УЗО (устройство защитного отключения) подключают по разным схемам. Вы не допустите ошибки если сначала уясните для себя как нельзя его подключать.

Подключение вот по такой схеме:

когда УЗО установлено сразу после счетчика НЕ ПРАВИЛЬНОЕ .

Перед устройством всегда должен устанавливаться автоматический выключатель (АВ).

Исключением может быть только установка вместо УЗО дифференциального автомата (АД).

Такая схема подключения имеет свой недостаток - в случае утечки тока на одном из потребителей (стиралка, эл. плита, эл. чайник...), сработает защита и отключит питание всей квартиры, что не очень то удобно. И возможности подать напряжение, даже для освещения, не будет до полного устранения неисправности. А представьте себе, что поломка произошла в темное время суток... Ремонт будет очень даже затруднителен.

Когда я беру квартиру в ремонт, предлагаю своим заказчикам устанавливать УЗО на каждую отдельную линию потребителей (стиральную машину, бойлер, эл. плиту, розеточную группу, питание ванной комнаты, теплые полы...). А, к примеру, на освещение и кондиционер устанавливать только автоматические выключатели.

Схема подключения получается, приблизительно, вот такая:

Такой вариант на порядок дороже обычного и увеличенное количество приборов может не поместиться в распределительном щитке, но за комфорт и безопасность нужно платить. А место в щитке можно сэкономить, если вместо автоматического выключателя с УЗО устанавливать диф. автомат. Места он занимает меньше, а функции выполняет те же что АВ и УЗО вместе взятые.

Использование подключения устройства защитного отключения (УЗО) в мировой практике — популярное условие усиления безопасности потребителей электроэнергии. Количество людей, жизнь которых спасена установкой УЗО, трудно пересчитать. Применение данного прибора в линиях подачи электроэнергии высотных домов и загородных коттеджей, предотвращает пожары и аварийные ситуации.

Что такое устройство защитного подключения

Электрический ток — направленное движение заряженных частиц, которое визуально не проявляется, признаки опасности отсутствуют даже при наличии заземления. Последствия негативного воздействия заряда на человеческий организм проявляются мгновенно, бывают разной степени тяжести, до летального исхода.

Метод использования узо до сих пор трактуется двояко: в цепи защиты проводника электроэнергии не предусмотрена установка коммутирующей аппаратуры. Формулировка периодически видоизменялась, но смысл оставался без изменений: запрещено устанавливать, но они являются коммутирующими приборами. Размыкая электроцепь с заземлением, узо одновременно препятствует повреждению защитного прибора при отключении энергии.

Первое применение узо — схема релейной защиты линии электропередач путем отключения электричества в случае аварии при срабатывании тока утечки. Затем область подключения расширилась на охрану безопасности отдельных объектов электрооборудования. Согласно рабочей схемы на узо предусмотрены два контакта, методика функционирования данного прибора не предусматривает обязательного подключения заземления.

Задачи УЗО

При монтаже электрической сети с заземлением учитывается главная задача УЗО — увеличение степени безопасности при возгорании под действием токов утечки либо замыкания электросети. В этом случае возрастает недостаточность величины силы тока для обеспечения автоматического выключения.

Следующая задача — необходимость гарантии безопасности пользователей при возникновении прямой угрозы поражения электротоком в случае:

• неосторожного обращения с оголенными проводами;
• пользования электроприборами с нарушенной изоляцией.

Конструкция и вешний вид УЗО не отличается от привычных автоматических выключателей. Область применения данных устройств распространяется на виды сети электрического тока, независимо от числа рабочих фаз. При создании непредвиденных аварийных ситуаций УЗО срабатывают в автоматическом режиме, обесточивая поврежденную электрическую сеть.

Единственным отличием работы считается реакция на уровень тока утечки, тогда как прочая автоматика реагирует на возникновение короткого замыкания в поврежденной однофазной сети либо резкому скачку тока перегрузки.

Для надежности контроля за функционалом электрических сетей схема монтажа предполагает размещать УЗО вместе с автоматическими предохранителями, располагая его в цепи последовательно с целью защиты от разрушительного действия внезапных скачков тока в момент аварийных ситуаций. В магазинах представлены устройства защитного отключения для функционала при токе утечки:

• 10мА;
• 30мА;
• 100мА;
• 300мА.

В случае подключения УЗО так, как предлагает рабочая схема, должны присутствовать три проводника:

• фаза;
• ноль;
• заземление.

Для подключения нормального функционала автоматического предохранителя хватает сети в режиме «фаза-ноль». В данном случае срабатывает схема «заземление — проводник» — происходит отвод «лишнего» напряжения в момент всплеска электрического тока при аварии.

Принцип построения схемы подключения УЗО

Для корректной работы данного защитного устройства в каждом индивидуальном случае схему подключения к электрической сети следует разрабатывать отдельно. По мнению профессионалов — электриков вероятным местом подключения узо в жилой квартире либо загородном доме считается точка в непосредственной близости от источника электроэнергии. Для квалифицированной работы данные устройство используют одновременно с автоматическими выключателями, устанавливая последовательно. Монтаж сети электрического тока выполняется по двум схемам.

1. Схема 1. При желании подключить одно защитное устройство на общую линию электроэнергии, негативный момент в данной ситуации — отключение сети при создании аварийной ситуации на одном из участков. В этом случае поиск поврежденной зоны затянется на длительное время.
2. Схема 2. При возможности подключить узо на каждой конкретной линии сети индивидуально, при возникновении нештатной ситуации подача энергии произойдет на отдельно взятом поврежденном участке. В оставшуюся однофазную сеть электроэнергия продолжает поступать, все приборы и оборудование продолжат функционировать в привычном режиме. Эта схема требует увеличения финансовых затрат, но эти затраты неоспоримо оправданы.

Каждая схема подключения узо в однофазной сети требует серьезного отношения при монтаже и дальнейшей эксплуатации.

Вариации бытовых УЗО

По мере развития электроники, работа которой основана на полупроводниковых уприборах, УЗО постоянно совершенствуются. Для защиты потребителя от поражения электротоком разработаны бытовые приборы, функционирующие по методу реле емкости и срабатывающие на скачки емкостных токов смещения.

УЗО-Е отличается:

• повышенной степенью чувствительности;
• мгновенным срабатыванием в случае аварии;
• работой без заземления.

Негативным моментом в функционале данного устройства считается реакция непосредственно на проявление тока утечки, независимо от источника возникновения. Область применения защитного УЗО-Е сильно ограничена — спецоборудование при присутствии индикаторов прикосновения.

При реконструкции принципов действия УЗО-Е разработано защитное устройство, срабатывающее от разницы баланса силовых проводников. Это УЗО получило название «дифференциальное». Если подключить УЗО-Д в однофазной электросети с заземлением происходит фиксация данных величины значения электрического тока на фазе и нуле, при работе с трехфазной электрической сетью — учитываются три направления тока и заземление. Спецификой составления схемы и последующего монтажа считают нерентабельность присоединения проводников, не обладающих мощностью, из-за возможных ошибок в работе всей сети.

Лучше подключить дифференцированные электромеханические УЗО-ДМ, которые пользуются надежной популярностью. Надежность данного устройства позволила совместить в одном корпусе непосредственно УЗО и автомат защиты, гарантирующий полную безопасность потребителей.

Заключение

Главное условие подключения узо в электрической сети — схема, где положение после автоматических выключателей, что считается гарантией предохранения от скачков счетчика потребления электротока и непосредственно устройства защиты. Поломка данного прибора возникает при превышении величины однофазного электротока рабочих параметров. Во избежании проблем нужно подключить автомат с номиналом, не превышающим рабочий ток узо. При неправильном подключении устройство защиты не сможет функционировать!

Обезопасит электропроводку в частном доме либо квартире от токов утечки, но в то же время не защитит провода от короткого замыкания и перегрузок электросети. Именно поэтому данное изделие устанавливают вместе с автоматическим выключателем. Далее мы рассмотрим, как правильно сделать схему подключения однофазного УЗО к сети с заземлением и без него!

Лучше всего осуществлять монтаж изделия после электрического счетчика, но перед автоматом.

К Вашему вниманию 4 типовых схемы подключения УЗО в однофазной сети.

Подсоединение одного общего АВДТ:

Схема монтажа нескольких устройств защитного отключения на каждую группу:

Подключение нескольких устройств защитного отключения вместе с вводным АВДТ:

Монтаж в двухпроводной сети (без заземления):

Учтите, что подключать аппарат нужно сверху, последняя картинка предоставлена только для наглядности, чтобы вы понимали, как монтируется УЗО в сети без заземляющего проводника. Также обратите внимание на то, что каждый из вариантов имеет следующую последовательность подсоединения элементов: вводной автомат – счетчик – УЗО. Такая схема максимально защищает Вашу электропроводку от всех видов угроз.

• Если проводка в частном доме либо квартире будет включать в себя не один мощный электроприбор, то лучше для каждой группы проводников установить по отдельному устройству защитного отключения. Такой вариант позволит контролировать каждый прибор отдельно и в свою очередь при неполадках отключать электроэнергию не во всей электросети, а только в определенном месте.
• Если электросеть будет простой, без мощной бытовой техники, то лучше использовать . Данный аппарат одновременно защищает сеть не только от токов утечки, но и от КЗ вместе с перегрузками (функции АВ).

На видео ниже наглядно рассматриваются предоставленные варианты монтажа автоматическиого выключателя дифференциального тока, а также объясняется, где рационален каждый из способов подсоединения.

В этой статье рассмотрен вопрос подключения УЗО к двухпроводной сети, без заземления. 2 основные схемы установки, 5 основных ошибок при эксплуатации изделия.

ТЕСТ:

1. Можно ли установить УЗО в двухпроводной сети?

1. Обязательно ли заземление для устройства защиты?

1. Устанавливается ли 2 и более изделий в двухфазной сети?

1. Возможно ли каскадное подключение реле защиты?

1. Соединяются ли провода заземления и «нуля» в розетке?

Ответы:

1-А, 2-Б, 3-А, 4-А. 5-Б.

УЗО – аббревиатура обозначающая устройство защитного отключения электричества. Его применение в электросети обеспечивает безопасность использования энергосистемы для пользователя.

Устанавливается защита в однофазную сеть без заземления ? Ответ: да! Для безопасной эксплуатации этого устройства не обязательно заземление. Это определяется по схеме подключения изделия расположенной на его корпусе. Рассмотрим принцип действия и включение устройства в энергосистему.

Включение устройства в сеть нужно производить в соответствии со схемой, в противном случае не гарантируется корректная работа изделия и безопасность его использования.

2 шага подключения в однофазной сети

Устанавливаем изделие и смотрим 2 фото с примером. На корпусе имеются клеммы входа и выхода – «ноль» и «фаза». Внизу размещены клеммы выхода, для фиксации соответствующих проводов пользователя. Размещение элементов подключения стандартно для электроприборов, гнезда контактов входа сверху, разъёмы выхода снизу. Назначение клемм обозначено на корпусе литерами L и N. Клемма N(ноль) одна, от 2 до 6 клемм – это L(фаза). На лицевой панели есть кнопка ТЕСТ и контрольный световой индикатор.

Ниже, на фото показано изделие со снятой крышкой. На крышке схематично изображена схема включения прибора в сеть. Сверху и снизу расположены группы клемм для присоединения проводов. Фиксация проводов в гнёздах разъёмов производится винтами.

2 важных момента — как подключить автоматы в щитке и устройство защиты без провода заземления

Изделие можно установить прямо в щитке, если на шине имеется свободное место для его крепления. Подключение производится по схеме на корпусе прибора.

На фото выше видно 2 интересных момента:

1. Провод в синей изоляции «ноль» уходит на клеммную колодку, и дальше на контакты потребителей.
2. Красный провод – «фаза» подключается к группе автоматических выключателей, и к потребителю электроэнергии.

Обратите внимание на 2 важных элемента на схеме. Заземление проведено через шину и выведено напрямую на токоведущий кабель. Провода «ноль» распределяются через клеммную колодку.

2 ответа о защите без заземления

Часто возникает вопрос о возможности установки УЗО в двухпроводной сети без заземления? Подключение заземление в этом случае проводится помимо устройства защиты.

Подробнее стоит остановиться на определении схемы установки изделия. Одно или несколько устройств защиты? Но в этом случае нужно ориентироваться именно на возможности и параметры самой электросети. В ряде случае наиболее оптимальным будет схема с одним устройством. Но при большом количестве потребителей или для повышенной пожаробезопасности потребуется ступенчатая схема, либо подключение нескольких защитных устройств.

3 фактора, определяющие, работает изделие без заземления или нет

Правильный выбор схемы включения в сеть – это основной фактор, влияющий на работоспособность изделия. Оголённые концы провода в клеммах надёжно зафиксированы. Важно подключать провода в предназначенные для них разъёмы, обозначенные литерами на корпусе устройства. Важно учитывать следующие факторы:

1. Понимание принципа работы. Это нужно для выбора схемы включения в энергосеть.
2. Выбор устройства по его техническим характеристикам, в соответствии с параметрами энергосети.
3. Включение устройства в двухпроводную сеть без заземления, требует обязательной установки автоматических выключателей.

Работы по установке изделия проводятся при обесточенной сети, после подключения необходимо проверить, верна ли установка. Для этого в устройстве есть функции тестирования и индикации. Кнопка ТЕСТ поможет проверить правильность подключения устройства.

Устанавливая электроприборы, соблюдайте технику безопасности!

2 момента работы в двухпроводной сети без заземления

В двухпроводной сети через устройство проходят всего два провода: «ноль» и «фаза». УЗО отслеживает и сравнивает параметры тока на обеих. При появлении неисправности в электросети параметры тока изменяются. После изменений значения тока, контакты размыкаются, отключая повреждённый участок.

Защита не сработает при пробое и попадании фазы на корпус и при утечке тока напряжением ниже порогового значения. Срабатывание защиты происходит только после замыкания сети.

Например, в работающей стиральной машине повреждена изоляция одного из токоведущих проводов, и этот участок соприкасается с корпусом. Металл корпуса стиральной машины проводит электроток, поэтому приближение к ней становится потенциально опасным, не говоря уже о её касании. При соприкосновении с её корпусом вам грозит удар током. Именно в этот момент, защита размыкает контакт, отключая повреждённый участок и ограждая пользователя от травм. По этой причине установка защиты в однофазной электросети обязательна, именно это изделие при необходимости оградит вас от получения травм.

2 способа подключения стиральной машины без заземления с помощью У З О

В первом случае используется дифференциальный автомат, использование в этом случае самого автоматического выключателя не обязательно. Дифференциальный автомат совмещает его функции и защиту. Но в тоже время стоимость такого оборудования чуть больше чем УЗО.

Дифференциальный автомат

Вторым вариантом будет установка защиты и автоматического выключателя, в этом случае электрооборудование займёт больше места, будет более громоздким, но стоимость такой схемы гораздо ниже.

На примере показано подключение УЗО без заземления для стиральной машины. Легенда на схеме наглядно показывает, как его подключить.

5 ошибок при подключении У З О в однофазную сеть

Чем угрожают ошибки при подключении и эксплуатации устройства защиты? Это невыполнение своих задач, отсутствие реакции на повреждения в сети и периодические ложные отключения её участков.

Ошибками при включении устройства в энергосеть будут:

1. Соединение выходного провода «ноль» с проводом заземления.
2. «Фаза» и «ноль» обязательно подключаются через клеммы изделия, вывод «нуля» помимо УЗО приведёт к периодическим срабатываниям защиты.
3. Нельзя включать в сеть перемычки между группами контактов «ноль» разных потребителей с отдельными защитными устройствами.
4. Подключение проводов к непредназначенным для них клеммам, «фаза» – L, «ноль» – N.
5. После отключения участка электросети необходимо устранить неисправность повлёкшую отключение, а не включать УЗО снова.

Список не полный, тут указаны только основные ошибки, допускаемые при подключении устройства в сеть и его эксплуатации. Более подробно ошибки подключения описаны в видео.

УЗО ошибки при подключении

Не забывайте тестировать устройства при их установке, в дальнейшем, при замурованных в стены проводах, распаечных и распределительных коробках работа будет затруднена.

2 схемы как подключить У.З.О. без заземления в квартире

Ответ на вопрос будет ли работать УЗО без заземления в квартире, достаточно сложен. Ответить на него гораздо сложнее, чем его установить. Это связано с тем, что в квартирах используется как проводка с заземлением, так и без неё. Часто без заземления встречается проводка в домах старой постройки.

В таких квартирах подключение защиты особых сложностей не вызывает, необходимо лишь выбрать наиболее предпочтительную схему установки. Будет ли одно изделие на всех потребителей или несколько устройств, с распределением защиты. Первая схема проще, требуется установить одно УЗО и подключить его к автоматам выключения. Вторая схема сложнее в исполнении, но более предпочтительна в плане безопасности. Её достоинства:

• проще найти неисправность в отдельном участке сети, чем обследовать всю энергосеть на предмет пробоя или повреждений;
• при аварийном отключении участка, остальная система электропитания продолжает функционировать.

Наиболее распространённой для квартиры остаётся именно схема с одним изделием.

Подключение стиральной машины.

Если заменить стиральную машину водонагревателем, то принципиально схема не изменится. Единственным элементом, изменяемым в этой схеме будет потребитель тока. Это ответ на вопрос – как подключить защиту без заземления к водонагревателю или варочной панели.

Нельзя объединять «ноль» и заземление в одно, в розетках и распаечных коробках, это может привести к отключению сети при получении нагрузки. Подробнее об этом рассказано в видео.

Как делать не надо. Опасные способы заземления.

Задача вводного устройства – это защита системы от возникновения пожара в случае короткого замыкания, оно может сработать как по отдельному потребителю, так и по суммарному значению скачка нагрузок с нескольких.

Как подключить УЗО без заземления к бойлеру? Бойлер – энергоёмкий агрегат, кроме того, опасный в плане неисправностей. По этой причине рекомендуется обязательная установка устройства защиты на участок сети с ним. Схема установки не отличается от стандартной. Включение в электросеть после автомата выключения. В двухпроводной сети к изделию подходят «фаза» и «ноль», провод заземления пропускается помимо устройства.

3 основных параметра защиты — У З О без заземления на даче

Отдельно нужно рассмотреть подключение защиты в энергосистеме дачного дома. В этом случае нагрузки небольшие, так как число потребителей невелико, поэтому в качестве противопожарного устройства достаточно установить универсальное УЗО на 25-40А, в зависимости от нагрузки. Схема подключения на даче без заземления не отличается от схемы монтажа в квартире или доме. Разница лишь в технических параметрах оборудования. Для дачного домика характерно:

• малое потребление электроэнергии;
• небольшое количество потребителей;
• повышенная пожаробезопасность оборудования.

Сама схема не отличается от вышеприведённых. Выход «фазы» с изделия на автоматы выключения, «ноль» на клеммную коробку с дальнейшим распределением на потребителей. Заземление соединяется с входным кабелем напрямую.

5 часто задаваемых вопросов

Основной вопрос, возникающий при изучении темы – возможна ли работа УЗО в двухфазной сети? Ответ: да, можно эксплуатировать прибор без заземления. Подробности рассмотрены нами выше. Модернизация электросети в больших объёмах не требуется.

Второй вопрос, для чего нужна защита? Устройство защитного отключения обеспечивает безопасность потребителя, отключая участок электрической сети. Нужно, более того защиту необходимо установить на опасном участке.

Подключается УЗО своими руками или требуется помощь профессионального электрика? Да, своими руками установить электрооборудование можно. Но, если вы не уверены в своих силах в расчёте характеристик или монтаже, стоит пригласить электриков.

Опасны ли ошибки при подключении электрооборудования? Да, в лучшем случае они приведут к ложным отключениям сети, в худшем к неисправности потребителей электроэнергии или к травмам пользователя.

Как выбрать УЗО? Для этого нужно понимать принцип его работы, и параметры вашей электросети. Исходя из этих параметров, подбирается тип изделия и схема его подключения.

Подключение УЗО (устройства защитного отключения) – общепринятая в мировой практике мера повышения электробезопасности потребителей. Счет спасенных УЗО человеческих жизней идет на миллионы, а применение УЗО в сетях энергоснабжения многоквартирных и частных жилых домов, жилых массивов и промышленных объектов предотвращает миллиардный ущерб от пожаров и аварий.

Но правило Галена: «Все есть яд и все есть лекарство» справедливо не только в медицине. Внешне несложное, УЗО при бездумном или безалаберном применении может не только ничего не предотвратить, но и стать источником неприятностей. По аналогии: кто-то построил Кижи одним топором, кто-то может им же кой-какой шалашик соорудить, а кому-то топор и в руки давать нельзя, отрубит себе что-нибудь. Так что давайте познакомимся с УЗО поосновательнее.

Прежде всего

Любой серьезный разговор об электричестве обязательно коснется правил электробезопасности, и не зря. Электрический ток не несет видимых признаков опасности, действие его на человеческий организм развивается мгновенно, а последствия могут быть длительными и тяжелыми.

Но в данном случае речь пойдет не об общих правилах производства электромонтажных работ, которые и так хорошо известны, а о другом: УЗО в старую советскую систему электроснабжения TN-C, в которой защитный проводник объединен с нейтралью, вписывается очень плохо. Долго было неясно, вписывается ли вообще.

Все издания ПУЭ однозначно требуют: в цепях защитных проводников запрещается установка коммутирующих устройств. Формулировка и нумерация пунктов менялись от редакции к редакции, но суть понятна, как говорится, и птице марабу. Но как быть с рекомендациями к применению устройств защитного отключения? Они – коммутирующие устройства, и в то же время включаются в разрыв как фазы, так и НУЛЯ, который одновременно и защитный проводник?

Наконец, в 7-й актуальной редакции ПУЭ (ПУЭ-7А; Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7 издание, с дополнениями и изменениями, М. 2012) п. 7.1.80 все-таки поставил точки над i: «Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C)». Вызвано такое ужесточение, вопреки прежним рекомендациям, зафиксированными случаями электротравматизма ПРИ СРАБАТЫВАНИИ УЗО.

Поражение электротоком из-за неправильного подключения УЗО

Поясним на примере: Хозяйка за стиркой, в машине пробило на корпус ТЭН, как показано на рисунке желтой стрелкой. Поскольку 220 В ток распределяет по всей длине ТЭНа, на корпусе окажется что-то около 50 В.

Тут вступает в силу следующий фактор: электрическое сопротивление человеческого тела, как и любого ионного проводника, зависит от приложенного напряжения. С его увеличением сопротивление человека падает, и наоборот. Скажем, в ПТБ приводится абсолютно обоснованная расчетная величина в 1000 Ом (1 кОм), при потной распаренной коже или в состоянии опьянения. Но тогда при 12 В ток должен быть 12 мА, а это больше неотпускающего (судорожного) тока в 10 мА. Кого-то когда-то било 12 В? Даже вдрызг пьяного в джакузи с морской водой? Наоборот, по тем же ПТБ 12 В – абсолютно безопасное напряжение.

При 50-60 В на мокрую распаренную кожу ток не превысит 7-8 мА. Это сильный, болезненный удар, но ток меньше судорожного. Возможно, понадобится лечение от последствий, но до реанимации с дефибрилляцией дело не дойдет.

А теперь «защитимся» УЗО, не понимая сути дела. Его контакты размыкаются не мгновенно, а в течение 0,02 с (20 мс), и не абсолютно синхронно. С вероятностью в 0,5 первым разомкнется НУЛЕВОЙ контакт. Тогда, образно говоря, потенциальный резевуар ТЭНа со скоростью света (буквально) наполнится до 220 В по всей его длине, и на корпусе окажется 220 В, а ток через тело пройдет 220 мА (красная стрелка на рисунке). Менее чем на 20 мс, но 220 мА – это два с лишним мгновенно убивающих значения в 100 мА.

Так что же, в старых домах УЗО ставить нельзя? Все-таки можно, но осторожно, с полным пониманием дела. Нужно правильно выбрать УЗО и правильно его подключить. Как? Об этом будет рассказано далее в соответствующих разделах.

УЗО – что и как

УЗО в электрике появились одновременно с первыми ЛЭП в виде релейной защиты. Назначение всех УЗО остается неизменным по сей день: отключать подачу электроэнергии при возникновении аварийной ситуации. Как индикатор аварии в подавляющем большинстве УЗО (и во всех бытовых УЗО) используется ток утечки – при его повышении сверх заданного предела УЗО срабатывает и размыкает цепь электропитания.

Затем УЗО начали применять для защиты от пробоя и возгорания отдельных электроустановок. До поры, до времени, УЗО оставались «противопожарными», они реагировали на ток, исключающий зажигание дуги между проводами, менее 1 А. «Пожарные» УЗО выпускаются и применяются по сей день.

Видео: что такое УЗО?

УЗО-Е (емкостные)

С развитием полупроводниковой электроники начались попытки создать УЗО бытовые, предназначенные для защиты человека от поражения электротоком. Они работали по принципу емкостного реле, реагирующего на реактивный (емкостный) ток смещения; при этом человек работает как антенна. На том же принципе построен всем известный индикатор-фазоуказатель с неонкой.

УЗО-Е обладают исключительно высокой чувствительностью (доли мкА), могут быть выполнены практически мгновенно срабатывающими и абсолютно равнодушны к заземлению: ребенок, стоящий на изолирующем полу и дотянувшийся пальчиком до фазы в розетке, ничего не ощутит, а УЗО-Е его «почует» и отключит напряжение, пока он не уберет палец.

Но УЗО-Е имеют принципиальный недостаток: в них поток электронов тока утечки (ток проводимости) есть следствие возникновения электромагнитного поля, а не его причина, поэтому они крайне чувствительны к помехам. Нет теоретической возможности «научить» УЗО-Е отличать маленького шелапута, расковырявшего «интересную штучку», от заискрившего на улице трамвая. Поэтому УЗО-Е применяются лишь изредка для защиты спецоборудования, совмещая прямые свои обязанности с индикацией прикосновения.

УЗО-Д (дифференциальные)

«Вывернув» УЗО-Е «наоборот», удалось найти принцип работы УЗО «умного»: нужно идти непосредственно от первичного потока электронов, а утечку определять по разбалансу (разнице) полных токов в СИЛОВЫХ проводниках. Если от потребителя оттекает ровно столько же, сколько к нему ушло, все в порядке. Если пошел разбаланс – где-то течет, нужно отключать.

Разница по-латыни differentia, по-английски difference, поэтому такие УЗО назвали дифференциальными, УЗО-Д. В однофазной сети достаточно сравнить величины (модули) токов в фазном проводе и нейтрали, а при подключении УЗО в трехфазной сети – полные векторы токов всех трех фаз и нейтрали. Существенная особенность УЗО-Д – в любой схеме электропитания защитный и прочие проводники, не передающие потребителю мощность, должны проходить мимо УЗО, иначе неизбежны ложные срабатывания.

Для создания бытовых УЗО-Д потребовалось довольно много времени. Во-первых, нужно было точно определить величину тока разбаланса, безопасную для человека при времени воздействия, равном времени срабатывания УЗО. УЗО-Д, настроенные на неощутимый или на меньший неотпускающего ток, оказывались большими, сложными, дорогими, а наводки «ловили» лишь немного хуже УЗО-Е.

Во-вторых, нужно было разработать высококоэрцитивные ферромагнитные материалы для дифференциальных трансформаторов, см. ниже. Радиоферрит вообще не годился, не держал рабочую индукцию, а УЗО-Д с трансформаторами на железе оказывались слишком медленными: собственная постоянная времени даже небольшого железного трансформатора может достигать 0,5-1 с.

УЗО-ДМ

Принцип работы дифференциального электромеханического УЗО

К 80-м годам исследования успешно завершились: ток по опытам на добровольцах выбрали 30 мА, а быстродействующие дифтрансформаторы на феррите с индукцией насыщения в 0,5 Тл (Тесла) позволили с вторичной обмотки снимать мощность, достаточную для непосредственного привода электромагнита размыкателя. В быту появились дифференциальные электромеханические УЗО-ДМ. В настоящее время это самый распространенный тип бытовых УЗО, так что ДМ опускают, а говорят или пишут просто УЗО.

Дифференциальное электромеханическое УЗО работает так, см. рис справа:

Внешний вид с пояснениями обозначений на корпусе трехфазного и однофазного УЗО показан на рисунке сверху.

Примечание: кнопкой «Тест» УЗО положено проверять ежемесячно и при каждом повторном включении.

Электромеханическое УЗО защищает только от утечки, но его простота и «дубовая» надежность позволили объединить в одном корпусе УЗО и токовый защитный автомат. Для этого потребовалось всего лишь сделать тягу фиксатора размыкателя двойной и завести ее в электромагниты токовый и УЗО. Так появился дифференциальный автомат, обеспечивающий полную защиту потребителей.

Внешний вид дифавтомата (слева) и УЗО (справа)

Однако дифавтомат – не УЗО и автомат в отдельности, это следует четко помнить. Внешние различия (силовой рычаг, вместо флажка или кнопки повторного включения), как рисунке – это только внешность. Важное отличие УЗО от дифференциального автомата сказывается при установке УЗО в системах электроснабжения без защитного заземления (TN-C, автономное электропитание), см. ниже раздел о подключении УЗО без земли.

Важно: отдельное УЗО предназначено для защиты ТОЛЬКО от утечки. Его номинальный ток показывает, до какой его величины УЗО сохраняет работоспособность. УЗО на номиналы 6,3 и 160 А с одинаковым разбалансом в 30 мА дают одинаковую степень защиты. В дифавтоматах ток отсечки автомата всегда меньше номинального тока УЗО, чтобы УЗО не сгорело при перегрузке сети.

В данном случае «Е» означает не емкость, а электронику. УЗО-ДЕ выполняются встроенными непосредственно в розетку или электроустановку. Разность токов в них улавливает полупроводниковый магниточувствительный датчик (датчик Холла или магнитодиод), его сигнал обрабатывается микропроцессором, а цепь размыкает тиристор. УЗО-ДЕ, помимо компактности, имеют следующие достоинства:

• Высокая чувствительность, сравнимая с УЗО-Е, в сочетании с помехоустойчивостью УЗО-ДМ.
• Как следствие высокой чувствительности – способность реагировать на ток смещения, т.е., УЗО-ДЕ упреждающее, отключит напряжение, прежде чем оно кого-то ударит независимо от наличия заземления.
• Высокое быстродействие: для «раскачки» УЗО-ДМ необходим хотя бы один полупериод 50 Гц, т.е. 20 мс, и хотя бы одна опасная полуволна должна пройти через тело, чтобы УЗО-ДМ сработало. УЗО-ДЕ способно срабатывать при напряжении «пробойной» полуволны в 6-30 В и отсечь ее в зародыше.

Недостатки УЗО-ДЕ прежде всего высокая стоимость, собственное энергопотребление (ничтожное, но при падении напряжения сети УЗО-ДЕ может не сработать) и склонность к отказам – электроника все-таки. За рубежом чипованные розетки широко распространились еще в 80-х; в некоторых странах их применение в детских комнатах и учреждениях обязательно по закону.

У нас УЗО-ДЕ пока мало известны, а зря. Пререкания папы с мамой по поводу затрат на розетку с «защитой от дурака» не сравнимы с ценой детской жизни, даже если в квартире бесчинствует неисправимый вредина и баламут.

Индексы УЗО-Д

В зависимости от устройства и назначения к наименованию УЗО могут добавляться основные и дополнительные индексы. По индексам можно сделать предварительный выбор УЗО для квартиры. Основные индексы:

• AС – срабатывают от разбаланса переменной составляющей тока. Выполняются, как правило, противопожарными, на разбаланс 100 мА, т.к. не могут защитить от кратковременной импульсной утечки. Недороги и весьма надежны.
• A – реагируют на разбаланс как переменного, так и пульсирующего токов. Основное исполнение – защитные на 30 мА разбаланса. Возможны ложные срабатывания/несрабатывания в системе TN-C в любом случае, а в TN-C-S при плохом заземлении и/или наличии мощных потребителей со значительной собственной реактивностью и/или импульсными блоками питания (ИБП): стиральная машина, кондиционер, варочная поверхность, электродуховка, кухонный комбайн; в меньшей степени – посудомойка, компьютер, домашний кинотеатр.
• В – реагируют на ток утечки любого рода. Это либо промышленные УЗО «пожарного» типа на 100 мА разбаланса, либо встроенные УЗО-ДЕ.

Дополнительные индексы дают представление о дополнительных функциональных возможностях УЗО:

• S – селективное по времени срабатывания, оно регулируется в пределах 0,005-1 с. Основная область применения – в энергоснабжении объектов, запитанных по двум лучам (фидерам) с автоматом ввода резерва (АВР). Регулировка времени срабатывания необходима, чтобы при пропадании основного луча успел сработать АВР. В быту иногда применяются в элитных коттеджных поселках или особняках. Все селективные УЗО – пожарные, на разбаланс 100 мА, и требуют установки после себя защитных 30 мА УЗО на ток меньшей ступени, см. далее.
• G – быстродействующие и сверхбыстродействующие УЗО с временем срабатывания 0,005 с и менее. Применяются в детских, учебных, лечебных учреждениях и в других случаях, когда недопустим «проскок» хотя бы одной поражающей полуволны. Исключительно электронные.

Примечание: бытовые УЗО чаще всего не индексируются, а различаются по исполнению и току разбаланса: электромеханические на 100 мА – АС, они же на 30 мА – А, встроенные электронные – В.

Почти неизвестная неспециалистам разновидность УЗО – не дифференциальные, срабатывающие по току в защитном проводнике (Р, РЕ). Применяются в промышленности, в военной технике и в других случаях, когда потребитель создает сильные помехи и/или имеет собственную реактивность, способную «сбить с толку» даже УЗО-ДМ. Могут быть как электромеханическими, так и электронными. Чувствительность и быстродействие для бытовых условий – неудовлетворительны. Обязательно высококачественное обслуживаемое заземление.

Выбор УЗО

Чтобы правильно подобрать УЗО, индекса мало. Нужно также выяснить следующее:

• Покупать отдельно УЗО с автоматом или дифавтомат?
• Подобрать или рассчитать значение отсечки по экстратоку (перегрузке);
• Определить номинальный (рабочий) ток УЗО;
• Определить требуемый ток утечки – 30 или 100 мА;
• Если вышло, что для общей защиты нужно «пожарное» УЗО на 100 мА, определить, сколько, где и каких требуется вторичных «жизненных» УЗО на 30 мА.

Отдельно или вместе?

В квартире с проводкой TN-C о дифавтомате можно забыть: ПУЭ запрещает, а проигнорировать, так электричество само скоро напомнит. В системе TN-C-S дифавтомат обойдется дешевле двух раздельных устройств, если намечена реконструкция проводки. Если же токовый автомат уже стоит, то дешевле выйдет согласованное с ним по рабочему току отдельное УЗО. Писания на тему: УЗО с обычным автоматом несовместимо – дилетантская несусветица.

На какую перегрузку рассчитывать?

Ток отсечки автомата (экстраток) равен максимально допустимому току потребления квартиры (дома), умноженному на 1,25 и дополненному до ближайшего большего значения из стандартного ряда токов 1, 2, 3, 4, 5, 6.3, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000 и 6300 А.

Максимальный ток потребления квартиры должен быть записан в ее техпаспорте. Если нет – можно узнать в эксплуатирующей здание организации (обязаны сообщать по закону). В старых домах и новых бюджетных максимально допустимый ток, как правило, 16 А; в новых обычных (семейных) – 25 А, в бизнес-классе – 32 или 50 А, а в люксах 63 или 100 А.

Для частных домовладений максимальный ток рассчитывают по лимиту потребляемой мощности из техпаспорта (уж его-то прописать инстанции не упустят) из расчета 5 А на киловатт, с коэффициентом 1,25 и дополнением до ближайшего большего стандартного значения. Если в техпаспорте прямо прописано значение максимального тока потребления, за основу расчета берут его. Добросовестные проектировщики на плане электропроводки прямо указывают ток отсечки главного автомата, так что и считать не приходится.

Номинальный ток УЗО

Номинальный (рабочий) ток УЗО берут на ступень выше тока отсечки. Если ставится дифавтомат, его выбирают ПО ТОКУ ОТСЕЧКИ, а токовый номинал УЗО заложен в нем конструктивно.

Видео: УЗО или дифавтомат?

Ток утечки и общая схема защиты

Для квартиры с проводкой TN-C-S не будет ошибкой без лишних размышлений взять УЗО на разбаланс 30 мА. Системе квартире TN-C далее будет посвящен отдельный раздел, а вот для частных домов ясных и окончательных рекомендаций сразу дать нельзя.

По п. 7.1.83 ПУЭ рабочий (естественный) ток утечки не должен превышать 1/3 тока разбаланса УЗО. Но в доме с электрическим теплым полом в прихожей, освещением двора и электроподогревом гаража зимой рабочий ток утечки может достигать 20-25 мА при жилой площади и в 60, и в 300 квадратов.

В целом, если нет теплицы с электроподогревом грунта, прогреваемой водяной скважины, а двор освещается экономками, на вводе после счетчика бывает достаточно поставить пожарное УЗО с номинальным током на ступень выше тока отсечки автомата, а на каждую группу потребителей – по защитному УЗО с таким же номинальным током. Но точный расчет может сделать только специалист по результатам электрических измерений уже готовой проводки.

Первый – новая квартира с проводкой TN-C-S ; по техпаспорту лимит потребляемой мощности 6 кВт (30 А) . Проверяем автомат – стоит на 40 А, все ОК. УЗО берем на ступень или две выше по номинальному току – 50 или 63 А, не важно – и на ток разбаланса в 30 мА. О токе утечки не думаем: его в пределах нормы должны обеспечить строители, а нет – так пусть сами и исправляют бесплатно. Впрочем, подрядчики таких проколов не допускают – знают, чем пахнет замена электропроводки по гарантии.

Второй. Хрущевка, пробки на 16 А. Ставим стиралку на 3 кВт; ток потребления – около 15 А. Для ее защиты (и защиты от нее) нужно УЗО с номиналом 20 или 25 А на 30 мА разбаланса, но 20 А УЗО редко бывают в продаже. Берем УЗО на 25 А, но в любом случае ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно пробки убрать, а поставить вместо них автомат на 32 А, иначе возможна ситуация, описанная вначале. Если проводка явно не выдержит кратковременного броска в 32 А, ничего не поделаешь, нужно ее менять.

В любом случае нужно давать заявку в энергослужбу на замену счетчика и реконструкцию электропроводки, с заменой или без замены. Процедура эта не очень сложная и хлопотная, а новый счетчик с индикацией состояния проводки в дальнейшем сослужит добрую службу, см. раздел о сработках и неисправностях. А зарегистрированное при реконструкции УЗО позволит потом бесплатно вызывать электриков для измерений, что тоже весьма неплохо на будущее.

Третий. Коттедж с лимитом потребления в 10 кВт, что дает 50 А. Общая утечка по результатам измерений – 22 мА, причем дом дает 2 мА, гараж – 7, а двор – 13. Ставим общий дифавтомат на 63 А отсечки и 100 мА разбаланс, дом с гаражом запитываем раздельно через УЗО на 80 А номинальных и 30 мА разбаланса. Двор в таком случае лучше оставить вовсе без своего УЗО, но светильники для него взять во влагозащищенных корпусах с заземлительной клеммой (промышленного типа), и завести их земли прямо на контур заземления, так будет надежнее.

Подключение УЗО в квартире

Типовая схема включения УЗО в квартире

Типовая схема подключения УЗО в квартире приведена на рисунке. Видно, что общее УЗО включается как можно ближе к вводу, но после счетчика и главного (подъездного) автомата. Там же на врезке показано, что в системе TN-C общее УЗО включать нельзя.

При необходимости отдельных УЗО для групп потребителей их включают сразу же ЗА соответствующими автоматами, выделено желтым на рисунке. Номинальный ток вторичных УЗО берут на ступень-две выше, чем у «своего» автомата: для ВА-101-1/16 – 20 или 25 А; ВА-101-1/32 – 40 или 50 А.

Но это в новых домах, а в старых, где защита нужнее всего: земли нет, проводка аховая? Кто-то там обещал просветить на предмет подключения УЗО без земли. Верно, как раз до этого дело и дошло.

УЗО без земли

Способ подключения УЗО без защитного заземления

Процитированный в начале п 7.1.80 существует в ПУЭ не в гордом одиночестве. Он дополнен пунктами, разъясняющими, как все-таки (ну нет в наших домах контуров заземления, нету!) «впихнуть» УЗО в систему TN-C. Суть их сводится к следующему:

• Ставить общее УЗО или дифавтомат на квартиру с проводкой TN-C недопустимо.
• Потенциально опасные потребители должны быть защищены отдельными УЗО.
• Защитные проводники розеток или розеточных групп, предназначенных для подключения таких потребителей, должны быть кратчайшим путем заведены на ВХОДНУЮ нулевую клемму УЗО, см. схему справа.
• Допускается каскадное включение УЗО при условии, что верхние (ближние к электровводу УЗО) менее чувствительны, чем оконечные.

Человек сообразительный, но незнакомый с тонкостями электродинамики (чем, кстати, грешат и многие дипломированные электрики-силовики) может возразить: «Погодите, а в чем проблема-то? Ставим общее УЗО, заводим на его входной ноль все РЕ – и готово, защитный проводник не коммутируется, заземлились без земли!» Так, да не так.

Электромагнитное поле установки и шнура к ней также исключаем из рассмотрения. Первое сосредоточено внутри аппарата, иначе он не пройдет сертификацию и не поступит в продажу. В шнуре же провода проходят вплотную друг к другу, и их поле сосредоточено между ними независимо от частоты, это т. наз. Т-волна.

В квартире с повышенной пожароопасностью допустимо, при обязательном наличии индивидуальных УЗО потребителей, включенных по рекомендуемой схеме, ставить и общее ПОЖАРНОЕ УЗО на 100 мА разбаланса и с номинальным током на ступень выше, чем у защитных, независимо от тока отсечки автомата. В описанном выше примере для хрущевки нужно подключить УЗО и автомат, но не дифавтомат! При выбивании автомата УЗО должно остаться в работе, иначе резко возрастает вероятность несчастного случая. Поэтому УЗО по номиналу нужно брать на две ступени выше автомата (63 А для разобранного примера), а по разбалансу – на ступень выше оконечных 30 мА (100 мА). Еще раз: в дифавтоматах номинал УЗО делают на ступень выше тока отсечки, поэтому для проводки без земли они не годятся.

Видео: подключение УЗО

Ну вот, выбило…

А почему срабатывает УЗО? Не как, это уже описано, а почему? И что делать, если сработало? Раз выбило, значит, что-то не так?

Верно. Просто включать после срабатывания нельзя, пока не найдена и не устранена его причина. А найти, где что «не так» можно и самому без каких-либо особых знаний, инструмента и приборов. Большую помощь в этом окажет обычный квартирный электросчетчик, если только он не совсем уж антикварный.

Как найти виновного?

Первое, выключаем все выключатели, вынимаем все из розеток. Вечером для этого придется воспользоваться фонариком; лучше сразу при установке рядом с УЗО прикрепить к стене крючок и повесить на него дешевенький светодиодный фонарик.

Отключаем подъездный или главный квартирный автомат. Не включается? Виновата электромеханика УЗО; нужно отдавать в ремонт. Самому копаться нельзя – устройство жизненно важное, и после ремонта нужна проверка на специальном оборудовании.

Включилось, но при подаче напряжения опять выбило при пустой проводке? В УЗО либо внутренний разбаланс дифтрансформатора, либо залипла кнопка «Тест», либо неисправна проводка.

Индикация неисправности электропроводки на счетчике

Пробуем включить под напряжением, смотря на счетчик. Если хотя бы на миг вспыхнул индикатор «Земля» (см. рис), или раньше было замечено, что он подмигивает – утечка в проводке. Нужно проводить измерения. Если УЗО установлено в порядке реконструкции проводки и зарегистрировано в энергослужбе, нужно вызывать муниципальных электриков, они обязаны проверить. Если УЗО «самодуйное» – платить специализированной фирме. Услуга, впрочем, не из дорогих: современное оборудование позволяет за 15 мин. найти утечку в стене с точностью до 10 см.

Но прежде чем звонить в фирму, нужно открыть и осмотреть розетки. Экскременты насекомых дают прекрасную утечку с фазы на землю.

Проводка не внушает опасений, даже отключали посекционно автоматами, но УЗО выбивает «на пустом»? Неисправность внутри него. И разбаланс, и залипание «Теста» вызывают чаще всего не конденсат или интенсивное использование, а все те же «таракашкины какашки». В Ростове-на-Дону отмечен случай, когда в совершенно ухоженной квартире в УЗО было обнаружено гнездилище… туркестанских уховерток, невесть как туда попавших. Здоровенных, с огромными мощными церками (щипцами на хвосте), страшно злющих и кусачих. В квартире они никак себя не проявляли.

Индикация электросчетчиком реактивности потребителя

УЗО срабатывает при подключении потребителей, но признаков КЗ нет? Включаем все, особенно потенциально опасных (см. раздел о классификации УЗО по индексам), пробуем включитьУЗО, опять смотря на счетчик. На этот раз возможно, помимо «Земли», свечение индикатора «Реверс»; иногда его обозначают «Возврат», след. рис. Это свидетельствует о наличии в цепи большой реактивности, емкости или индуктивности.

Искать дефектного потребителя нужно в обратном порядке; сам по себе он может не дотянуть УЗО до срабатывания. Поэтому включаем все, затем по очереди отключаем подозрительных, и пробуем включать. Включилось, наконец-то? Это он и есть, «реверсивный». В ремонт, но уже не электрикам, а «бытовушникам».

В квартирах с проводкой TN-C-S возможен случай, когда четко определить источник срабатывания УЗО не удается. Тогда вероятная причина – плохая земля. Еще сохраняя защитные свойства, заземление уже не отводит высшие составляющие спектра помех, и защитные проводники работают как антенна, аналогично квартире TN-C с общим УЗО. Чаще всего такое явление наблюдается в периоды наибольшего пересыхания и промерзания почвы. А что делать? Напрягать эксплуатанта здания, пусть доводит контур до нормы, обязан.

О фильтрах

Одним из основных источников сбоев в работе УЗО являются помехи от бытовой техники, а эффективным способом борьбы с ними – поглощающие ферритовые фильтры. Видали набалдашники-«шишки» на компьютерных шнурах? Это они и есть. Ферритовые кольца для фильтров можно купить в радиомагазине.

Самодельные поглощающие ферритовые фильтры

Но для силовых ферритовых поглотителей определяющее значение имеют магнитная проницаемость феррита и магнитная индукция насыщения в нем. Первая должна быть не менее 4000, а лучше – 10 000, а вторая – не менее 0,25 Тл.

Фильтр на одном кольце (вверху на рис.) можно встроить с «шумящую» установку, если она не гарантийная, как можно ближе в сетевому вводу. Работа эта для опытного специалиста, поэтому точная схема не приводится.

Несколько же колец можно просто надеть на сетевой шнур (на рис. внизу): с точки зрения электродинамики все равно, обмотан проводник вокруг магнитопровода или наоборот. Чтобы не резать фирменный литой шнур, нужно купить вилку, гнездовую колодку и кусок трехжильного кабеля. Продаются и готовые сетевые шнуры с ферритовыми поглотителями помех, но стоит такой дороже, чем самодельный сборный по частям.

Видео: ошибки при подключении УЗО

Как уже сказано вначале, УЗО – не панацея от электрической опасности. Оно многократно уменьшает вероятность поражения электротоком, но электричество все равно не терпит бездумного и безответственного обращения с ним.

Наилучший вариант развития мер электробезопасности – повсеместное применение чипованных розеток и встроенных в электроустановки электронных дифференциальных УЗО. В таком случае даже система электроснабжения TN-C, сохранив свою экономичность, могла бы стать вполне безопасной.