вторая распространенная и опасная ошибка — это применение «зануления». В этом случае нулевой проводник присоединяют к корпусу защищаемого электрооборудования. Такая схема опасна тем, что при обрыве нулевого провода существует вероятность появления фазы на защищаемом оборудовании.

Еще одной частой ошибкой является соединение нулевых проводников, питающихся от разных защитных устройств. Такое соединение обязательно приводит к появлению токов утечки и срабатыванию аппаратов защиты.

Установка УЗО

Решение вопроса, как подключить УЗО или автомат, редко вызывает затруднения. Современные защитные аппараты выпускаются в стандартных модульных корпусах и устанавливаются на DIN-рейку. Для крепления на рейку их снабжают удобными защелками. Для подключения проводников в них применяют винтовые клеммы или пружинные зажимы, позволяющие производить безотверточный монтаж.

  Что такое дин рейка?

Производители предлагают распределительные щиты под DIN-рейку внутренней и наружной установки. Такие устройства имеют эстетичный внешний вид и позволяют быстро выполнить монтаж в городской квартире и в индивидуальном частном доме.

Тонкости подключения автоматов и узо в щитке: нюансы монтажа и схемы

Экстренные выключатели, или пакетники, это самые первые защитники электросети от перегрева. Они выполняют три функции: в последнем случае они отключают всех нагрузочных потребителей, также срабатывают при критичном падении напряжения и коротком замыкании.

Щитки покупаются, они имеют различные размеры. Поэтому, дочитав нашу статью, вы сами сможете высчитать, на какое количество защитных устройств приобретать ящик, узнаете, какой автомат от чего срабатывает, как их подключать. А также узнаете, что   бывают такие способы размыкания (расцепители) сети при защите: тепловые, магнитные и полупроволниковые.

Немаловажно, каким будет соединение автоматов перемычками, они станут возможными, но обязательно посоветуйтесь с электриком.

Рассмотрим, что же есть из элементов защиты на щитке. Часто на нем стоят лишь два архаичных предохранителя, почему-то называемые «пробками». Они раз за разом перегорают при повышении нагрузки на сеть и требуют замены вставок в них. Специалисты-энергетики говорят, что древняя домашняя сеть была рассчитана на мощность до трех-пяти киловатт в «хрущевке». Да и ее нечем было превышать.

Сегодня на каждого гражданина РФ рассчитано до 15 киловатт, но это не значит, что на семью из трех человек электропроводка должна выдержать 45 кВт. Возможно, в новостройках и есть такие мощные сети.

А ведь только электроутюг набирает до двух киловатт, почти столько же — бойлер для нагрева воды, если отсутствует такая централизованная услуга. А еще есть электроплита, холодильник, стиральная машина, на даче, в загородном дома — скважина с электрозакачкой воды.

Чем же защитить жилье и себя от раскаления электропроводки и ее возгорания? По очереди включать их, что ли? Ниже ответы на них и  инструкция, как соединить автоматы в щитке.

Давайте детально разберем, как сделать электропроводку в квартире своими руками. Правильное проектирование и продуманная схема проводки – залог безопасности обитателей квартиры.

В процессе разработки схемы можно оптимизировать расположение элементов внутренней сети, правильно рассчитать необходимое количество материалов, подобрать тип провода.

Наличие схемы и плана проводки обезопасит и в случае ремонта в будущем, исключая риск случайного повреждения во время ремонта.

Пример схемы проводки в квартире своими руками смотрите на фото:

При недостатке опыта на этом этапе лучше обратиться к квалифицированным электрикам, но составить схему подключения вполне возможно и самостоятельно. План и расчет внутренней электросети подлежит согласованию в энергоинспекции, поэтому при наличии грубых ошибок его придется переделывать.

Как правильно организовать разводку электропроводки в квартире своими руками с нуля, смотрите в видео:

Для подготовки схемы понадобится чертеж и план квартиры. На плане должно быть обозначено предполагаемое расположение мебели и крупной бытовой техники. Руководствуясь требованиями ПУЭ, на чертеже намечают точки освещения, розетки и выключатели.

В современной практике подключение выполняется группами точек. В каждой комнате (за исключением кухни) таких групп две: осветительная и розеточная. На кухне групп подключения может быть больше, так как электроплиту и некоторые другие мощные электроприборы рекомендуется подключать как отдельную группу.

С целью экономии материалов группы подключения могут выглядеть иначе:

• Осветительная группа комнат, коридора и кухни;
• Осветительная группа санузла;
• Розеточная группа коридора и комнат;
• Розеточная группа кухни;
• Электроплита.

При наличии системы теплого пола или иных стационарных отопительных электроприборов для каждого из них предусматривается отдельная группа подключения.

На стадии проектирования проводки производится расчет потребляемой мощности и предполагаемой силы тока в сети. Это необходимо для правильного подбора УЗО и сечения проводов.

При расчете суммарной мощности учитываются абсолютно все электроприборы, имеющиеся в квартире, вплоть до фена и электробритвы. Проводка должна выдерживать одновременное включение всех потребителей тока.

Для определения расчетной силы тока полученный результат делят на 220.

На магистраль к каждой группе подключения необходимо установить устройство защитного отключения.

Очень важный вопрос, волнующий, как многих электриков, так и просто домашних мастеров: как подключить автомат, сверху или снизу? Чтобы на него ответить, придётся обратиться к регламентирующей документации, а именно — Правилам Устройства Электроустановок.

Пункт 3.1.6 гласит, что подключать автомат к электросети следует с той стороны приборы, с которой находится неподвижный контакт.

Это означает, что напряжение в однофазной или трёхфазной сети должно находится на той стороне выключателя, которая не разрывает электрическую цепь. Пункт 3.1.6 относится ко многим разновидностям коммутационной техники.

Это может быть не только одноконтактный, но и двухполюсный или трёхфазный автомат, а также дифференциальный пакетник или УЗО.

Узнать место расположения данного контакта можно только разобрав пакетник, что не совсем удобно при каждой его замене в квартире. Но конструкция всех автоматов практически одинакова, поэтому следует узнать где находится неподвижный контакт только на одном выключателе. И находится он сверху, соответственно подключение однополюсного или двухполюсного автомата должно выполняться тоже сверху.

Если же в руках оказался пакетник неизвестного производителя, то достаточно взглянуть на его корпус, а точнее — лицевую панель. В этом месте чаще всего на автомат наносят всю необходимую информацию такую как модель, класс точности, и схема подключения автоматического выключателя с точным расположением подвижного и неподвижного контактов.

Вывод: подключение автоматического выключателя к электросети должно выполняться сверху. Так гласят нормативные документы, которые позволяют избежать лишней путаницы

Но если посмотреть с технической стороны: существенна ли разница присоединения питающего кабеля? Ответ: нет, абсолютно не важно с какой стороны на пакетник подаётся рабочее напряжение. Исправно работать аппарат будет как с подключением сверху, так и снизу

Щит содержит в себе всю аппаратуру и механизмы для подключения потребителей к электроэнергии

Для его правильной работы и безопасности важно использовать подходящие провода и качественные детали, потому что из-за неисправности пользователи могут остаться без света, или и вовсе начнется возгорание.  Функция проводников в электрощитке – соединение контроллеров, индикаторов и прочих устройств

Весь щиток, включая металлический корпус, должен быть надежно заземлен. В идеале нужно и вешать замок, чтобы посторонние люди не имели доступа к оборудованию.

Подключение должно проходить так, чтобы соединительные проводки не провисали. Для этого нужно тщательно измерять расстояние между элементами подключения и отрезать на несколько сантиметров больше, чтобы их можно было ввести в клеммы. На этом нельзя экономить, и если расчеты оказались неправильными, лучше повторить операцию.

При выборе устройства в первую очередь следует учитывать его предельно допустимый ток. Для этого необходимо посчитать, какая сила тока потребуется для всех установленных в квартире приборов.

Кроме того, значение имеет и толщина проводки, поскольку по ней течет электричество. Требуется оптимальная величина в зависимости от степени нагревания. Еще большое значение имеет наличие полюсов:

1. Один. Цепочки с осветительными приборами и розетками, к которым подключаются только примитивные устройства.
2. Два. Используется с целью защиты электропроводки, которая подводится к крупным приборам (стиральным машинам, плитам, холодильникам, отоплению, водонагревателям). Кроме того, устанавливается для дополнительной защиты между электрощитом и квартирой.
3. Три. Актуальны при наличии сети с тремя фазами, что бывает на производственных предприятиях, собственных мастерских.

Однополюсной автомат

Автоматы устанавливаются в щитке по стандартному принципу – от большего к меньшему. Это значит, что сначала фиксируют автомат с двумя полюсами, а только потом с одним. После чего следуют остальные устройства с меньшей мощностью.

Здесь информация, которой владеют многие, ограничивается лишь разницей между алюминиевым и медным кабелем. Причём она довольно скудна и, порой, ошибочна. Дело в том, что алюминий, помимо малого срока службы, ещё и очень ненадёжен.

Достаточно перегнуть его несколько раз и жила переломится. Единственным его достоинством является дешевизна, но этот критерий в электротехнике должен стоять на последнем месте, а значит, остановиться следует на меди.

Алюминиевые провода довольно ненадёжны

Медные кабели и их модификации

Такие жилы идеальны не только для сборки распределительных щитов, но и вообще для любого электромонтажа. Однако не следует забывать, что такие кабели могут быть жёсткими и гибкими. Вторые значительно проще в электромонтаже, но имеют большую стоимость.

Ещё одним их недостатком перед жёсткими жилами можно назвать невозможность их фиксации в винтовых клеммах без предварительной подготовки. Речь идёт о лужении или обжимке наконечником при помощи кримпера.

Такие жилы необходимо обжать или облудить перед коммутацией

Что же выбрать: применение жёстких и гибких медных жил в монтаже распределительного щитка

Если смотреть с точки зрения удобства, то при монтаже лучше использовать гибкие кабели, однако и здесь всё не однозначно.

При использовании жёстких жил, их укладка немного сложнее, но при этом упрощается создание качественных контактов на соединениях с автоматикой и шинами, как нулевой, так и заземляющей. К тому же, тщательно проложив всё один раз, больше мастер к этой работе возвращаться не будет.

А вот при использовании гибкого кабеля возникает проблема некачественных соединений, которые впоследствии обязательно начнут греться, что недопустимо при сборке силовых шкафов или щитков освещения.

Таким образом, наилучшим выбором для монтажа электрощитов является жёсткий медный провод подходящего сечения. Применение гибких жил допустимо лишь в труднодоступных местах с обязательным лужением или обжимкой наконечником очищенного от изоляции отрезка.

Сечение

Сечение нужно выбирать в соотношении с током, который будет проходить в щитке. Однако, если при покупке провод вызывает сомнения, на него нет удостоверения качества или есть неуверенность в достоверности информации о сечении, нужно взять с запасом. К примеру, не 6 мм, а 10.

Наиболее подходящие марки проводов

Для установки используют  и отечественные, и импортные материалы. Из российских товаров можно посоветовать ПВ-1 (однопроволочные), или  ПВ-3, ПВ-4 (многопроволочные). Из зарубежных аналогов прекрасно подойдут для таких работ H05VK, Н07VK.

Сегодня эти устройства продаются в огромном ассортименте. Между собой они различаются по нижеперечисленным характеристикам:

• Ток главной цепи. Он может быть переменным, постоянным или же комбинированным.
• Способ управления. Оборудование может управляться вручную или с помощью моторного привода.
• Метод монтажа. Устройства бывают втычными, выдвижными или стационарными.
• Вид расцепителя. Эти элементы могут быть электронными, электромагнитными и тепловыми, а также полупроводниковыми.

• Тип корпусной части. Она может быть модульной, литой или открытой.
• Показатель рабочего тока. Его величина может составлять от 1,6 А до 6,3 кА.

Современные автоматы отличаются сложным механизмом защиты сети. Они обладают дополнительными возможностями, к которым относятся:

• Возможность размыкания электроцепи на расстоянии.
• Присутствие сигнальных контактных групп.
• Автоматическое срабатывание защитного устройства в случае падения напряжения до критической величины.

Пошаговая схема выбора автоматического выключателя на видео:

Пакетники могут иметь различные типоразмеры, и с их помощью можно защищать электрические сети не только в квартирах и частных домах, но и на крупных объектах. Производятся эти устройства как в России, так и за рубежом.

С целью защиты электрических цепей зданий устанавливаются выключатели следующих типов:

• Дифференциальные.
• Автоматические.
• УЗО.

УЗО, как сокращенно называются устройства защитного отключения, предотвращают поражение электрическим током человека, прикоснувшегося к проводнику, и не допускают возгорания окружающих предметов при утечке электричества, что может произойти в случае повреждения изоляции кабелей.

Автоматические выключатели защищают цепи от КЗ и позволяют включать и отключать питание вручную. Самым совершенным защитным устройством является дифференциальный автомат.

Он сочетает в себе возможности устройства защитного отключения и обычного автоматического выключателя. Этот пакетник оборудован встроенной защитой от слишком мощного потока электронов.

Управление им осуществляется за счет дифференциального тока.

В однофазных электросетях могут устанавливаться однополюсные и двухполюсные автоматы. На выбор пакетника влияет количество проводов в электрической проводке.

1. Какие гребенки лучше поставить на выключатели, если предусмотрены разъемы для штыревых конструкций и FORK вилок?

Оба варианта конструкций обеспечивают надежный контакт, некоторые считают, что площадь соединения вилочных контактов больше чем штыревых. Такие сравнения не отмечаются в технических параметрах.

1. Как определить сечение контактов шины, чтобы узнать допустимое напряжение и токи нагрузки?

Эти параметры указываются в паспорте на изделия при покупке и отмечаются маркировкой на корпусе и теснением на медной шине.

Устанавливайте шины в соответствии с максимальными по току параметрами автомата в ряду.

No tags for this post.

Подключение автоматов в щитке: как правильно подключить УЗО

Ложные срабатывания устройств защитного отключения, как правило, являются следствием ошибок электромонтажа. Существует несколько разновидностей УЗО с различными принципами действия и незначительными отличиями в схеме подключения, которые нужно знать для правильной организации электросетей.

Виды УЗО

Устройства защиты от утечек тока, известные под аббревиатурами УЗО, АДЗ, ВДТ, АВДТ, несут основную функцию — оградить живые организмы от электротравм, а также предупредить паразитные диэлектрические потери, способные привести к возгоранию.

Весь спектр приборов, описанных в этом обзоре, имеет отличия по принципу действия, назначению, чувствительности, роду тока в контролируемой цепи, способности выдерживать нагрузку, а также по ряду прочих факторов.

Чтобы иметь чёткое и ясное представление о возможностях того или иного прибора, следует понимать специфику его работы.

По механизму действия УЗО может быть электромеханическим и электронным. В первом случае основным функциональным элементом служит дифференциальный трансформатор на кольцевом сердечнике. Трансформатор имеет две первичные обмотки, по которым проходит основная нагрузка, а также третью управляющую.

В нормальном режиме работы по первичным обмоткам протекают противоположно направленные токи, равные по значению, таким образом, их электромагнитная индукция взаимно компенсируется. Если в любой точке цепи, подключенной после УЗО, происходит утечка, токи в первичных обмотках теряют эквивалентность, соответственно, во вторичной обмотке появляется наводка.

Когда наведённый ток превышает установленное значение, срабатывает расцепитель, который разрывает основную группу контактов.

Принцип работы электромеханического УЗО

Электронные УЗО имеют иной принцип действия, их работа основана на полупроводниковых приборах.

Первым звеном электронной схемы выступает делитель тока, задача которого — преобразовать действующую на основных контактах устройства нагрузку к такой, которая допустима при работе полупроводниковых элементов.

Пропорциональный, но меньший по величине ток приходит на компаратор (сравнивающее полупроводниковое устройство), который при существенной разнице на входах формирует выходной сигнал, приводящий в действие устройство размыкания основной цепи.

Cхема электронного УЗО: А — компаратор; К — реле; Т — кнопка «Тест»; R — резистор

Практическая разница устройств защитного отключения электронного и электромеханического действия заключается в следующем:

1. Электромеханические УЗО могут ложно срабатывать при высоких составляющих реактивной и индуктивной нагрузок. Другими словами, запаздывание или опережение кривой тока в одной обмотке относительно другой порождают наводки на управляющий контур.
2. Электронные УЗО не имеют достаточно высокой точности из-за погрешностей номиналов, свойственных для всех радиоэлектронных компонентов. Также на эффективность работы электронных УЗО оказывает существенное влияние значение напряжения, действующее в контролируемой цепи.

Слева: электромеханическое УЗО. Справа: электронное УЗО

По назначению УЗО принято классифицировать на устройства защиты от поражения электрическим током и приборы, защищающие от пожароопасных утечек тока через изоляцию. Помимо незначительных отличий в устройстве, эти приборы попросту имеют разные номиналы дифференциальных токов, на которые срабатывает защитный механизм.

Противопожарное УЗО типа S (селективное)

Нагрузочная способность УЗО свидетельствует в первую очередь о проводимости элементов основной контактной группы. Также имеются отличия в:

1. Массивности магнитного сердечника, способного выдерживать нагрев при взаимной компенсации индукционных воздействий.
2. Классе мощности радиоэлектронных компонентов.

В разряде прочих функций УЗО наиболее примечательна возможность отключать цепь питания при превышении действующего тока. По сути такие УЗО, называемые дифференциальными автоматическими выключателями, совмещают в себе силовой автомат и устройство защиты от утечек тока.

Дифференциальный автомат

Нулевой и защитный проводники

С принципами работы УЗО мы разобрались, осталось только провести корреляцию с существующими схемами электропитания переменным током. Большая часть инцидентов, связанных с неправильной работой устройств дифференциальной защиты, вызвана именно неверным применением в различных схемах электроснабжения.

Главным образом цепи переменного тока отличаются наличием и схемой соединения нулевого и защитного проводников. Таким образом, можно выделить схемы электропитания с глухо заземлённой и изолированной нейтралью.

На практике отличие заключается в месте объединения нулевого рабочего и нулевого защитного проводников. Для правильной работы УЗО общая точка нуля должна располагаться по схеме раньше места установки прибора.

Цепи, контролируемые УЗО, не должны иметь потенциальной возможности сбрасывать часть тока на землю, иначе ложные срабатывания гарантированы.

Поэтому защитой от утечек оснащают преимущественно сети с изолированной нейтралью (IT и TT), то есть не имеющие связи с защитным нулевым проводником на всей протяжённости сети после ВРУ.

В этот же разряд входят системы с глухозаземлённой нейтралью TN-S и TN-C-S, хотя установка дифференциальной защиты в них требует дополнительной осторожности.

Тем не менее, в системах типа TN-C устройства защитного отключения всё же могут корректно работать. Их подключение выполняется по 3-х или 5-проводной схеме, то есть защитный проводник тянется к распределительному узлу для объединения с рабочим нулём до места врезки УЗО.

Защита от дифференциального тока в таком случае ограничена в селективности: трудно защищать целые группы проводников, приборы удаётся устанавливать только на крайних ответвлениях, то есть сразу перед токоприёмниками. Частный пример — розетки со встроенной защитой от утечек.

Выбор номинальных параметров

Сферу применения и назначение УЗО определяют два ключевых параметра: нагрузочная способность и величина утечки, при которой происходит разрыв цепи. Если дифференциальная защита призвана сократить тяжесть последствий от электротравмы, её номинал выбирается исходя из допустимых значений тока, действующего на организм.

Первая степень электрической травмы характеризуется судорогами без потери сознания и не наносит непоправимого ущерба. Такое поражение характерно при протекании через организм мизерных величин тока: порядка 10 мА для детей и до 30 мА у взрослых. Поэтому УЗО с уставкой по утечке на такие значения применяют для защиты основных розеточных групп.

При этом наиболее чувствительные УЗО используют для розеток, расположенных вблизи пола, где к ним возможен доступ детей, а также для групп, подключенных по двухпроводной схеме. Розетки для бытовой техники, имеющие контакт защитного заземления, подключают через УЗО с чувствительностью в 30 мА.

Для защиты от поражения электрическим током принято использовать приборы электромеханического типа как наиболее надёжные.

Основные характеристики УЗО

Общая защита кабельных линий электропередач от утечек через изоляцию обеспечивается противопожарными УЗО с уставкой дифференциального тока в 100, 200 или 500 мА. Более точное значение определяется характеристиками кабельной продукции и длиной линии.

Чем хуже диэлектрические свойства и выше протяжённость, тем больше суммарное значение утечки.

Высокая собственная ёмкость кабеля не вызывает ложных срабатываний, поскольку накопление заряда сопровождается пропорциональной по величине работой тока в обоих проводниках.

Нагрузочная способность УЗО устанавливается с обеспечением запаса надёжности порядка 10–20% в зависимости от режима работы защищенной линии.

Выбор номинала точно по значениям действующего тока чреват перегревом устройства, если же запас будет существенно больше — возможно снижение чувствительности.

В свою очередь, для дифференциальных автоматов уставка максимального тока и характеристика отключения имеют ключевое значение и определяются требованиями по защите линии от перегрузок.

Однофазное и трёхфазное подключение

Важнейшее правило подключения устройств дифференциальной защиты — к ним должны подключаться все проводники, по которым осуществляется перемещение электрического заряда.

Для однофазных сетей используются двухполюсные приборы: левая группа контактов предназначена для фазного проводника, правая — для рабочего нулевого.

Условное направление прохождения тока не имеет значения для электромеханических УЗО, в то время как электронные устройства требуют подключения нагрузки исключительно снизу с подачей питания на верхние клеммы.

Схема подключения трёхфазного УЗО: 1 —вводной автомат; 2 — трёхфазный счётчик; 3 — четырёхполюсное УЗО; 4 — автомат для подключения трёхфазной нагрузки; 5 — автоматы двухфазной нагрузки

Подключение трёхфазных УЗО также в обязательном порядке происходит с проведением рабочего нуля через устройство.

В конечном итоге даже асинхронный двигатель — три линейных проводника, которые не имеют строгой балансировки нагрузки, поэтому их подключение по схеме «звезда» выполняется через симметрирующий ноль.

Если при этом сам двигатель зануляется через систему защитного заземления, УЗО гарантированно не будет корректно работать.

Правильный электромонтаж

Большая часть УЗО относится к категории модульной техники для установки на 35 мм DIN-рейку. Высота модуля и размер шейки соответствуют стандартным габаритам, поэтому с размещением диффзащиты в обычных рядных ящиках проблем не возникает.

В плане сборки щитовой проводки имеются свои тонкости. Подключение входного рабочего нуля к общей шине или кросс-модулю должно выполняться сразу после выхода с УЗО одним проводником без ответвлений.

При этом к данной шине должны подключаться только те линии, защита которых контролируется устройством, с которого взят рабочий нуль.

Таким образом, в стандартном щитке действует следующая схема подключения:

1. Входные фазные и нулевой провод с вводного кабеля подключают напрямую на клеммы УЗО. С обратной стороны снимается рабочий ноль и фазы, каждый проводник на отдельную шину.
2. К общей нулевой шине подключаются:
   • нулевые проводники осветительной сети напрямую;
   • ноль подключения УЗО 1 группы на 10 мА;
   • ноль подключения УЗО 2 группы на 30 мА.
3. К фазной шине подключается вся нагрузка, включая УЗО 1 и 2 группы.

Схема подключения УЗО: 1 — вводной автомат; 2 — счётчик; 3 — общее селективное УЗО; 4 — кросс-модуль; 5 — автоматы осветительной сети; 6 — автомат для защиты УЗО; 7 — УЗО первой группы 10 мА; 8 — УЗО второй группы 30 мА; 9 — нулевая шина; 10 — шина заземления

Поскольку нулевой контакт устройств дифференциальной защиты расположен справа, сами приборы располагают в правой части ряда, чтобы впоследствии выполнить раздачу фаз по автоматическим выключателям гребёнкой.

После УЗО 1 и 2 группы устанавливаются дополнительные шины или кросс-модули, к которым подключаются все линии, входящие в соответствующую группу защиты.

Если устройство защитного отключения или дифференциальный автомат устанавливаются в местных групповых щитках, они всегда следуют по схеме первыми. Исключение составляют линии освещения, питание на которые подаётся со входных клемм защитных устройств.

Для снижения переходного сопротивления многопроволочные жилы следует обжать наконечниками. Контроль усилия затяжки для модульных устройств не критичен, однако требуется перетяжка контактов спустя 48–72 часа после завершения монтажа.

Проверка и устранение неисправностей

Установка УЗО практически в любую систему электроснабжения позволяет точно проверять подключенные к сети устройства и линии на предмет проблем с изоляцией и пробоя на корпус.

Для этого УЗО и стараются сдвинуть как можно ближе к вводному автомату: область защиты при этом становится только шире, при этом проблемная точка легко детектируется путём последовательного перебора подключенных линий.

Ложное срабатывание УЗО практически всегда является следствием какого-либо действия человека: прикосновения к корпусу техники, включения прибора в розетку и т. д. Таким образом, место утечки в большинстве случаев удаётся достаточно быстро локализовать.

Если срабатывает вводное УЗО, контролирующее несколько групп, линию со слабой изоляцией определяют путём последовательного отключения розеточных групп и контроля за работоспособностью электросети.

Обнаруженная сеть может переключаться на питание в обход УЗО, но только с переподключением обоих проводников и только если такое изменение схемы допустимо с точки зрения электробезопасности. В остальных случаях требуется либо установка диффзащиты на большее значение тока утечки, либо восстановление изоляции линии.

Периодически нужно тестировать работоспособность механизма. Для этого в каждом устройстве предусмотрена тестовая кнопка, замыкающая один выходной полюс с противоположным входным через токоограничивающее сопротивление.

Таким образом, имитируется утечка, значение которой с высокой точностью приближено к порогу срабатывания.

Отсутствие реакции на нажатие тестовой кнопки может служить как о неисправности прибора, так и о слишком низком рабочем напряжении.