УЗО, защита человека и электробытовых приборов

Кратко – о предназначении устройства защитного отключения и его устройстве

Безопасность эксплуатации электрической домашней сети обеспечивают два типа защитных устройств.

Автоматический выключатель – защищает от перегрузки и последствий короткого замыкания

Во-первых, это автоматические выключатели, которые предохраняют от избыточной нагрузки на электропроводку, и от возможных последствий короткого замыкания.

УЗО (ДВ) работает совместно с автоматом, но выполняет уже иные функции

Во-вторых, это устройства защитного отключения (УЗО), которые еще называют дифференциальными выключателями (ДВ). Их задача – следить, чтобы, образно говоря, чтобы электрический ток не уходил туда, куда не надо. То есть они реагируют на утечку тока.

Оба эти прибора работают в паре. Например, на несколько линий, защищенных каждая своим автоматом, ставится одно общее УЗО. Некоторые, наиболее ответственные выделенные линии, и вовсе имеют индивидуальные и автомат, и УЗО.

УЗО могут быть общими, на всю домашнюю сеть, ставиться на одну выделенную линию в паре с автоматическим выключателем, или же обеспечивать защиту сразу нескольких линий, оснащенный индивидуальными автоматами.

Такая связка обеспечивает максимальную степень защиты. Каждый прибор отвечает за свою «сферу ответственности».

Кроме того, могут использоваться и дифференциальные автоматы (АВДТ – автоматический выключатель дифференциального тока). Разница в том, что здесь в одном корпусе собраны и автомат, и УЗО.

Дифференциальный автомат (АВДТ) – и автомат, и УЗО в одном корпусе

Казалось бы, дифавтомат – намного удобнее. Но есть ряд нюансов, в силу которых бывает целесообразнее установить именно упомянутую пару: автоматический выключатель + УЗО.

Но автоматы сейчас отставим в сторону – это отдельный разговор. Нас же в рамках данной статьи интересуют только УЗО.

Итак, принцип работы устройства защитного отключения заключается в сравнении показателей тока условно на входе и на выходе замкнутой цепи. Как известно, если нет никаких побочных потерь, сила тока должна быть равной. Образно говоря – сколько вошло на нагрузку, столько должно и выйти с нее.

На иллюстрации стрелкой показан дифференциальный трансформатор с тороидальным сердечником и тремя обмотками.

Две из них – это проходящие через УЗО проводники фазы и нуля. И количество витков, и диаметр провода – совершенно одинаковы. И плюс к тому направление обмотки выполнено таким образом, чтобы создаваемые прохождением тока электромагнитные потоки были встречно направленными и полностью компенсировали друг друга.

Третью обмотку можно назвать контрольной. И связана она или с электромеханическим реле, или с электронным ключом. В любом случае, при появлении в ней электрического тока срабатывает устройство, обеспечивающее разрыв основной цепи.

Принципиальная электрическая схема дифференциального выключателя (УЗО).

Итак, если сила тока в проводниках на входе и выходе (L и N) одинакова, то результирующий магнитный поток на сердечнике трансформатора равен нулю. В случае же утечки тока на проводке или нагрузке появляется разница, приводящая к созданию результирующего магнитного потока, отличного от нуля. Он, в свою очередь, наводит ЭДС в третьей контрольной обмотке – по ней начинает идти ток. Если значение этого тока превышает допустимые границы, срабатывает электронное или электромеханическое устройство, разрывающее контакты.

Таким образом, если в бытовом приборе по той или иной причине случился пробой фазы на корпус, то при касании этого прибора человеком создастся цепь утечки. И УЗО должно отреагировать на это мгновенным отключением линии питания.

Да, это достаточно долго описывается, но на деле скорость срабатывания защиты измеряется миллисекундами

Это – чрезвычайно важно, так как от длительности контакта с токопроводящим предметом напрямую зависит и тяжесть поражения электрическим током

На корпусе УЗО, помимо рычажка включения цепи, имеет еще и кнопка «Тест». Нажатием на нее «моделируется» ток утечки – замыкается внутренняя цепь через встроенную нагрузку. Если прибор исправен, то он должен мгновенно отключиться.

Надо полагать, в вопросах устройства, принципа работы и необходимости установки УЗО ясность достигнута.

Но что делать, если этот дифференциальный выключатель начинает «терроризировать» своих хозяев? То есть регулярно срабатывает в самый ненужный момент, когда, казалось бы, нет никаких к тому видимых причин.

Нет, совсем без причин такого явления случиться не может. И вот с этим как раз и предстоит разбираться.

Срабатывание УЗО в условиях отсутствия нагрузки

Почему срабатывают узо без нагрузок? В данном случае, причина может заключаться в высокой степени изношенности. Именно этот фактор обуславливает возникновение дефектов в изоляции современного электрооборудования. Нередко такое происходит в условиях эксплуатации старых стиральных машин, другой бытовой техники. Почти в половине всех возможных случаев, нейтрализовать последствия срабатывания устройства помогают действия, осуществляемые с розеткой. Часто бывает достаточно перевернуть в ней вилку прибора. В соответствии с нормами РЭС, сразу же после установки счетчиков в многоквартирных домах устанавливаются также и подобные устройства, с соответствующими показателями срабатывания.

Важно! Даже если проводка является полностью исправной, защита может вовремя не включиться. В том случае, если зафиксирована утечка, показатели которой суммарно составляют порядка 100 мА, оборудование сразу же на это среагирует. УЗО после отключения

УЗО после отключения

Поиск участка, на котором произошла утечка — действие, которое нужно выполнить, определяя, почему выбивается узо. С чего начать?

  • Отключение всех имеющихся в помещении приборов
  • Изучение проводки — данный вариант следует рассматривать в том случае, если приборы функционируют исправно.
  • Если проводка установлена правильно, и на ней нет повреждений, то решить задачу, связанную с поиском нужного участка, становится гораздо проще. То же можно сказать и о тех случаях, когда проводка поделена на несколько групп и имеет соответствующую защиту
  • Дезактивация автоматов, их повторный запуск. Запускать оборудование следует по очереди. Именно так получится определить ту группу, которая не является исправной.

Важно! После того, как «проблемная» группа будет обнаружена, имеет смысл перейти к изучению исправности осветительных приборов, электрических розеток. Не помешает проверить также и коробки. Как показывает практика, распространенной причиной является деформация изоляции

Нередко проблемы обусловлены неграмотной установкой осветительных приборов, проводки

Как показывает практика, распространенной причиной является деформация изоляции. Нередко проблемы обусловлены неграмотной установкой осветительных приборов, проводки.

Случается так, что недостаточно квалифицированные электрики стараются соединять ноль и заземления, стремясь, таким образом, обеспечить защиту от тока

Важно отметить, что такие действия запрещены

Проверка УЗО в электирческом щитке

Важно подчеркнуть, что УЗО не выполняет функции защиты от короткого замыкания. Не защищает оно также от сверхтоков. Все, что может устройство — вовремя среагировать на условия, в которых произошла утечка

Все, что может устройство — вовремя среагировать на условия, в которых произошла утечка.

Как обеспечить электрооборудованию защиту от перегрузки:

  • Сразу же после УЗО устанавливается автомат с нужным номиналом
  • Устанавливается оборудование дифференцированного типа.

Автомат дифференцированного типа представляет собой универсальное устройство. Оно комбинирует в себе функции обычного автомата и устройства защитного отключения.

Откуда возникает перенапряжение

Планировка и строительство многих многоэтажек еще пару десятков лет назад производилась без прицела на сегодняшнее многообразие бытового электрооборудования: микроволновки, многокамерные холодильники, утюги высокой мощности и другие приборы, имеющие электрическое питание. Поэтому максимумы потребления электричества по утрам и вечерам пагубно влияют на работу всей электросети в любом жилище.

Электричество, текущее по кабелю или проводу, неспособному выдерживать такую нагрузку, способствует их ненормальному нагреву в дневные часы и охлаждению в вечерние. В силу законов физики, проводник ослабевает, поскольку он делается то шире, то уже. Контакты в щитке на первых этажах или в едином вводно-распределяющем устройстве в доме заметно ослабевают. Также нулевые контакты могут отгореть, что приводит к перепаду напряжения от 110 до 360 вольт на всех этажах, выше этажа с перегоревшими контактами.

Перенапряжение в электросети может произойти в результате попадания молниевого разряда в линию электропередач, подстанцию или элементы дома, при этом сила тока просто огромная, порядка 200 килоампер. При попадании в молниеприемник и дальнейшем прохождении молнии по контуру заземления в проводниковых материалах возникает электродвижущая сила, измеряемая в киловольтах.

Также вызвать резкий скачок напряжения могут сварочные работы или одновременное включение многими соседями электроприборов или подключение/отключение мощного потребителя. Для защиты дорогостоящей электротехники и всего частного дома необходима защита от перенапряжения в сети.

Расширить и углубить

Если изложенной в посте информации вам мало (мое уважение!), то вот что стоит почитать:

В.К. Монаков УЗО. Теория и практика Москва, Издательство “Энергосервис”, 2007 г.

Книжка шикарная в своей полноте и довольно простом языке изложения. Автор – директор компании АСТРО-УЗО (uzo.ru) – отечественного разработчика и производителя УЗО.

http://www.uzo.ru/books/normative-document/

Выжимка нормативных документов имеющих отношение к УЗО. Там же есть еще один документ заслуживающий внимания (http://www.uzo.ru/books/uzo.pdf)

ЖЖ Юрия Харечко, специалиста, автора книг, знатока стандартов.  Как человек – весьма неприятный, но в  техническом плане мне упрекнуть его не в чем. Если хочется разобраться в хитросплетениях и взаимопротиворечиях стандартов – к нему. И наверняка он увидев мой пост скажет, что я дилетант и не компетентен, поскольку термин УЗО отсутствует в стандартах, и устройство правильно называть….

P.S. Оказывается за время моего отсутствия на хабрахабре и покорения пикабу изменились правила, относительно репостов. Прибыл по приглашению @SLY_G. Если читателям хабрахабра нравится мой контент на околотехническую тематику (все-таки он больше подходил гиктаймс), то я готов приносить сюда некоторые другие мои посты, заслуживающие внимания) Например про предохранители и автоматические выключатели, да и в целом про технику.

На что реагирует УЗО?

Прежде чем проводить ремонтные работы, нужно узнать, по каким причинам выбивает УЗО. Данные действия помогут выбрать правильный путь устранения поломки, если она действительно есть.

Система может сработать по определенным причинам. К ним относятся:

Утечка тока, которую важно своевременно определить. Прибор приобретают для ее определения, поэтому важно, чтобы система работала без сбоев

Если УЗО выбивает в первый раз, то нужно проверить исправность проводки. Изоляция может со временем прийти в негодность, в таком случае не исключена утечка тока. Возможно появление дефектов в местах, где происходят соединения. В некоторых местах может быть повреждена изоляция.
Иногда возникают повреждения кабелей у электрических приборов. Часто встречается, что УЗО выбивает, когда подключается сразу несколько приборов. Если у одного из них поврежден шнур, то устройство своевременно должно отреагировать на возникшую проблему. Встречается, что внутренние элементы приборов неисправны. Например, у водонагревателей ломается ТЭН.
Если коснулись оголенного участка провода, УЗО должно предупреждать удары током. Когда оно начинает сигнализировать об опасности, и человек в это время касается кабеля без изоляции, то устройство отлично справляется со своей работой.
Неправильный выбор УЗО. Важно учитывать все технические параметры при покупке прибора. Может выбивать УЗО, если неправильно произвести расчеты. Часто встречается, что устройство срабатывает без видимых причин. Причина также кроется в неверных расчетах. Важно перед приобретением УЗО проконсультироваться с квалифицированным электриком, выяснить, с какими характеристиками нужно покупать прибор.
Если устройство подключено неправильно, то возникает ложная тревога. Некоторые ошибочно выбирают место в электроцепи, куда устанавливают прибор. При проведении монтажных работ необходимо строго следовать инструкции.
Реальная поломка системы может произойти, если выйдет из строя спусковой механизм. В таком случае даже при незначительных вибрациях будет выбивать данный прибор.

Принцип действия и работы УЗО

Сумма токов, которые входят в участок, должна равняться токам, которые выходят. Это главный принцип работы данного аппарата защитного отключения. Причина отключение УЗО на электропитание − это то, что токи, которые выходят из участка электрической сети, не равны токам, которые входят в эту сеть. Эта разница называется величина тока утечки или же дифференциальный ток. Векторная сумма токов в фазном проводнике (I1) должна равняться токам в нулевом рабочем проводнике (I2). По величине они одинаковы, но по направлению разнонаправленны и тем самым компенсируют друг друга и ЭДС (электродвижущая сила) отсутствует. Если эти токи не равны, значит, разница между ними есть и это ток утечки. Он в свою очередь создает ЭДС и оно в свою очередь через соленоид воздействует на отключающий механизм и УЗО отключается.

Мотивация установки УЗО. Опасный для человеческого организма электрический ток

На рис.1 нормальный режим это I1 = I2. Когда человек касается оголенного провода, то возникает дифференциальный ток I∆n. Если посчитать ток, который будет проходить через человека, то получится I = 230/Rч, А, где 230 В напряжение бытовой электрической сети, Rч – сопротивление человека. Хотя у каждого человека эта характеристика индивидуальна, но принято считать его примерно 1 кОм (1000 Ом). В итоге получаем 230/1000 = 23 мА. Необходимо отметить, что порог чувствительности у человека начинается с 0.6 – 1.5 мА. При этом токе у человека ощутимое раздражение. При токе в 10 – 15 мА у человека происходит судорога мышц, и данный ток называют неотпускающий. В данном случае человек не может самостоятельно отпустить оголенный провод, если он за него взялся. При токе 90 – 100 мА возникает фибрилляционный ток. При таком токе сердечные мышцы хаотично сокращаются, и через несколько секунд происходит остановка сердца. Безопасный для человека ток считается 2 мА при прохождении его более 10 с, а если более 120 с, то безопасный ток 6 мА. Эти токи, а так же время отключения необходимо помнить при выборе УЗО по дифференциальному току, чтобы понимать, что будет с вами, если вы попадете под опасное напряжение. По этим причинам помните, если выключается УЗО водонагревателя, то оно спасает вас как минимум от неприятных ощущений.

Выбор УЗО в зависимости от токов утечки

Согласно СП31-110-2003 п.А.4.15, если ванная запитана по отдельной линии, то необходимо предусмотреть УЗО на 10 мА, если линия общая с кухней и коридором, то необходимо устанавливать УЗО на ток до 30 мА. Для обычной бытовой электролинии (розетки, освещение) защитное устройство выбирается на ток не более 30 мА (ПУЭ п.7.1.79.). УЗО на дифференциальные токи на 100 и 500 мА как видно выше, не защищают человеческий организм от опасного напряжения, а основное назначение это защита от пожара. При установке аппарата защитного отключения нужно понимать, что оно не защищает от длительной перегрузки, максимальных токов или повышенного напряжения. По этим причинам его установка должна быть совместно с автоматическим выключателем с электромагнитным и тепловым расцепителем, а для защиты от перенапряжения необходимо установить реле от перенапряжения или УЗИП (устройство защиты от импульсных напряжений). По этим причинам, если термекс отключает УЗО, а автомат не срабатывает, значит причиной неисправности является ток утечки.

Если выключается УЗО одновременно с автоматическим выключателем, то причиной неисправности может быть как дифференциальный ток, так и максимальные токи, которые возникают при коротком замыкании.

Причины появления тока утечки

Необходимо хорошо понимать, что присутствие тока утечки — это аварийный режим работы или неисправности в электрических сетях бытового назначения или неполадки в электробытовых приборах. Причины возникновения этого тока довольно распространенные. Основные причины возникновения тока утечки это касание человека к оголенному проводу, протекание его через деформированную изоляцию кабеля или через токопроводящий элемент. К примеру, причина отключения УЗО на водонагревателе это может быть ток утечки через воду. Изоляция кабеля повредилась, влага попала на оголенный провод и по нему пошел ток. Этого тока как раз и не хватает для того, что бы разница входящих и выходящих токов была равна 0 (нулю) и защита отключает аварийный участок. Если это водонагреватель термекс, отключается УЗО данного прибора.Вода так же может быть причиной,почему отключается УЗО на насосе перекачивающим различные жидкости.

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.

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.

Электроника или электромеханика

Выбираем УЗО — какое предпочесть, — электронное или электромеханическое? На рынке существуют два типа таких приборов. Разница между ними — в типе срабатывающего механизма. Электронное УЗО дешевле, но имеет существенный недостаток: оно работает только при наличии внешнего питания.

Люди, полагающие, что если нет питания — нет и опасности, ошибаются. При обрыве нулевого провода свет гореть не будет, но на фазе питание сохранится. Сохраняется опасность утечки тока и, соответственно, электрического удара. Поэтому помните: лучшими УЗО стоит считать электромеханические. Они не зависят от внешнего питания.

Отличить один тип УЗО от другого можно по следующим признакам:

  • маркировка. У электроники на схеме всегда присутствует треугольник с буквой «А» — усилитель по току;
  • с помощью батарейки. При подключении к прибору обычной батарейки электромеханика срабатывает, электроника — нет;
  • с помощью магнита. Включенное электромеханическое УЗО выключится, если к нему поднести магнит.

Именно электромеханику стоит выбрать для частного дома, где качество проводки обычно хуже, чем в квартире, а вероятность перегорания или обрыва нулевого проводника выше. Просто в силу того, что часть проводки дачного домика или коттеджа всегда находится на улице, и подвержена воздействию внешней среды.

Как обозначается УЗО на схеме?

Для подключаемых УЗО имеется по два общепринятых символа на схемах.

Несмотря на конструктивную сложность, обозначение устройства постарались сделать максимально простым. Лишнего ничего нет, только следующие элементы:

  1. Трансформатор дифференциального тока, который схематически изображается как сплюснутое кольцо.
  2. Полюса (два для однофазной сети, четыре для трёхфазной сети).
  3. Выключатель, действующий на разрыв контактов.

При этом именно полюса имеют два вида обозначения:

  • Иногда они рисуются ровными вертикальными линиями в зависимости от количества (две или четыре).
  • В других случаях из соображения компактности рисуется одна вертикальная ровная линия, а количество полюсов наносится на неё в виде маленьких косых чёрточек.

Почему это происходит

Чтобы устранить возникшую проблему, нужно грамотно провести диагностику системы. Проверяется, верно ли произошло подключение схемы прибора. Ошибки при монтаже, к сожалению, встречаются достаточно часто. Они ведут к ложной тревоге системы.

Иногда УЗО может выбить, даже когда все приборы отключены от сети электричества. В таком случае стоит задуматься о том, что человек изначально купил неподходящий прибор. Если установили модель на 32 Ампера, то ее лучше поменять на более мощную, которая будет на 64 Ампера.

Существует множество причин срабатывания УЗО. Это устройство реагирует так как оно настроено (высокий или низкий порог срабатывания), включено в цепь, на токовую нагрузку, пробой изоляции и многое другое. У него срабатывание может быть как ложное так и истинное.

Его задача – отключить цепь от подачи напряжения, когда появились токи утечки при появлении какой-либо неисправности в работе электрооборудования.

Среди всего их многообразия причин, почему сработало УЗО и невозможно его сразу включить, можно выделить следующие:

  • Неисправно само устройство;
  • УЗО неправильно подключено или его настройки не подходят для характеристик данной цепи;
  • Залипание кнопки «Тест»;
  • Поломка рычажка, отвечающего за включение;
  • Внутри самого устройства возникли токи утечки;
  • Как реакция на некоторое оборудование, которое воспринимается как неисправное (импульсные зарядные устройства, фотовспышки);
  • УЗО неправильно подключено;
  • Устройство обнаружило утечку тока и сработало;
  • На корпус электрооборудования поступает ток (отсутствует или повреждено заземление);
  • Человек попал под воздействие тока, закоротив электроцепь

Как правильно подобрать УЗО

Для защиты одной линии, например стиральной машины или водонагревателя до 6Квт0,03А 25А
Для защиты группы автоматов0,03А 25А
Для защиты квартиры0,03А 40А
Для защиты дома или большого объекта0,1А 40-64А

Нужно понимать, что УЗО с током утечки больше 0,03 ампера, есть смысл устанавливать только на большие объекты и оборудование, для того чтобы избежать ложных срабатываний. При необходимости защиты именно человека, рекомендуется УЗО реагирующее на ток утечки до 0,03 А. Именно 30 миллиампер считаются безопасными для человеческого организма.

При поборе трехфазных УЗО, нужно учитывать для чего вы его устанавливаете. Если это отдельное оборудование, например электросауна, то ток утечки также не должен превышать 0,03 ампера. Для защиты всего дома можно устанавливать менее чувствительные УЗО с током утечки 0,1 ампер. Делается это для того чтобы избежать ложных срабатываний от гуляющих токов.

Также нужно понимать, что при установке УЗО на уличные линии, можно столкнуться с проблемой частых отключений во время дождей или просто влажной погоды. Поэтому это либо отдельное менее чувствительное УЗО для улицы, либо его отсутствие, что не противоречит правилам и нормативам.

Монтаж и требование к проводам

При малейшем сомнении в своих силах по поводу качественного монтажа УЗО предусмотрительные люди предпочитают доверять столь ответственный процесс квалифицированному электрику

На какие моменты профессионал обязательно обращает внимание:

  • Выясняется совместимость бытовой проводки с мощностью стирального агрегата. При отсутствии по какой-то причине документов на машинку, упомянутые технические характеристики узнают с информационного блока на её задней стенке.
  • При выяснении, что агрегат подключают к сети двужильным или алюминиевым проводом, последний заменяют на медный и трёхжильный, с сечением 2,5 кв. мм. Обновление позволяет в дальнейшем без опаски пользоваться установленной розеткой не только для включения стиральной машины, но и фена, любых прочих электроинструментов, применяемых в быту для ухода за собой.
  • Проверяется наличие заземления. При использовании родной вилки стиральной машины, если она относится к первому классу по защищённости от ударов током, дополнительных мер не принимают – всё встроено в вилку.
  • В целях безопасности розетку устанавливают специальную, предназначенную для работы в помещениях с избыточной влажностью.

Все включено – света нет

И последний вариант неисправности, про который почему-то многие забывают. Все автоматы включены, “флажки” на них подняты, фаза выходит, а света все равно нет!

В этом случае проверяйте в щитовой все нули!

Ошибка!
Не забывайте, что напряжение в квартиру подается по двум проводам, а не по одному.

И при обрыве ноля все также перестает работать, как и при отключении выключателя. Нулевые проводники крепятся на специальных шинках, расположенных либо рядом с автоматами, либо в верхней или нижней части щитовой.

Проверьте надежность всех контактов на этой шине.

Вполне возможно, что какой-то проводник элементарно ослаб или отгорел – отсюда и все проблемы.

Это зачастую происходит в домах старой застройки с еще алюминиевой проводкой.

Как еще определить, что у вас отгорел ноль? Индикаторной отверткой проверьте свечение в розетках.

Если она будет светиться сразу на двух контактах, это вовсе не значит, что у вас в квартиру приходит две фазы.

Именно такой показатель и говорит об отгоревшем нулевом проводнике.

Ну и самая невероятная ситуация – это когда ваш автоматический выключатель выбивает из-за того, что слишком большую нагрузку подключил сосед, а не вы сами.

Да-да, бывает и такое. Посмотрите видео ниже, а еще лучше почитайте к нему комментарии

https://youtube.com/watch?v=6eq8L6Ml1LM%3F

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий