Что такое УЗО: принцип работы, устройство, виды и маркировка + для чего нужно УЗО

Любая электрическая сеть должна иметь защитное устройство, но не все знают, что такое УЗО и каков принцип его действия. Расшифровка аббревиатуры выглядит так: УЗО.

Это низковольтное электрическое устройство предназначено для отключения защищенного участка цепи при возникновении остаточного тока, превышающего номинальное значение для этого устройства.

В нашей статье мы постараемся подробно разобрать устройство и принцип работы УЗО, рассмотрим существующие разновидности и разберемся, какую информацию содержит маркировка устройств защитного отключения.

Назначение защитного устройства

Устройство цепи заземления УЗО представляет собой PE-проводник нейтральных токопроводящих корпусов или частей электрических механизмов с сопротивлением не более 4 Ом.

В случае утечки тока эти устройства могут находиться под напряжением, которое представляет опасность для жизни людей и животных, контактирующих с ними, а также для вещей в целом.

Спасение от электротравм – это зов датчиков. Когда обнаруживается ток утечки, они отключают напряжение.

Наибольшая опасность заключается в том, что такие нарушения в цепи незаметны и в редких случаях ощутимы, когда при прикосновении к устройству ощущается легкий удар электрическим током.

Основная причина этого явления – нарушение изоляционного слоя проводки. Неконтролируемые процессы могут нанести серьезный ущерб, поэтому в домашних условиях все большую популярность приобретают средства защиты.

Воздействие токопроводящих сетей на человеческий организм может иметь катастрофические последствия. Эта проблема была решена с использованием защитных сегментированных приборов УЗО. Основные требования к установке и использованию описаны в IEC 60364

Наиболее распространено использование УЗО в однофазных сетях с заземлением переменного тока и нейтрали, а также с показателями напряжения до 1 кВт в виде бытовой электросети.

Конструкция УЗО

Дополнительные функции механизма защиты помогут вам понять принцип УЗО, то есть воспроизводимый отклик устройства на утечку тока.

Ключевые рабочие узлы включают в себя:

  • трансформатор дифференциального датчика;
  • пусковой орган – механизм, прерывающий неправильно функционирующую электрическую цепь;
  • электромагнитное реле;
  • блок управления.

К датчику подключены противоположные обмотки – фаза и ноль. Во время нормальной работы сети эти полупроводниковые элементы формируют в сердечнике магнитные потоки, имеющие противоположное направление друг к другу. Благодаря этому магнитный поток равен нулю.

Трансформатор состоит из замкнутого стального сердечника, на котором размещены две катушки: первичная подключена к источнику переменного тока, вторичная – к нагрузке. Во сколько раз трансформатор увеличивает напряжение переменного тока, во столько же раз уменьшается сила тока

Электромагнитное реле подключено к вторичной обмотке, намотанной на магнитопроводе трансформатора. Если сеть соответствует стандартным условиям эксплуатации, она не используется.

Когда возникает ток утечки, вся работа резко меняется. Фазный и нейтральный проводники начинают пропускать разное количество тока. Теперь также величина силы и направление магнитных потоков на сердечнике трансформатора будут иметь разные параметры.

Во вторичных витках появляется ток, и при достижении заданных значений воспроизводится работа электромагнитного реле. Он совмещен с механизмом спуска. Этот луч реагирует в нужный момент и отключает электрическую сеть.

Согласно требованиям пожарной безопасности контрольные проверки устройства дифференциальной защиты проводятся регулярно, не реже одного раза в месяц. Для этого в приборе есть специальная кнопка «ТЕСТ»

Испытательный узел представляет собой механизм сопротивления: некую нагрузку подключают в обход дифференциального датчика. Этот элемент имитирует ток утечки и, таким образом, контролирует работу устройства. Подробнее о методах верификации мы рассказали в этой статье.

Принцип работы УЗО следующий: подача питания от фазной линии на управляющий резистор, а затем на нейтральный провод, в обход датчика.

Таким образом, создаются условия для разных токовых индикаторов на входе и выходе устройства. Этот дисбаланс должен привести к запуску установки пожаротушения.

В зависимости от разработчиков схема устройства может отличаться, однако принцип работы УЗО будет одинаковым для всех моделей.

Принцип срабатывания механизма защиты

Подумайте, зачем нужно использовать УЗО. Функция защитного устройства основана на методе измерения.

Регистрируются входные и выходные параметры токов, протекающих через трансформатор. Если первое значение больше второго, это означает, что в электрической цепи есть ток утечки и устройство воспроизводит отключение. Если параметры идентичны, устройство работать не будет.

В двухпроводной системе дифференциальное устройство не работает, если через фазный и нейтральный провод проходит ток одинаковой силы. Если есть разница между этими значениями, нарушение изоляции в сети и механизм защиты деактивируют поврежденный участок

Для лучшего понимания рассмотрим, как будет работать УЗО в домашнем распределительном щите с двухполюсной системой.

Двухпроводной входной провод (фаза и ноль) подключается к верхним клеммным колодкам. Фаза и ноль подключаются к нижним клеммным колодкам, расположенным до секции нагрузки, например, к розетке котла или электрочайника. Защитное заземление устройства будет производиться проводом в обход УЗО.

В стандартном режиме работы электроны в цепочке движутся от входящего кабеля к электрическому сопротивлению котла / накопительного бака, проходя через устройство дифференциальной защиты. В обратном направлении они возвращаются на землю через УЗО, однако по нейтральной линии.

Если человек прикоснется к корпусу токопроводящего устройства, на котором из-за пробоя возник потенциал, в этой ситуации ток утечки пройдет через тело человека, на что устройство практически мгновенно отреагирует, отключив систему питания

Например, в нагревательном элементе устройства была повреждена изоляция. Таким образом, через воду внутри ток будет частично проводиться корпусом, затем по проводке защитного устройства он уйдет в землю.

Остаточный ток вернется в нейтраль через УЗО. Однако его сила будет меньше по количеству потерь, чем по входящему.

Разницу показателей рассчитывает дифференциальный трансформатор. Если цифра больше допустимой, устройство мгновенно среагирует и разомкнет цепь.

В другой нашей статье мы давали советы по выбору и правильному подключению УЗО для котла.

Возможность использования УЗО

Подумайте, зачем нужно использовать УЗО и от каких негативных факторов устройство обеспечивает защиту.

Прежде всего, замыкание фазы на электротехнический корпус. В основном к проблемным местам относятся ТЭНы для ТЭНов и стиральных машин. Стоит отметить, что разрыв происходит только при нагреве тепловыделяющей части током.

Также, если провода не подключены должным образом. Например, если использовать скрутки без клеммной коробки, которые впоследствии встраиваются в стену и покрываются слоем штукатурки. Поскольку поверхность имеет повышенную влажность, эта закрутка будет переломом, который будет просачиваться в стену.

Механизм дифференциальной защиты в этом случае будет постоянно обесточивать линию до тех пор, пока секция полностью не высохнет или пока соединительный элемент не будет переделан.

Автоматическая защита эффективно применяется в быту: в электроустановках для ванной, кухни и розеток, с большим количеством запитанных устройств. Идеально, когда этот тип устройства устанавливается на каждую группу розеток

Сфера применения устройств обнаружения довольно разнообразна – от общественных зданий до крупных предприятий. Они комплектуются конструкциями и электрическими схемами, предназначенными для приема и распределения: экраны в жилых домах, системы электроснабжения индивидуального потребления и др. главное – правильно подобрать УЗО по мощности.

Типы устройств и их классификация

Компании-разработчики оснащают свои изделия различными возможностями, которые необходимо учитывать при определении желаемого типа УЗО, исходя из конкретных условий эксплуатации проводящей электрической сети.

Для того, чтобы рядовой потребитель мог выбрать необходимое дифференциальное устройство из множества предлагаемых моделей, была создана система классификации, основанная на следующих характеристиках:

  • принцип работы;
  • вид дифференциального тока;
  • время отключения дифференциального тока;
  • количество полюсов;
  • способ установки.

Далее мы рассмотрим каждую из этих классификаций более подробно.

Классификация n. 1 – По способу включения

Способов переключения всего два: электромеханический и электронный. В первом случае автомат отключит питание на поврежденной линии независимо от напряжения в сети. Основной рабочий орган – тороидальный сердечник с обмотками.

Когда происходит утечка, во вторичной цепи генерируется напряжение, активирующее срабатывание реле смещения, что приводит к срабатыванию механизма отключения.

Для электромеханических устройств не требуется внешнего напряжения. Источником их работы является дифференциальный ток на линии повреждения

Работа устройства с электронной начинкой полностью зависит от дополнительного напряжения, т.е требуется внешнее питание. Здесь рабочий орган – электронная плата с усилителем.

В таком механизме нет дополнительных источников, накапливающих энергию, поэтому схема использует электричество из внешней сети, и при отсутствии напряжения устройство не разорвет цепь.

Определение типа устройства: Припаяйте два провода к клеммам батарейки АА. Включите УЗО и подключите его ко входу блока защиты, а следующий – к выходу. Линии подключаются к одному полюсу. Если прибор выключается, значит присутствует электромеханический тип, в противном случае – электронный

Пример работы электронного УЗО, установленного на линии с розеткой, от которой запитана микроволновая печь: произошло отключение нулевой фазы, кроме этого в этот же период произошла неисправность разводки микроволн и фаза замыкается на случайность, то есть на ней есть опасный потенциал.

Прикосновение к плите не активирует тип электронной защиты, потому что нет сетевого питания. Именно из-за ненадежности по сравнению с электромеханическим аналогом данное устройство стало менее распространенным.

Классификация n. 2 – по характеру тока утечки

Все выпускаемые модели предохранительных устройств далее подразделяются в зависимости от тока нагрузки, протекающего через устройство. Они обрабатывают напряжение заданного формата колебаний.

На корпусе всех устройств и в паспорте прописано номинальное значение рабочего напряжения. Этот параметр должен соответствовать номинальному диапазону тока электротехники.

Тип переменного тока будет активирован, когда переменное напряжение утечки сразу же появится в управляемой цепи или когда оно нарастает волнообразно. Эти устройства отмечены символом «AC» или «~».

Наиболее подходящий форм-фактор для домашнего использования – УЗО-АС. Модель является самой дешевой из аппаратов подобного действия. В паспорте на электротехнику производители часто указывают конкретную модель автоматического выключателя, подходящую к данному изделию

Тип A активируется, когда в управляемой цепи мгновенно генерируется переменный или пульсирующий ток короткого замыкания или когда они медленно нарастают.

Этот механизм можно использовать в любой из представленных ситуаций. Корпус камеры имеет аббревиатуру «A» или символ, как на графическом изображении в прямоугольнике .

Чаще всего тип А подключается к схеме, в которой регулирование нагрузки воспроизводится путем отсечения верхней части синусоиды, например, путем регулирования скорости вращения двигателя с помощью тиристорного преобразователя.

Стоимость модели А в несколько раз дороже АС, потому что здесь дополнительно отслеживается постоянное напряжение, которое генерируется в технологии преобразователя мощности

ВДТ подвида B эффективны для воспроизведения отклика в ведомой цепи постоянного, переменного или преобразованного (выпрямленного) тока утечки.

Это дорогостоящее оборудование, предназначенное для промышленных предприятий. Они не используются в домашних условиях.

Представленные устройства защиты от отключения типов A, B и AC рассчитаны на время срабатывания 0,02-0,03 с.

Классификация n. 3 – По типу выдержки времени

Эта классификация предполагает различие между двумя типами: S и G. Автоматическая защита типа S может характеризоваться реакцией выборочного форматирования. Время задержки срабатывания соответствует интервалу 0,15-0,5 с. Рекомендуется выбирать его при групповом подключении УЗО.

Схема квартирной подъездной панели с двумя группами нагрузки, где подключены два разных типа защитных устройств: AC или A, и S

По схеме в панели приборов две группы нагрузки в виде розеток No. 1 и п. 2, к которому подключено УЗО типа А, а второй автомат S подключен к входу в помещение.

При возникновении неисправности в балке устройство ввода активируется только тогда, когда коллективное устройство не выполняет свою функцию и не отключает неисправную секцию.

Селективность активации разомкнутой цепи может быть достигнута другим методом, путем настройки тока утечки. Этот метод самый популярный.

Схема квартирной подъездной панели с двумя группами нагрузок, к которым подключены два разных типа устройств защиты: одно переменного тока с аварийной уставкой, а второе А, но с большим значением

Возьмем схему, аналогичную предыдущей, и модифицируем ее так: выбираем групповой автомат типа AC только с настройкой дифференциального тока 0,03 А, и будет устройство, аналогичное входу только на 0,1 А.

Бывают ситуации, когда остаточный ток в цепи повреждения превышает номинальные уставки двух устройств защиты. Для первой схемы селективность не будет нарушена, а во второй – ток отключения может подаваться любым из подключенных устройств.

Устройство с форм-фактором G также представлено по принципу селективного затвора и имеет выдержку 0,06-0,08 с. Все описанные селективные типы рассчитаны на воздействие экстремальных токов – до 15 кА.

Некоторые модели УЗО имеют систему регулировки уставки дифференциала, другие не имеют такой возможности. Однако для бытовых целей подойдет второй вариант

Ограничивающий ток является важным параметром выбора, поскольку именно он обеспечивает безопасность.

Например, в помещениях с повышенной влажностью электроприборы получают питание путем подключения отключающих устройств к цепи с уставкой 0,01 А. Для стандартных бытовых условий – 0,03 А.

Для организации пожарной безопасности зданий – 0,1-0,3 А. Рекомендуем ознакомиться с советами по выбору противопожарного УЗО и тонкостями его установки.

Классификация n. 4 – по количеству полюсов

Благодаря тому, что автомат работает по принципу сравнения значений тока, протекающего через него, количество полюсов в машине будет идентично количеству проводящих линий.

Биполярное УЗО обозначается как 2P. Он включен в однофазную цепь для обеспечения защиты человека и предотвращения возможных причин пожара.

Маркировка УЗО четырехполюсных – 4П. Они предназначены для работы в трехфазной сети. Также возможно совмещение установки, например, четырехполюсный прибор вводится в двухпроводную сеть.

Однако при этом не будет реализован весь потенциал устройства, что является экономически невыгодным.

При установке автоматического выключателя стоит учесть возможность того, что ток нагрузки может превысить максимальные рабочие значения устройства. Поэтому устанавливается дополнительный автоматический выключатель с номинальным напряжением, не превышающим рабочий ток системы безопасности

Классификация n. 5 – кстати устройство установлено

Поскольку устройства дифференциальной защиты выполнены в разных корпусах, они могут использоваться как стационарные, так и переносные.

Во втором случае к устройству идет удлинитель. Устройства, закрепленные на DIN-рейке, монтируются в электрощит, который находится в коридоре или квартире.

Также существуют варианты типа розетки УЗО и вилки УЗО. И в первом, и во втором случае любой электроприбор, подключенный таким механизмом, не представляет опасности для человека в случае поломки.

Полная расшифровка значений маркировки

Имя разработчика обязательно на корпусе устройства. Далее следует стандартизированная маркировка с обозначением серийного номера.

Для расшифровки сокращения воспользуемся следующим примером [F] [X] 00 [X] – [XX]:

  • [F] – дифференциальное устройство;
  • [X] – формат исполнения;
  • 00 – цифровое или буквенно-цифровое обозначение серии;
  • [X] – количество полюсов: 2 или 4;
  • [XX] – характеристики по видам тока утечки: АС, А и В.

Кроме того, здесь будут указаны номинальные параметры устройства, на которые нужно обратить особое внимание при выборе.

Расшифровка аббревиатуры: 1 – товарный знак; 2 – тип устройства; 3 – выборочный вид; 4 – соответствие европейским стандартам; 5 – номинальный рабочий ток и уставка; 6 – максимальное рабочее переменное напряжение; 7 – номинальный ток, который выдерживает устройство; 8 – включающая и отключающая способность; 9 – схема подключения; 10 – ручная проверка работоспособности; 11 – маркировка положения переключателя

Максимальные параметры, на которые рассчитаны устройства: напряжение Un, ток In, дифференциальное значение тока размыкания цепи I∆n, включающая и отключающая способность Im, отключающая способность при коротком замыкании Icn.

Основные значения маркировки должны быть расположены таким образом, чтобы они оставались видимыми после установки прибора. Некоторые параметры могут быть применены к боковой или задней панели, видимой только до установки продукта.

Выходы, предназначенные для подключения только нейтрального провода, обозначаются латинским символом «N». Выключенный режим УЗО обозначается символом «О» (кружок), включенный – короткой вертикальной чертой «I».

Не все продукты имеют оптимальную комнатную температуру. В тех моделях, где есть символ  – это означает, что диапазон рабочего режима от -25 до + 40 ° C, если нет обозначений, имеется в виду стандартные показатели от -5 до +40 ° C.

Выводы и полезные видео по теме

Видеоматериал с подробным обзором всех составляющих элементов обзорных механизмов защиты, их назначения и принципа взаимодействия между ними:

Описание всех типов автоматических выключателей и советы, как правильно сделать выбор:

Ответ на извечный вопрос, что выбрать – на дифференциальный автомобиль или секреты установки УЗО:

Использование УЗО – выгодное и правильное решение не только с экономической точки зрения, но и с точки зрения пожарной безопасности и защиты человека.

Рекомендуется максимально использовать его потенциал в домашних условиях, установив его на всех электротехнических группах, чтобы обеспечить полную изоляцию от воздействия электричества.

Есть вопросы по принципу работы или классификации дифференциальных устройств? Или вы хотите дополнить представленный материал полезной информацией? Пишите свои пояснения в блоке комментариев, задавайте вопросы: специалисты и грамотные посетители нашего сайта постараются ответить вам максимально полно.

Источник – https://sovet-ingenera.com/elektrika/uzo-schet/chto-takoe-uzo.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: