Обобщенный взгляд на защитные модули
Несмотря на построение схем разводки электрических линий, выполненное по утвержденным правилам, риск удара электрическим током остается всегда
Поэтому важно своевременно позаботиться о безопасности
Устройство защитного отключения – так интерпретируется расклад аббревиатуры «УЗО» на технический язык.
С точки зрения исполнения конструкции, оно выглядит не самым сложным образом среди современной электротехнической аппаратуры. Тем не менее функции защиты выполняет в достаточной степени качественно и надежно.
Примерно таким выглядит функционал электротехнической системы, при помощи которой осуществляется эффективная защита пользователей электрическими сетями, а также защита различной бытовой аппаратуры
Следует отметить, что существуют разновидности УЗО, исходя из которых в каждом конкретном случае организуется определенная защитная схема:
- гарантирующая безопасность прикосновения;
- упреждающая технические повреждения;
- противодействующая пожарной опасности.
Каждый прибор с конкретной функциональностью отличается от других конструкций рабочими параметрами, в частности – номинальным током и током отсечки.
Внешний вид прибора с малым током отсечки. При эксплуатации бытовых сетей подобные устройства применяются с целью защиты людей от непреднамеренного контакта с электрическим потенциалом в условиях аварийной токовой утечки
Самым чувствительным устройством, конечно же, является УЗО, предназначенное для блокирования источника питания на случай непреднамеренного прикосновения людей к токоведущим деталям схем. Диапазон отсечки по току для таких аппаратов находится в пределах 10-30 мА.
Можно ли выполнить подключение УЗО без заземления?
Использование такого защитного устройства имеет смысл практически всегда, даже тогда, когда схема подключения является простой двухпроводной с нулем и фазой. Чтобы более наглядно понять особенности функционирования такого устройства, выяснить все детали и самые интересные специфические моменты, нужно разобраться в этом вопросе максимально подробно. На основе этого можно делать самые адекватные выводы.
По большому счету можно рассматривать УЗО в качестве своеобразного «калькулятора». Его схема подключения, если не используется заземление, является весьма простой. Через изделие проходят фазовый, а также нулевой провод. Та нагрузка, которая поступает на них, отслеживается максимально тщательно, после чего производится сравнение.
Если вдруг проводка повреждается либо же в электрической сети потребителя начинает появляться утечка, то ток начинает уходить через поврежденную изоляцию. Величина данного тока, как правило, является очень маленькой. Это могут быть, например, десятки и сотни миллиампер. Однако, несмотря на несущественные параметры, ее может быть достаточно для нанесения существенного ущерба человеческому здоровью.
Устройство защитного отключения используется для выравнивания тока, который проходит через фазовый, а также нулевой провода. Если вдруг происходит отклонения величин тока, то в автоматическом порядке происходит размыкание контактов, из-за чего прерывается подача электричества к участку сети, который был поврежден. Теперь можно перейти от теории непосредственно к практике, то есть к понятной для всех бытовой ситуации.
Например, в доме в ванной комнате стоит стиральная машина. Электрическая проводка является двухпроводного типа, то есть с фазой и нулем, а заземления нет. Пока что не установлено и УЗО. Может в стиральной машинке повредиться фазный провод и изоляция. После этого провод может начать касаться металлического корпуса прибора, из-за чего он окажется под определенным напряжением.
Если человек дотронется до корпуса, он станет проводником. Поэтому через него начнет протекать электрический ток. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока человек не отпустит металлический корпус. Но до этого времени его наверняка потрясет и поколотит из-за воздействия со стороны тока. Наверняка человек будет надеяться и на защиту, которая сможет отключить поврежденный участок, но если нет УЗО, то и защиты нет. Поэтому стоит надеяться исключительно на собственную силу воли. В обратном случае человек просто может потерять сознание и упасть.
Если будет установлено УЗО, то в случае касания металлического корпуса, оказавшегося под напряжением, устройство мгновенно ощутит утечку тока и включится. Поэтому поврежденный участок практически сразу отключится.
Это получается из-за того, что в случае возникновения первых признаков «перекоса» тока на проводах, как фазном, так и нулевом, начинает работать автоматика. Она сразу оставляет стиральную машинку просто обесточенной. Вряд ли человек успеет даже ощутить легкую щекотку по телу. В таком случае человек наверняка больше озадачится характерному щелчку реле, находящегося в прихожей.
При это время, на протяжении которого человек будет ощущать ток, является настолько ничтожным, что у него вряд ли будет возможность и вовсе почувствовать воздействие электрического тока. В настоящее время без проблем можно найти в сети специальное видео, на котором представлено испытание современного УЗО. Там человек берется намерено за оголенный провод, подключенный непосредственно к устройству защитного отключения. После касания к проводу, происходит практически мгновенное включение УЗО. Из-за этого человек даже не ощутил никакого дискомфорта и неприятных ощущений.
Вряд ли кто-то не заметит ту пользу, которую приносит использование УЗО. В двухпроводной системе энергетического снабжения такие устройства должны использоваться в обязательном порядке в наиболее опасных участках электрической сети. В обратном случае возникают некоторые неприятные риски.
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.
Схемы подключения УЗО без заземления
Одним из традиционных схемных решений, где используется защитный прибор УЗО, является вариант установки прибора непосредственно на входе энергоснабжения в структуру объекта. То есть устройство защитного отключения монтируется сразу после счётчика электроэнергии.
Таким подходом обеспечивается защита электропроводки жилища в полном объёме, а значит, осуществляется контроль токовой утечки любого бытового электроприбора. От электрической сети напряжение подаётся кабелем на устройство, сочетающее в одном корпусе две фазных и две нулевых клеммы (есть также устройства трёхфазные).
Эти две пары клемм разделяются на входные и выходные. Через одну пару проходит фазная линия, через другую нулевая. Завершив разводку по такой схеме, далее устанавливают дополнительные автоматы под каждый вид нагрузки.
Преимущественной стороной этого схемного решения является экономия на электрооборудовании. Всего лишь установкой одного прибора успешно решается вопрос защиты. Однако с другой стороны, если в домашней сети появляется объект токовой утечки, происходит полное обесточивание жилища.
Для некоторых случаев такая ситуация может стать неподходящей. В какой-то степени снижается комфортная составляющая для владельцев недвижимости. Разрешить подобный недостаток можно при помощи другого схемного решения – более функционального в плане посекционного отключения.
Включение УЗО с расширенной функциональностью
Несколько иное схемное решение, предполагающее внедрение УЗО на каждую отдельную ветку электроснабжения, позволяет сделать защиту более «мягкой» по отношению к блокировке питания.
Здесь используются несколько приборов защиты, в зависимости от количества ответвлений электрической квартирной сети.
К примеру, если существуют два ответвления, схема будет выглядеть следующим раскладом:
- Монтаж одного УЗО аналогично первому варианту – на входе.
- Монтаж последующих УЗО после селективно установленных автоматов сетевых ответвлений.
- На каждой линии ответвления защита по количеству потребителей.
При таком построении схемы контроль и отсечка напряжения осуществляются по отношению к отдельной ветке домашней проводки. Поэтому факт токовой утечки, зафиксированный на отдельной линии, приведёт к блокировке только участка сети, на котором подключена пробитая нагрузка. Остальные участки останутся в рабочем состоянии.
Но при более функциональном решении не обходится без определённых недостатков. Понятно, что с увеличением числа приборов придётся расширять распределительный щит. Увеличение габаритов распределительного щита тоже может стать проблемой для пользователя. К тому же с финансовой стороны выбор применения отмеченной схемы тоже видится не совсем удачным.
Затраты составят практически двойное увеличение по сравнению с первым вариантом. Правда если уже думать о действенной полнофункциональной защите, экономить при этом не рекомендуется.
Нюансы подключения в частных домовладениях
Частные строения отличаются от квартир муниципального жилья существенно. В первую очередь применением оборудования, которое никогда не используется в квартирах. Например, традиционным оборудованием частного хозяйства выступают отопительные электрические системы или электронагревательный модуль бани.
Для любой из таких систем обязательно требуется ставить защитное отключение, так как это не просто бытовая техника, а достаточно мощное технологическое оборудование. Здесь УЗО является не просто защитой от утечки тока на корпус, но также выполняет функцию противопожарного защитного устройства.
Применительно к подобным проектам часто используется схемное решение по системе «ТТ», обеспечивающее относительную безопасность для случаев утечки токов на корпус оборудования.
Дополнение такой схемы устройством защитной блокировки способствует повышению степени надёжности. Однако система «ТТ» требует наличия заземляющей шины.
Схемы подключения УЗО в однофазной сети
Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.
В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:
- с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
- с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
- с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).
Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.
Без заземления
Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.
Рис. 1: Подключение УЗО в однофазной двухпроводной системе
Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.
Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.
Рис. 2: подключение УЗО в разветвленной однофазной двухпроводной системе
В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.
С заземлением
При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.
Рис. 3: Подключение УЗО в однофазной трехпроводной системе
Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.
Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.
Виды электрических сетей
Для того, чтобы научиться подключать устройство защиты правильно, необходимо ознакомиться с видами бытовых электрических сетей. В настоящее время существуют три варианта систем электроснабжения жилья:
- TN-C;
- TN-S;
- TN-C-S.
Всем известно, что в жилых помещениях бывает двужильная или трехжильная проводка. Первый вариант носит название TN-C по виду заземления. В этом случае провод нуля N и защитный PE объединены в общий PEN.
Система такого вида позволяет экономить кабель, но не обеспечивает достаточный уровень защиты. В случае двухпроводной схемы отсутствует заземления розеток. Для защиты от удара током при попадании напряжения на металлические части потребителей, зачастую его зануляют, надеясь на срабатывание автомата в результате возникающего в этом случае короткого замыкания.
В новых домах и квартирах систему TN-C не применяют.
Система с применением трехжильного кабеля проводки в доме TN-S наиболее безопасна и предполагает раздельные проводники нуля и защиты по всей схеме энергоснабжения: от подстанции до потребителя в доме. В этом случае потребуется пятижильная линия в трехфазной сети электроснабжения жилья и трехжильная в однофазной, что приводит к дополнительным расходам.
Система TN-C-S предполагает объединение проводников N и PE в общий PEN, а затем их разделение при вводе в здание. В точке разделения создают повторное заземление. Такой вид электрической сети экономен и применяется наиболее часто. Заметим, что систему TN-C легко преобразовать в TN-C-S. В данном виде сети при обрыве проводника PEN может возникнуть высокое напряжение на вводе в здание, чему можно противостоять установкой реле напряжения. Читайте о выборе и монтаже реле напряжения в статье «Устройство защиты от перепадов, скачков напряжения и перенапряжения сети 220в в частном доме или квартире.»
Правила безопасности в процессе работы
Большая часть правил носит общий характер, то есть их необходимо применять в процессе любых электромонтажных работ.
Если вы решили самостоятельно оборудовать распределительный электрощит, перед тем как установить и подключить УЗО, не забудьте:
- отключить электропитание – выключить автомат на входе;
- использовать провода с соответствующей цветовой маркировкой;
- не применять металлические трубы или арматуру в квартире для заземления;
- в первую очередь устанавливать автоматический входной выключатель.
Если существует возможность, рекомендуется использовать отдельные приборы для линий освещения, розеток, контуров для стиральной машины и др. В обратном случае достаточно установки общего УЗО.
Для защиты детей все электроустановки из детской комнаты обычно объединяют в один контур и оборудуют отдельным прибором. Вместо УЗО можно использовать дифавтомат
Кроме характеристик самих приборов, важны и параметры других элементов электропроводки, например, сечение электропровода. Его следует рассчитать, учитывая постоянную нагрузку.
Соединять провода между собой лучше с помощью клеммников, а для подключения к приборам – использовать специально предназначенные, промаркированные клеммы, а также схему на корпусе.
Схема подключения УЗО без заземления
Чтобы надежно работало УЗО, нужна трехпроводная сеть – это двухпроводная электрическая сеть с дополнительным защитным заземлением. Заземление устанавливается с целью защиты человека от тяжелого поражения электрическим током при пробое фазы на корпус электроприбора.
В этом случае имеет место короткое замыкание и сработает электромагнитная защита автоматического выключателя. УЗО также защищает человека от воздействия электрического тока при аварийной утечке тока. Подключается УЗО фазным и нейтральным проводом на верхние клеммы.
С нижних клемм выходят фаза и ноль для нагрузки. Если нет утечек тока, то ток фазы и нейтрали будет идентичным, УЗО не сработает. Если произошла утечка тока, то УЗО вычислит ее и отключит электрическую цепь от сети. Таким образом, УЗО вычисляет токи фазного и нейтрального проводов и при обнаружении разницы токов включается механизм защиты.
Это можно показать на примере. Если возникла аварийная ситуация, произошел пробой изоляции, и фаза появилась на корпусе электрической плиты, то до прикосновения человека УЗО работает в режиме ожидания и не отключается, а при прикосновении человека к токопроводящему корпусу электрической плиты возникает ток утечки по пути – фазовый провод, корпус плиты, человек, токопроводящий пол, что заставит сработать защитный механизм.
Подключение УЗО без заземления
Строительство новых домов предусмотрено с защитным заземлением. При подключении УЗО к однофазной сети с заземлением при нарушении изоляции и замыкании сетевого провода на корпус электроприбора, возникнет ток утечки, который замкнется на токопроводящий корпус электроприбора и сработает защита УЗО.
Давайте представим, что защитное заземление отсутствует. УЗО не сработает до появления тока утечки, а он появится при случайном прикосновении человека к токопроводящему корпусу электроприбора. Ток утечки пройдет по пути сетевого провода, корпус электроприбора и человека стоящего на полу, в результате сработает механизм защиты УЗО.
Схема подключения УЗО с защитным заземлением
Что же получается? При наличии заземления корпуса электроприбора в аварийной ситуации сработает УЗО без прикосновения человека к корпусу прибора, так как возникает ток утечки через заземляющий проводник. В случае отсутствия защитного заземления ток утечки УЗО появится только при касании человека к корпусу находящемуся под напряжением. Во втором варианте человек становится «подопытным кроликом».
Однако время срабатывания защиты УЗО составляет миллисекунды, и человек не почувствует воздействие электрического тока. Даже при полном наличии фазы на корпусе бытового устройства, в лучшем случае вы почувствуете легкое пощипывание. Какую схему подключения УЗО выбрать решать вам.
Однако я советую выбрать установку УЗО с заземлением, и более безопасной защитой. В доме не сложно сделать контур защитного заземления, а в квартире защитное заземления можно взять с корпуса электрощита в подъезде и развести провод заземления по плинтусу к розеткам мощных потребителей тока – это стиральная машина, бойлер, электроплита, розетки в ванной.
Подключение УЗО в двухпроводной сети
Возможны два варианта схемы подключения УЗО без заземления. Для первого случая выбираем УЗО с током утечки 100 мА и рассчитанным на номинальный ток нагрузки всей квартиры, допустим 32 А. Тогда схема будет выглядеть так: – вводной автомат 40 А, учет, УЗО 32 А, автоматы разных групп потребителей.
Схема подключения одного УЗО без заземления
У такой схемы есть большой недостаток, при срабатывании защитного механизма УЗО отключается квартира полностью, и для обнаружения неисправности придется лазить по всей квартире. Еще один недостаток такой схемы – это низкая чувствительность УЗО. Ток в 100мА более чувствителен для человека. Вторая схема хоть и дороже, но не имеет этих недостатков.
Схема подключения нескольких УЗО без заземления
Эта схема УЗО без заземления содержит – вводной автомат, счетчик, групповые автоматы и УЗО для выбранных автоматов. УЗО выбирается в этой системе на ток 30 мА. При возникшей утечке тока сработает та УЗО, на линии которой возникла неисправность в электрической цепи. На остальных группах автоматов будет присутствовать сеть. Во время подключения УЗО в двухпроводную сеть должны учитываться следующие моменты.
1.Так как УЗО не имеет защиту от к. з. и перегрузки, перед ним нужно ставить автомат. Номинальный ток УЗО выбирается на порядок выше номинального тока автоматического выключателя, так как УЗО может выйти из строя при токах которые больше его номинального значения.
2.Нейтральный провод с выхода УЗО идет только на розетку потребителей, соединять с другими нулевыми проводами нельзя, чтобы не было ложных срабатываний.
Как работает УЗО с заземлением
Старый жилой фонд еще живет по старым законам, где заземляющие контуры так и не проведены.
То есть, как подключить УЗО без заземления ясно, одна линия фазная, другая нейтраль, остаётся правильно выбрать контуры, которые будет контролировать это УЗО в данном примере — все контуры, вплоть до лампочек. Суммарный магнитный поток магнитопровода Фс равен нулю. Такой монтаж при дальнейшей эксплуатации электроприборов дает надежную защиту от поражения человека электротоком и пожара в помещении.
Допустим, что к щитку подключена цепь, питающая электрический водонагреватель в ванной.
Подключение к нейтральному проводу УЗО заземляющих проводников розеток также является ошибкой. Дифференциальный автомат совмещает его функции и защиту.
Статья по теме: Энергетический паспорт промышленного предприятия
Разновидности электрических сетей
В старых же домах, построенных еще во времена СССР, до сих пор используются двухпроводные сети, без проводника заземления. При наличии заземления срабатывание происходит практически мгновенно. Немного обжившись, решил заглянуть в щиток, который расположен на лестничной площадке ни какой защиты в виде УЗО или дифавтоматов в моем направлении не было, стояли только пакетный выключатель на 40 А, счетчик и два новых автомата по 16 А.
По этой причине рекомендуется обязательная установка устройства защиты на участок сети с ним. Просмотров: Разница лишь в технических параметрах оборудования.
Величина напряжения трехфазного тока В, а на однофазном приборе Для объективного понимания схемы подключения УЗО в трёхфазной цепи приведена схема — пример. Остальные участки будут работать в обычном режиме. Из аппаратов защиты в этой цепи установлен только автоматический выключатель, который защищает цепь от токов перегрузки и КЗ. Данное оборудование не имеет отношения к функциям заземляющих конструкций, поэтому его можно подключать к любой сети.
Это способ с единой сетью и из нескольких подсетей. Защитные устройства подключаются преимущественно в местах, представляющих наибольшую опасность. Схема подключения дифференциального автомата не требует дополнительной установки автоматического выключателя. Вот почему я решил установить УЗО в двухпроводную сеть.
УЗО ошибки подключения
https://youtube.com/watch?v=y9F60tIR_D4
