УЗО в электрике: расшифровка, функции и назначение устройства

УЗО в электрике: расшифровка, функции и назначение устройства

Разработки в области электротехнических устройств и средств защиты человека от поражающего воздействия электрического тока позволили получить надежное оборудование, которое стало незаменимым в любом помещении. Одно из таких устройств — УЗО. Расшифровка аббревиатуры звучит как «устройство защитного отключения», а сама конструкция представляет собой набор взаимодействующих элементов и механизмов, автоматически отключающих питание в аварийной ситуации.

  • Принцип действия устройства
  • Виды и маркировка
  • Количество приборов для дома

Принцип работы

Для защиты сети от КЗ используют автоматические выключатели, которые всегда должны ставиться вместе с УЗО

Сетевое напряжение подводится к электроприборам по двум проводам, один из которых является нейтральным, а второй фазовым. Нейтральный провод соединен с землей, а на фазовом находится переменное напряжение 220 В. При нормальной работе оборудования в каждом проводе течет ток одной и той же величины, но разный по направлению.

Если к оголенному фазовому проводу прикоснется человек, то через его тело начнет течь ток, который замыкается на землю. Этот ток называют током утечки. В фазовом проводе общий ток сразу же повышается на величину тока утечки, а в нулевом остается на том же уровне.

УЗО с помощью дифференциального трансформатора фиксирует возникшую разницу и мгновенно разрывает контакты сети. Отключение происходит очень быстро, за доли секунды, и критического поражения не происходит.

Токи утечки возникают со временем и в проводке за счет ухудшения изоляции. Они могут достигать значительных величин, особенно в больших домах с распределенной электрической сетью, и вызывать возгорание. Для предупреждения пожаров ставят УЗО 100-300 мА, которые так и называют «пожарные».

Необходимо учесть, что все эти устройства реагируют только на возникновение тока утечки. Они не защищают сеть от короткого замыкания, потому что при КЗ не возникает дисбаланса токов в нейтральном и фазовом проводниках, хотя он и увеличивается в недопустимые тысячи раз. Для защиты сети от КЗ используют автоматические выключатели, которые всегда должны ставиться вместе с УЗО.

Предпочтительные и стандартные величины устройств защитного отключения

По стандартам, есть такие понятия, Предпочтительные и стандартные значения УЗО. Можно сказать, что это значения наиболее используемых УЗО.

  • Предпочтительные величины номинального напряжения 240 Воль и 120 Вольт;
  • Стандартные величины номинального тока 6, 10, 13, 16 10, 20, 32 Ампер;
  • Стандартные величины номинального отключающего дифференциального тока выбирают из ряда: 0,006; 0,01; 0,03 Ампер.
  • Предпочтительными величинами номинальной частоты являются 50 и 60 Гц.
  • Стандартная величина номинального условного тока КЗ 1500 Ампер(импорт до 10000 А).

Иногда производители переносят часть марркировки на боковые стенки корпуса.

И последнее напоминание

УЗО установленные в электрическую цепь, должны защищаться от короткого замыкания с помощью автоматических выключателей (предохранителей) с меньшим значением тока срабатывания. ГОСТ Р 50571.4.

Где устанавливается?

Устройства защиты устанавливаются в электрическом щите, либо непосредственно перед нагрузкой, но только после узла учета электрической энергии. Последний вариант, как правило, используется в технологических помещениях, и для нагрузки без стационарного сетевого шнура.

Обычно, применяется установка для отсечки какой-то конкретной нагрузки, так как УЗО установленное на вводе, отключит всю электросеть.

Порядок установки, начиная от счетчика:

  1. Автоматический выключатель.
  2. УЗО.

При установке комбинированного прибора, необходимость в сохранении такой последовательности отпадает.

Разница между ВДТ (УЗО) и АВДТ (Дифференциальным автоматом)

Как же все-таки отличить УЗО от дифавтомата? В чем разница? На самом деле эти приборы предназначены для решения разных задач, и поэтому знать, чем они отличаются и какую функцию выполняют, нужно знать даже обычному жильцу – хотя бы в общих чертах. Часто путают УЗО с дифференциальным автоматическим выключателем.

Если положить рядом УЗО и дифавтомат, их схожесть будет сразу заметна. Но они выполняют совершенно разные задачи. Вспомним, какие функции выполняет УЗО и дифференциальный автомат.

Устройство защитного отключения срабатывает (УЗО), если в сети, к которой оно подключено, появляется дифференциальный ток — ток утечки. При возникновении тока утечки пострадать в первую очередь может человек, если прикоснется к поврежденному оборудованию. Кроме того, при появлении тока утечки в электропроводке, изоляция будет греться, что может привести к возгоранию и пожару.

Поэтому УЗО устанавливают для защиты от поражения электрическим током, а также от повреждений электропроводки в виде утечек которые сопровождаются с пожаром.

Дифференциальный автомат — это уникальное устройство, совмещающее в себе и автоматический выключатель (более понятный для населения как «автомат»), и ранее рассмотренное УЗО. Т.е. дифференциальный автомат способен защитить вашу проводку и от коротких замыканий, и от перегрузок, а также от возникновения утечек, связанных с ранее описанными ситуациями.

Визуальное отличие

Определить, какое устройство перед вами – УЗО или же диф. автомат – довольно легко даже визуально. Несмотря на внешнее сходство (рычажок переключателя, наличие кнопки «Тест», одинаковая корпусная часть с нанесенной на ней схемой, а также цифрами и буквами), достаточно внимательно приглядеться, чтобы увидеть, что обозначения на этих приборах разные. А ещё проще определить, УЗО или дифавтомат перед вами, по расположению кнопки «Тест» и переключателя. У АВДТ рычажок расположен слева, кнопка – справа, а вот у УЗО – наоборот.

Различие по маркировке

На поверхности УЗО номинальный ток обозначается исключительно цифрами. Латинский литер (B, C, D) перед ними – это неотъемлемый признак АВДТ. На корпусной части УЗО стоит маркировка «25А». Она означает, что номинальный ток в цепи, в которую включен этот аппарат, не должен превышать 25А. На АВДТ проставлена маркировка «С16». Буквой обозначается характеристика встроенных расцепителей.

Различие в электрической схеме

Схема наносится на многие устройства. При взгляде на УЗО или на диф. автомат можно заметить, что нанесенные на них схемы похожи, но не идентичны. На схеме ВД имеется овал – этим символом обозначен дифференциальный трансформатор, являющийся основной частью прибора. Он отвечает за обнаружение тока утечки. К отличительным символам на схеме АВДТ относятся обозначения расцепителей – электромагнитного соленоида и биметаллической пластины, которые обеспечивают срабатывание автомата при появлении в цепи токов КЗ или перегрузок.

Различие в аббревиатуре

На таких устройствах как правило по русски написано что это УЗО (ВД) или дифавтомат АВДТ. Устройство защитного отключения (УЗО) сейчас правильно называются выключатели дифференциальные (ВД). Дифференциальный автомат — он же автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ).

По ценовым параметрам УЗО и дифавтоматы отличаются. Особенно это касается импортной продукции. Нормальный дифавтомат стоит чуть дешевле, чем УЗО в комплекте с обычным автоматом.

Положительным аспектом АВДТ является удобство монтажа: для электрика важно закрутить в тесном монтажном боксе на пару винтов меньше. С другой стороны это повышает надежность цепи: чем меньше соединений тем лучше. Но если устройство сломается, то подлежит полной замене.

Читайте также  Обшивка стен профлистом

В случае применения УЗО в паре с автоматом, процесс ремонта выглядит дешевле: меняется либо один элемент, либо другой. Это необходимо учитывать при проектировании ваших сетей, учитывая риск тех или иных негативных событий и их возможную частоту.

Качество импортных устройств выше. Отечественные тоже достаточно неплохи, но проигрывают в таких важных характеристиках как время срабатывания, уступают в надежности механических частей, элементарно уступают в качестве корпусов.

Что касается надежности срабатывания эти два устройства ничем не уступают друг другу.

Когда нужно ставить УЗО и зачем

Устройство защитного отключения может быть установлено как на всю квартиру, так и на отдельные электроприборы, которые могут поразить электрическим током. В первую очередь, это упомянутый выше водонагреватель, а также, стиральная и посудомоечная машина, электрическая печь.

При установке и подключении большинства вышеперечисленных электроприборов, рекомендуется устанавливать УЗО. И если, к примеру, в стиральной машине повредится изоляция, из-за чего фазный провод коснётся ее металлических частей, то, сработает устройство защитного отключения.

УЗО определит, что ток, который прошёл по фазному проводу, не вернулся обратно, а через заземление ушёл в электрощиток. Следовательно, будет замечена разница входящего и исходящего токов, что и приведёт к автоматическому отключению защитного устройства.

Это самый простой пример, как работает УЗО. К сожалению, на большее, устройство автоматического отключения не рассчитано, например, оно не способно защитить электросеть от короткого замыкания, как это делают автоматические выключатели или от перегрузки.

Какое количество УЗО необходимо

Самостоятельно разобраться в количестве приборов достаточно сложно. Если вами принято решение использовать его в своем собственном доме, тогда пригласите для этого специалиста. Навскидку можно сказать так, что если вы являетесь владельцем однокомнатной квартиры, то достаточно одного прибора. Если квартира четырехкомнатная (а это пятнадцать групп розеток, как минимум), то лучше установить пять аппаратов. Плюс еще по одному:

  • на все освещение;
  • на варочную электрическую плиту;
  • на водонагреватель, если такой имеется.

Дополнительно рекомендуется установить еще один прибор в распределительном щите на общий вход. Этот УЗО устанавливается с учетом, что он будет реагировать на ток утечки 300 мА.

Совет! Все эти приборы будут перегружать домашнюю электрическую сеть. Поэтому лучше всего вместо УЗО установить дифференциальные автоматы.

Хотелось бы добавить, что проводить монтаж устройства защитного отключения не всегда целесообразно. К примеру, если в доме еще пользуются старой ветхой проводкой, то УЗО, скорее всего, будет все время беспричинно отключать сеть, так как постоянно будет реагировать на ветхую изоляцию, особенно когда провода будут находиться под большой нагрузкой. В этом случае рекомендуется использовать специальные розетки со встроенными в них маленькими УЗО. Устанавливать такие розетки тоже лучше в тех местах, где есть повышенная опасность появления тока утечки.

Устройство УЗО

Ниже, представлена наглядная схема устройства УЗО, к основным узлам которого относятся:

1.Трансформатор дифференциального тока

2. Электромагнитное реле

3. Механизм расцепителя электрической цепи

4. Механизм проверки

Под номером «5» указана нагузка, это может быть любой электроприбор, например водонагреватель или стиральная машина.

Теперь давайте рассмотрим, как эти элементы участвуют в работе УЗО, как обеспечивается заложенный принцип действия.

Фазный и нулевой проводники являются встречно включенными обмотками дифференциального трансформатора (1), в штатном режиме работы, при отсутствии утечек, они наводят в сердечнике трансформатора равные, встречно направленные магнитные потоки.

Соответственно, их суммарный магнитный поток равен нулю, как и ток. При этом электромагнитное реле (2), подключенное к вторичной обмотке трансформатора, находится в состоянии покоя.

В случае же, когда происходит утечка электрического тока, по фазному и нулевому проводнику будут протекать различные токи, что вызовет неравенство встречных магнитных потоков на магнитном сердечнике дифференциального трансформатора (1) и образование тока во вторичной обмотке.

При достаточной величине образовавшегося тока, срабатывает электромагнитное реле (2) и воздействует на механизм расцепителя (3), который разорвет электрическую цепь.

При нажатии кнопки ТЕСТ, электрический ток с фазного провода, пройдя сопротивление, попадает на нулевой провод обмотки трансформатора, минуя измерительный трансформатор. В результате чего, ток на входящем фазном проводе и исходящем нулевом получится разным, на вторичной обмотке образуется ток небаланса, запускающий механизм отключения электрической цепи.

Эта схема довольно точно описывает устройство УЗО и, хотя внутренняя конструкция узлов, в зависимости от модели и производителя, может различаться, общий принцип работы остаётся неизменным.

Теперь, зная внутреннее устройство, вы легко сможете определить УЗО на однолинейных схемах электрощитов, ведь в его условном обозначении присутствуют все описанные выше элементы.

Классификация и разновидности УЗО

Существующие устройства защитного отключения подразделяются на значительное количество подвидов.

Критериями для разделения выступают:

  1. Принцип действия (наличие или отсутствие дополнительного источника питания);
  2. Метод установки (переносное УЗО, стационарное);
  3. Количество полюсов (от 1 до 4);
  4. Защищенность от сверхтока и перегрузки (по наличию такой защиты: от КЗ – коротких замыканий, перегрузок и сверхтоков);
  5. Возможность регулировки отключающихся дифференциальных токов (либо есть, либо нет);
  6. Стойкость к импульсным напряжениям (либо есть, либо нет);
  7. Связь с сетью (электромеханика и «электроника»).

Так же критерием для разделения на подвиды выступает следующий – условия нормальной работы. По данному критерию УЗО делятся на:

  • УЗО-Д (АС);
  • УЗО-Д (А);
  • УЗО-Д (В);
  • УЗО-Д (S);
  • УЗО-Д (G).

АС характеризуется реакцией на переменные токи синусоидального характера, которые возникают внезапно или постепенно возрастают.

А – на переменные токи синусоидального характера, постоянные пульсирующие токи.

В – на дифференциально-постоянные, переменные и выпрямленные токи.

УЗО типа S характеризуется реакцией селективного типа (или выдержкой) на токи с УЗО-Д подгруппы В.

G – это аналог подвида S с уменьшенной выдержкой.

К рабочим характеристикам рассматриваемых устройств относятся следующие: номинальный ток, номинальное напряжение, уставка по токам утечки, номинальный ток КЗ (короткого замыкания).

Другие различия

Уже из назначения приборов становится понятным, в чем между ними разница. Дифавтомат более универсален, он включает в себя функции УЗО. Но, помимо функций и внешнего вида, есть и другие различия.

Стоимость

Немаловажная разница состоит в цене. Дифференциальный автоматический выключатель значительно выше в цене, чем УЗО. Даже, если функционально УЗО уравнять с дифавтоматом, подсоединив дополнительный автоматический выключатель, все равно стоимость дифавтомата будет выше.

Размеры и ремонтопригодность

Занимаемый объем такой конструкции за счет добавочного автомата будет в полтора раза больше, чем место для дифавтомата. Это имеет значение при небольших электрических щитках.

Зато ремонтопригодность приборов при равном функционале лучше в системе УЗО+ автомат, чем просто дифавтомат. Кроме этого сразу становится ясна причина отключения – токи утечки или перегрузка в сети.

Подключение

Но при монтаже дифференциального выключателя не надо думать, как ставить УЗО, подключить до или после автомата. Вообще-то, большинство специалистов рекомендуют устанавливать сначала автоматический выключатель, затем дифференциальный.

Что касается УЗО, то здесь возможно два варианта. Если УЗО ставят на несколько групп потребителей, то оно идет первым, а за ним уже автоматические выключатели на каждую группу.

Читайте также  Монтаж точечных светильников в пластиковые панели

Если одну линию защищает одно УЗО и один автомат, то автомат идет первым.

Еще один момент, который нужно учитывать при выборе между дифференциальным автоматом и УЗО+ автомат. Это надежность устройств. Как известно, чем проще устройство, тем оно надежнее. В этом отношении дифавтомат проигрывает.

Итак, основная разница между дифавтоматом и УЗО состоит в их функциях, маркировке, стоимости, способе подключения и занимаемом месте в щитке.

Что использовать лучше, решает каждый собственник самостоятельно. Главное, правильно подключить все приборы и обеспечить надежную защиту от пожара или удара током.