Что такое УЗО: назначение, монтаж, подключение, принцип работы

Из соображений безопасности бытовые электросети обустраиваются с использованием изолированных проводников. Это делается для того, чтобы предотвратить короткие замыкания и защитить людей и животных от поражения электрическим током. Однако изолированные провода, корпуса бытовой техники и электроники защищают, но не исключают указанные проблемы на 100%. Чтобы повысить безопасность эксплуатации электросетей, применяются различные защитные устройства. Одним из самых распространённых таких устройств после простого автоматического выключателя является УЗО.

Что такое УЗО в электрике?

УЗО — это устройство защитного отключения, коммутационный электроприбор, принудительно разрывающий электрическую цепь при появлении утечки тока. Последняя может возникать по разным причинам. Например, домохозяйка решила заменить перегоревшую лампочку при включенном выключателе и случайно дотронулась до фазного контакта в патроне. Электроток из фазной линии в этом случае потечёт не через нулевой провод, а через тело в землю. Устройство защитного отключения «видит» такую утечку, и почти мгновенно обесточивает линию. Происходит это настолько быстро, что организм даже не успевает ощутить воздействие электрического тока.

Существует очень много других «путей» для утечки тока. Нарушение изоляции корпуса бытовой техники или электроники, отвалившаяся изолента на скрутке, оголённый проводник в мокрой стене. Электроток в таких ситуациях течёт не так, как ему положено — через фазный провод, нагрузку и нулевой провод. В середине этого пути часть тока утекает в землю через тело человека или животного, ту же мокрую стену, радиатор отопления. В результате и возникает утечка.

Задача УЗО — своевременно реагировать на любую утечку, отключая питание по линии, которую прибор обслуживает. Тем самым обеспечивается достаточно надёжная защита людей и животных от поражения электрическим током. Другими словами, электроток не успевает нанести вред живому организму, так как защитное устройство срабатывает раньше, чем значение тока достигнет опасного порога.

Устройство и принцип действия УЗО

В стандартном исполнении устройство защитного отключения состоит из следующих элементов:

1. Дифференциальный трансформатор тока — представляет собой магнитный кольцевой сердечник с двумя первичными обмотками и одной вторичной (защитное устройство для однофазной сети 230 В).
2. Пороговое реле — подключено к вторичной обмотке и срабатывает при возникновении в ней электрического тока.
3. Исполнительный механизм — под управлением реле принудительно разрывает цепь, обесточивая подключённую нагрузку и всю линию между потребителем и УЗО.
4. Тестирующее устройство — состоит из резистора и кнопки, соединённых последовательно с фазой и исполнительным механизмом.
5. Корпус — рассчитанный на установку на DIN рейку.
6. Рычаг взвода — предназначен для принудительного включения прибора, отщёлкивает при срабатывании исполнительного механизма.
7. Индикатор — служит для индикации состояния УЗО, где красный цвет означает, что устройство включено и питание подаётся, зелёный говорит о том, что цепь разомкнута.

Также наружу выведены силовые контакты (клеммы), предназначенные для подключения прибора в схему электропитания. У однофазных моделей таких выводов по два снизу и сверху. УЗО для трёхфазных сетей имеют по четыре контакта снизу и сверху. В обоих случаях две клеммы предназначены для нулевой линии, остальные — для фазных.

Работает устройство отключения по следующему алгоритму:

1. После коммутации исполнительный механизм взводится и фиксируется во включённом положении, о чём свидетельствует индикатор красного цвета на приборе.
2. При активации нагрузки (потребителя — бытовой прибор, электроника) электрический ток течёт из ввода через фазную обмотку дифференциального трансформатора, нагрузку и возвращается обратно на ввод через нулевую обмотку трансформатора.
3. В этом состоянии токи, протекающие через первичные обмотки дифференциального устройства, компенсируют друг друга.
4. Когда происходит утечка электротока на линии или нагрузке, в УЗО по нулевому проводу условно возвращается меньший ток, чем протекающий по фазной обмотке.
5. Из-за разности токов во вторичной обмотке возникает напряжение.
6. Это приводит в действие пороговое реле и исполнительный механизм.
7. УЗО отключается, обесточивая обслуживаемую линию и все подключённые к ней нагрузки.

Если причина утечки после срабатывания защиты устранена, прибор можно заново активировать принудительно, взведя рычаг. Если же причина не устранена, защита будет срабатывать сразу же после включения раз за разом.

Для чего нужно УЗО?

Остановимся более детально на вопросе, в каких случаях срабатывает УЗО и от чего оно защищает? Также разберём случаи, при которых этот прибор не спасает или срабатывает ложно.

От чего защищает?

Устройство защитного отключения предназначено, в первую очередь, для активной защиты пользователей и домашних животных от поражения электрическим током. Прикасающийся к оголённому проводнику живой организм приводит к утечке электротока на землю. Прибор фиксирует разницу между токами в нулевом и фазном проводах и почти мгновенно обесточивает всю линию. УЗО часто спасает жизни невнимательных или непрофессиональных электриков, домашних мастеров, домохозяек, любопытных детишек, кошек и собак.

О поражении электрическим током. Когда через живой организм протекает электроток достаточной силы, он влияет на нервную систему. Результатом может быть, в лучшем случае, неприятное ощущение, боль, лёгкий ожог. В худшем — летальный исход из-за остановки сердца, тех же ожогов. Зависит это от рабочего напряжения сети и сопротивления, которое оказывает организм электрическому току (оно у всех разное).

УЗО обесточивает сеть, если «обнаруживает» не туда потёкший ток силой всего 30 мА. Этого мало для того, чтобы нанести организму какой-либо вред. Человек такого микро-удара даже не почувствует. Тем более, что длиться он будет сотые доли секунды (защита срабатывает почти мгновенно).

Когда не помогает?

УЗО оказывается бесполезным коммутационным прибором в следующих случаях:

• допущены ошибки при подключении устройства (описаны ниже);
• приобретённый прибор неисправен, бракованный, некачественный;
• неправильно подобрана модель;
• ток утечки меньше порогового значения;
• короткое замыкание в электропроводке или электроприборах;
• скачки напряжения в сети;
• живой организм дотронулся одновременно до нулевого и фазного провода.

В последнем случае УЗО «не видит» проблемы, поскольку человек или животное становятся нагрузкой. По нулевой линии течёт такой же ток, как и по фазной. В результате дифференциальный трансформатор скомпенсирован, реле и исполнительный механизм не срабатывают. Устройство защиты не обесточивает сеть. Другими словами, при таком раскладе защита «не различает», что именно подключено к сети — лампочка, холодильник, бойлер или человек.

Ложные срабатывания

Одним из недостатков УЗО является его склонность к ложным срабатываниям. Они проявляются в том, что электросеть обесточивается, тогда как опасность поражения током пользователя отсутствует. При этом сам прибор может быть абсолютно исправным, качественным и грамотно подключённым.

Распространённые причины ложных срабатываний:

• конденсат внутри прибора (актуально при монтаже на улице, в помещениях с повышенной влажностью и резкими перепадами температуры);
• некачественная или устаревшая электропроводка (утечка тока происходит в конструкции, стены);
• оголённые проводники оказываются в воде, которая пропускает ток на землю через стены, систему отопления и так далее;
• ослабленный исполнительный механизм (отщёлкивает при малейшей вибрации, например, из-за работающего перфоратора).

Конечно же, при ложных срабатываниях нельзя исключать вероятность того, что прибор исчерпал заложенный в него ресурс. В УЗО есть металлические детали, подверженные коррозии и так называемой усталости. В таких случаях защиту нужно менять.

Основные технические характеристики

Любой электроприбор обладает рядом технических характеристик. Устройство защиты не является исключением, и для него характерны следующие параметры:

• тип электросети — однофазная или трёхфазная;
• вид тока — переменный или постоянный;
• рабочий ток — максимальное значение, на которое рассчитана модель;
• ток отсечки — сила электротока, при котором срабатывает УЗО;
• схема подключения.

Эти и другие параметры можно увидеть непосредственно на корпусе прибора в виде маркировки.

Расшифровка маркировки

На УЗО нанесены условные обозначения, которые расшифровываются следующим образом:

• УЗО или ВД — указывает на тип прибора;
• цифра рядом с указанием типа прибора — рабочий ток;
• 230 В и 50 Гц — параметры электросети;
• волнистый значок — прибор рассчитан на работу в сети переменного напряжения;
• In 30 мА — ток отсечки;
• S — вид УЗО, в нашем примере селективное.

Также на корпусе прибора можно найти схему его подключения и обозначение клемм. Буква N возле клеммы обозначает нулевой проводник. Цифры 1 и 2 — вход и выход фазы соответственно. На приборе может быть указан производитель и условные обозначения стандартов качества. Бывают также пиктограммы минимальной рабочей температуры, значение сверхтоков, обозначение тестовой кнопки и положений рычага взвода.

Чем отличается УЗО от дифавтомата?

Дифавтомат — автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ). Прибор, который сочетает в себе функции УЗО и обычного автоматического выключателя. В отличие от устройства защитного отключения, АВДТ обеспечивает дополнительную защиту от короткого замыкания в электросети. Чтобы обеспечить такую защиту без дифавтомата, применяют последовательное подключение УЗО и автоматического выключателя. Два прибора занимают больше места в щитке, чем один АВТД, однако такая защита обходится дешевле при прочих равных. Дифавтоматы обычно используют там, где требуется компактность или аккуратность при организации распределительных щитов.

Как выбрать УЗО?

При выборе защитного устройства ориентируйтесь на вид и тип электросети, её параметры, а также на основные характеристики прибора. В первую очередь нужно смотреть на совместимость с сетью. Существуют модели для однофазной сети 230 В и трёхфазной 380 В.

Далее рассчитывается максимальный рабочий ток. Он зависит от нагрузки, которая будет подключаться к линии. Например, 2-киловаттный водонагревательный бойлер при напряжении 230 В будет потреблять ток около 9 А. Поскольку защитная автоматика всегда берётся с небольшим запасом, то в этом случае подойдёт УЗО на 16 А.

Следующая важная характеристика — ток отсечки. Для бытовых электросетей обычно выбираются модели с током 30 мА. Для ванной комнаты, детской, игровой есть смысл взять прибор на 10 мА. В промышленных сетях это значение может быть существенно большим — 100…300 мА.

Как правильно подключить УЗО?

Подключение УЗО выполняется в соответствии со схемой, нанесённой на самом приборе. Если модель для однофазной сети, то чаще всего подключается она следующим образом:

1. На вводе устанавливается двухполюсной автоматический выключатель.
2. Далее идёт прибор учёта потреблённой электроэнергии.
3. После счётчика устанавливается УЗО.

Существуют и более сложные схемы подключения. Например, отдельно на каждую линию устанавливается своё УЗО. Это позволяет быстрее и проще проводить диагностику в случае срабатывания защиты.

Ошибки при подключении

Ошибки при монтаже защиты этого типа становятся причиной его неработоспособности или, наоборот, ложных срабатываний. Также в некоторых случаях ограничивается функционал — прибор невозможно включить или проверить посредством тестовой кнопки.

Самые распространённые ошибки при подключении:

• соединение нуля и защитного проводника после УЗО — приводит к срабатыванию защиты, даже если не подключена никакая нагрузка;
• неполное подключение — когда фаза пропускается через прибор, а ноль идёт мимо — тестовая кнопка работает, рычаг взводится, но при появлении малейшей нагрузки сразу срабатывает защита;
• соединение нулевого провода с общей нулевой шиной — не работает тестовая кнопка, но срабатывает защита при малейшей нагрузке;
• перепутаны полюса — приводит к тому, что отсутствует компенсация токов в первичных обмотках дифференциального трансформатора и к ложному срабатыванию защиты.

Чтобы не допустить таких ошибок, доверяйте монтаж защитных устройств квалифицированным специалистам. Особенно, если требуется «развести» сложную схему с несколькими автоматами и УЗО.

Как проверить работоспособность УЗО?

Безопасная проверка работоспособности возможна только при правильном подключении. Для этого предусмотрена тестовая кнопка. Её необходимо периодически нажимать, что должно приводить к отключению УЗО. Если отключения не происходит — прибор вышел из строя или неправильно установлен.

Важно! Ни в коем случае не пытайтесь проверить УЗО, дотрагиваясь до оголённых проводов под напряжением. Это может привести к серьёзному удару током, травмам и даже летальному исходу.

Где купить?

Купить качественные устройства защитного отключения можно в интернет-магазине WELTEX. При выборе обратите внимание на следующие модели:

• ВД1-63 2Р 16А 30МА ИЭК
• ВД1-63 2Р 25А 30МА ИЭК
• ВД1-63 2Р 40А 30МА ИЭК
• ВД1-63 2Р 63А 30МА ИЭК

Если у вас возникли сложности с выбором подходящей модели УЗО, обратитесь за помощью к нашим менеджерам.

Источник фото: weltex, stock.adobe.com, freepick.com