Принцип действия и назначение узо в электрических сетях

Что такое УЗО

Устройство защитного отключения представляет собой электромеханический прибор, предназначенный для повышения электробезопасности при использовании электрического оборудования. Возможны различные конструктивные исполнения, однако наибольшую известность получили решения для монтажа на DIN-планку, подобно современным однополюсным автоматам-понам. Пластиковый корпус, язычок отключения и кнопка для проверки работоспособности схемы – вот и все УЗО внешне. Головки прижимных болтов утоплены таким образом, что случайное прикосновение к ним практически невозможно. Установка УЗО может осуществляться двумя способами: во вводных щитках, при этом защищается вся домашняя электросеть, а также на каждую линию. Во втором случае защита более эффективна. При наличии средств рекомендуется совмещать эти два способа.

Физически подключение выполняется очень просто: на корпусе есть четыре болтовых зажима (для однофазной сети), к первым двум из которых подводятся вводные провода, а ко вторым прикручиваются отходящие линии. То есть установка УЗО производится в разрыв цепи. Единственный нюанс: контакты на подводе имеют обозначение для нуля и фазы, что во время монтажа должно соблюдаться для дальнейшей правильной работы. Простейший индикатор позволяет определить фазный провод за несколько секунд.

Принцип действия УЗО

Очевидно, что при наличии утечки в цепи токи на её начальном (ввод фазы в квартиру) и конечном (выход нулевого провода из квартиры) участках будут отличаться. На сравнении этих токов и построен принцип работы УЗО: если будет обнаружено расхождение, прибор разъединит цепь. Но реализовать этот принцип можно двумя способами, поэтому и разновидностей УЗО на сегодняшний день существует две: электромеханическая и электронная.

Электромеханические УЗО

В электромеханическом устройстве защитного отключения имеется три катушки, две из которых являются рабочими, а третья — управляющей. Правильное название всей этой конструкции — дифференциальный трансформатор, при этом управляющая катушка играет в нём роль вторичной обмотки. Одна из рабочих катушек включается в фазу, другая — в нулевой провод, причём подключаются они так, чтобы токи в них протекали в разных направлениях.

Электромеханические защитные устройства основаны на сравнении магнитных полей, порождаемых токами в начале и конце цепи

Соответственно, магнитные поля, возбуждаемые токами в катушках, также окажутся разнонаправленными. При абсолютном равенстве токов векторная сумма силовых линий обоих полей будет равна нулю, то есть поля как бы будут взаимно уничтожаться.

Если же значения токов из-за утечки окажутся отличными (эта разница и называется дифференциальным током), то внутри УЗО возникнет какое-то остаточное электромагнитное поле, которое наведёт ЭДС в третьей — управляющей — катушке. Эта ЭДС приведёт в действие чувствительное поляризованное реле, которое и разъединит электрическую цепь.

Электронные устройства защитного отключения

В электронных УЗО помимо дифференциального трансформатора имеется плата с усилителем, выполненным на микросхеме или на транзисторах. Его задача состоит в усилении тока, возникающего в управляющей катушке (вторичная обмотка дифференциального трансформатора), который затем подаётся на отключающее реле. Наличие усилителя позволяет уменьшить мощность дифференциального трансформатора, а значит, и его размеры.

Электронное УЗО по внешнему виду мало чем отличается от электромеханического, но имеет другой принцип действия и более компактный корпус

В результате изделие становится более компактным и дешёвым. Но при этом у электронных УЗО появляется важная особенность: схема усилителя нуждается в электропитании, которое берётся из обслуживаемой цепи. То есть усилитель включается в данную цепь параллельно с другими нагрузками. Ниже мы покажем, как это обстоятельство влияет на надёжность прибора.

Общие выводы

Ознакомившись с принципом работы УЗО, можно сделать два важных вывода:

1. УЗО не сработает, если человек коснулся одновременно находящегося под напряжением элемента и нулевого провода, то есть ток «пошёл» не в землю, а весь остался в цепи. Защиту на случай подобных происшествий ещё не придумали, так как их сложно распознать: параметры цепи будут такими же, как если бы в неё была включена обычная нагрузка.
2. УЗО не защищает от коротких замыканий или превышения нагрузки. Поэтому в цепи помимо этого устройства обязательно следует устанавливать автоматический выключатель или предохранитель. Сегодня выпускаются приборы, в которых УЗО и выключатель-автомат совмещены. Подобные изделия называются автоматическими выключателями, которые управляются дифференциальным током (АВДТ), но в обиходе их называют проще — дифференциальные автоматы.

От чего защищает УЗО

УЗО функционирует в одно- и двухфазных сетях переменного тока на 220 и 380 вольт. Сами приборы помещаются в корпусах из негорючего ПВХ и способны пропускать через себя различные номинальные токи. Многие люди путают устройства с защитными автоматами и не до конца представляют себе, от чего защищает УЗО. Между тем, функции данного прибора довольно простые.

Иногда случается так, что оказываются поврежденными конструктивные элементы приборов и оборудования, нарушена целостность изоляции провода в электрической сети. В подобных ситуациях возникает утечка тока, способная вызвать поражение человека, привести к возгоранию на поврежденных участках. Чтобы этого не произошло, УЗО буквально за доли секунды отключает такие участки, предотвращая поражение током или пожар. Кроме УЗО, существуют еще дифференциальные автоматы, выполняющие те же самые функции. Однако, в отличие от защитных устройств, они дополнительно защищают от перегрузок и коротких замыканий, так же как и автоматический выключатель. Сами УЗО не защищены от воздействия сверхтоков, поэтому их всегда устанавливают совместно с автоматами.

Конструкция этих устройств очень простая. Она состоит из дифференциального трансформатора, измеряющего токи утечки, пускового органа и механизма, расцепляющего силовые контакты.

Общие правила выбора

Выбор подходящего оборудования это всегда сложный и неоднозначный процесс, имеющий несколько вариантов. Основные моменты, которые надо учитывать:

1. УЗО всегда включается вместе с автоматическим выключателем. Номинальный ток должен быть на одну ступеньку выше номинального тока выключателя. Например, если в схеме стоит выключатель на 16 А, то УЗО должен быть на 25 А.
2. В соответствии со схемой электроснабжения дома (квартиры) для каждого УЗО указывается необходимый ток уставки и тип (А, АС с нужными индексами). В большинстве случаев, пожарные УЗО выбирают с током 100 мА, а защитные — 30 мА.
3. Какому устройству отдать предпочтение — электронному или электромеханическому – дело вкуса.

Варианты подключения УЗО к однофазной сети с заземлением и без

При монтаже следует придерживаться следующих рекомендаций:

• в схеме подключения не применяется заземляющий проводник;
• питающие проводники следует присоединять только к верхним клеммам;
• нейтральные проводники должны присоединяться только к клеммам, имеющим маркировку N;
• ток нагрузки электросети должен соответствовать рабочему току;
• после монтажа следует измерить сопротивление изоляции всей электросети и протестировать работу аппарата с помощью кнопки «Тест».

Схема подключения с использованием заземленияВариант подключения однофазного устройства без заземления

Watch this video on YouTube

Обзор известных производителей и брендов

На рынке электрооборудования находится много профессиональных и надежных производителей. Основными из них считаются:

• АВВ. Это шведско-швейцарский производитель электротехнического оборудования. Оборудование этого производителя отличается высоким качеством и надежностью в работе. Цена за штуку в пределах 800-3000 рублей;
• Фирма находится во Франции. Цена за штуку в пределах 1300—6500 рублей;
• Французский производитель, давно работающий на российском рынке. Цена за штуку в пределах 550-12200 рублей;
• Американская фирма. Фирма конкурирует с предыдущими фирмами по качеству. Цена за штуку в пределах 510-8000 рублей;
• Фирма представляет Германию. Качество несколько хуже, чем в предыдущих фирмах. Цена за штуку в пределах 2600—5800 рублей.

УЗО бывают двух видов

1.Защита человека от поражения электрическим током. Минимальный уровень для отключения прибора 10 мА и 30 мА. Самый распространенный 30 мА. 10 мА предназначен для влажных помещений и чаще всего устанавливается для защиты ванной комнаты. Можно было бы установить УЗО на каждую отдельную группу потребителей, но это очень дорого. Экономичней установить одно УЗО на три-четыре отдельных группы электрических цепей.

Если срабатывает УЗО, можно проделать простую процедуру устранения неполадки. Включаем по очереди автоматические выключатели «сидящие» под УЗО, и так образом, обнаруживае в какой группе потребителей произошла утечка тока. Некоторые потребители требуют отдельного УЗО, например такие: электрический котел, холодильник или компьютер. Это делается для того, чтобы обеспечить стабильность приборам, если есть в этом острая необходимость.

2.”Противопожарное” УЗО. У такого устройства более грубая отсечка: 100 мА, 300 мА, 500 мА. С таким номиналом для отключения тока прибор не защищает человека от поражения током (считается 50 мА опасным для здоровья). Почему такой вид называется противопожарным? Из-за повреждения изоляции проводки или  перегрузки сети, может произойти короткое замыкание и возгорание.Как только в электрической цепи произойдет чувствительная утечка тока, УЗО отсечет энергоснабжение всего здания, не допустив короткого замыкания, т. е. не произойдет искрения и воспламенения. Прибор «стоит на страже» всей электропроводки здания. Противопожарное УЗО устанавливается сразу после электрического счетчика.

Где установить УЗО

Систему защитного отключения электричества нужно устанавливать таким образом, чтобы мощность подключаемых устройств к электрической сети не была выше максимально допустимой для данной модели УЗО, для чего прежде чем осуществлять монтажные работы следует изучить инструкцию к защитному устройству.

Для более качественной и надёжной защиты домашней электропроводки, нужно установить одно устройство большей мощности в щитке, а дополнительными приборами с меньшим током утечки оснастить ванную комнату и другие наиболее опасные, в электротехническом смысле, помещения.

Если нужно установить защитное устройство для отдельно стоящего мощного электроприбора с металлическим корпусом, то монтажные работы можно осуществить в непосредственной близости от защищаемого объекта.

В этом случае наиболее подходящей моделью будет защитное изделие, которое имеет встроенный автоматический выключатель. Монтаж такого УЗО позволяет не только обеспечить минимальную вероятность поражения электричеством, но и защитить электрическую цепь от короткого замыкания.

Зачем же нужно УЗО устанавливать в электрическую цепь, и для чего это делать в соответсвии с правилами техники безопасности и руководством по эксплуатации данного устройства?

Многие домашние мастера не понимают для чего это нужно и расплачиваются серьёзными последствиями, ведь поражение электрическим током, является довольно распространённой причиной гибели не только людей, чья профессия связана с электричеством, но и обычных пользователей домашними приборами.

Обычно многих домашних мастеров уже не волнует вопрос: «Для чего нужно устанавливать защитное устройство», после того, как они ощутят на себе воздействие электрического тока напряжением 220 В. Для чего это нужно делать по правилам, подбирая защитный прибор по мощности, также часто выясняется в процессе проб и ошибок.

Назначение УЗО и его использование заключается в том, чтобы спасти человеческую жизнь, поэтому в некоторых странах европейского союза такая защита является обязательной для установки в частном домовладении. Желательно, чтобы данное правило было введено и в нашей стране, тогда количество несчастных случаев значительно сократится.

Целесообразность использования УЗО

Рассмотрим, для чего нужно использовать УЗО и от каких негативных факторов воздействия устройство обеспечивает защиту.

В первую очередь — замыкание фазы на корпус электротехники. В основном к проблемным участкам относят ТЭНы нагревателей и стиральных машин. Стоит заметить, что пробой образуется только в том случае, когда теплообразующая деталь нагревается под действием тока.

Также при некорректном подключении проводов. Например, если используются скрутки без клеммной коробки, которые в последующем утапливаются в стене и закрываются слоем штукатурки. Поскольку поверхность имеет повышенную влажность, эта скрутка и будет пробоем, дающим утечку в стену.

Дифференциальный защитный механизм в этом случае будет постоянно выполнять обесточивание линии пока участок полностью не высохнет или пока не будет переделан соединительный узел.

Автоматическая защита эффективно применяется в условиях быта: в электрических группах для ванной комнаты, кухни и розетках, с большим количеством питающихся приборов. Идеальный вариант, когда такого рода устройства установлены на каждой группе розеток

Сфера применения обзорных аппаратов довольно разнообразна — от общественных построек до масштабных предприятий. Ими комплектуются электротехнические конструкции и схемы, предназначенные для приема и распределения: щитки в жилых домах, системы снабжения током для индивидуального потребления и т.д. Главное при этоом – правильно выбрать УЗО по мощности.

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.  

Как выглядит

На лицевой панели УЗО есть переключатель, при помощи которого можно вручную разрывать цепь или приводит устройство в рабочее состояние. На передней панели также есть кнопка «Тест», предназначенная для тестирования работоспособности устройства защиты. При ее нажатии подключается цепь содержащая резистор, которая эмитирует возникновение утечки. Если прибор исправен, он отключит питание — «рубильник» опустится вниз, размыкая контакт.

Внешний вид УЗО и назначение элементов

В верхней и нижней части устройства есть гнезда для подключения проводов. Вверху подключаются провода, подводящие питание, внизу — линии, которые идут к нагрузке или к нижестоящим устройствам. Через УЗО проходят и фазные провода, и ноль (нейтраль). То есть, при срабатывании, питание отключается полностью.

На корпусе имеются надписи, которые отражают основные параметры. Крепится УЗО на DIN-рейку, для этого есть специфической форы выступы на задней поверхности корпуса. Способы фиксации зависят от фирмы-производителя. Есть модели, которые просто навешиваются, есть с фиксацией при помощи прижимного клапана.

Как обеспечить качественную защиту

Несмотря на явную пользу УЗО, без автомата защиты обойтись не получится. УЗО не реагирует ни на сверхтоки (короткие замыкания), ни на перегрузку. Оно отслеживает только ток утечки. Так что для безопасности проводки необходим еще и автомат. Эту пару — автомат и УЗО — ставят на входе. Автомат обычно стоит до счетчика, защита от утечек — после.

Вместо пары — УЗО+автомат, можно использовать дифференциальный автомат. Это два устройства в одном корпусе. Дифавтомат отслеживает сразу и ток утечки, и короткое, и перегрузку. Его ставят, если есть необходимость в экономии места в щитке. Если такой необходимости нет, предпочитают ставить отдельные устройства. Проще определять повреждение, дешевле замена при выходе из строя.

Для полной защиты электропроводки требуется еще и автомат

Блиц-советы

• Контрольное тестирование всех установленных УЗО следует проводить не реже 1 раза в месяц.
• Если человек одновременно прикоснется к фазовому и нейтральному проводам, УЗО его не защитит и не отключит сеть. Все электромонтажные работы (ремонт розеток, выключателей, замена лампочек) безопасно проводить только при отключенном напряжении.
• УЗО — это старое название, теперь более правильно называть «выключатель дифференциальный».
• Промышленность выпускает дифавтоматы, которые по своим функциям полностью заменяют УЗО и автоматический выключатель. Некоторые предпочитают ставить его из-за дешевизны и удобства монтажа. Однако есть недостаток такой замены. При срабатывании комбинированного устройства непонятна причина отключения сети: то ли произошло короткое замыкание, то ли появились токи утечки. При раздельном использовании УЗО и автоматического выключателя причина видна сразу. Если сработал автоматический выключатель, значит произошло короткое замыкание, если УЗО – появился ток утечки.
• Хотя чипованные розетки – дорогое удовольствие, оборудовать ими детскую комнату все же стоит.
• От качества защитных устройств зависит жизнь. Следует приобретать только сертифицированный товар у проверенных продавцов.

Модельный ряд, производители и цены УЗО

В таблице приведены товары наиболее распространённых производителей УДТ и показаны предлагаемые ими рыночные цены:

Наименование изделия	Торговая марка	Цена, руб.
УЗО IEK ВД1-63 однофазное 25А 30 mА	IEK, Китай	442
УЗО АВВ однофазное 25А 30 mА	АВВ, Италия	536
УЗО АВВ 40А 30 mА однофазное	АВВ, Италия	740
УЗО Legrand 403000 однофазное 25А 30 mА	Legrand, Польша	1177
УЗО Schneider 11450 однофазное 25А 30 mА	Schneider Electric, Испания	1431
УЗО IEK ВД1-63 трехфазное 63А 100 mА	IEK, Китай	1491
Автоматический выключатель IEK ВА47-29 25А	IEK, Китай	92
Автоматический выключатель Legrand 404028 25А	Legrand, Польша	168
Автоматический выключатель АВВ S801C 25А однополюсной	АВВ, Италия	441
АВДТ IEK 34, трехфазное С25 300 mА	IEK, Китай	1335

Как видно из сравнительной таблицы, цена УЗО 25А 30 мА (наиболее востребованного на рынке) зависит от производителя. Так цена УЗО АВВ 25А 30 mА выше китайских аналогов, но ниже чем у таких производителей как Legrand или Schneider Electric. С учетом таких критериев как качество и стоимость, купить УЗО 25А 30 мА предпочтительнее компании АВВ, а необходимый автоматический выключатель можно купить китайского производства или компании Legrand.

Подводя итоги данному экскурсу в мир устройств дифференциального тока, в частности – устройству защитного отключения (УЗО) сделаем акцент на рассмотренных важных моментах.

Ассортимент УЗО и автоматов производителя ABB

Одним из самых эффективных средств защиты человека и животных от поражающего воздействия электрического тока является установка в электроснабжающую сеть устройств защитного отключения – УЗО.

УЗО обладает функцией реагировать на дифференциальный ток утечки, появляющийся при контакте человека с оголенной частью проводки или корпусом какого-либо электротехнического оборудования. Оно может находиться под фазным напряжением из-за повреждения изоляции фазного провода и его контакта с корпусом. Также УЗО реагирует на утечку тока в местах повреждения изоляции проводки, когда это может привести к нагреву и возгоранию.

Однако УЗО не реагирует на явления короткого замыкания в цепи проводки и на превышение мощности в цепи по току. В связи с этим устанавливать устройство необходимо в паре с автоматическим выключателем («автоматом»), который реагирует на короткое замыкание и перегруз по мощности.

Самое важное – всегда соблюдайте правила техники безопасности и осторожность при работе с электроприборами и техникой. Как можно чаще производите визуальный осмотр открытых токоведущих элементов электроразводки и подключаемых элементов токоприемников

Порядок подключения

Подключение УЗО с заземлением и без него

Порядок подключения УЗО в электрическую цепь нормируется действующими стандартами (ПУЭ, в частности). В соответствии с требованиями нормативов место включения прибора определяется с учетом возможности общей или выборочной коммутации питающих линий. Если УЗО используется одно на всю квартиру, оно устанавливается на DIN-рейке электрического щита сразу после электросчетчика и перед линейными автоматами, защищающими отдельные нагрузки.

При применении устройства в качестве селективного элемента оно монтируется в ответвлении от общей линии питания, нуждающейся в особой защите.

Ноль однофазной сети подключается к верхней клемме под обозначением «N», а отводится от нижнего контакта, имеющего аналогичную маркировку. Для случая установки 4-х полюсного прибора в трехфазной линии питания количество фазных контактов увеличится втрое (клеммы N, к которым следует подключать землю, останутся без изменения).

Предназначение аппарата защиты

Устройство контура заземления УЗО является РЕ-проводником нейтральных токопроводящих корпусов или деталей электрических механизмов с сопротивлением не выше 4 Ом.

При возникновении тока утечки указанные элементы оборудования могут быть под напряжением, что представляет опасность для жизни человека и животных при соприкосновении с ними, а также для имущества в целом.

Спасти от получения электротравм — призвание обзорных аппаратов. При обнаружении тока утечки они отключают напряжение.

Наибольшая опасность кроется в том, что такие нарушения в цепи являются невидимыми и в редких случаях ощутимыми, когда при касании к прибору можно почувствовать легкий удар током.

Основной причиной этого явления служит нарушение изоляционного слоя проводки. Неконтролируемые процессы могут нанести большой вред, поэтому защитное оборудование обретает большую популярность в бытовых условиях.

Воздействие токопроводящих сетей на человеческий организм может обернуться плачевными последствиями. Эта проблема была решена с помощью контрольно-измерительных приборов УЗО, относящихся к защитному сегменту. Основные требования по монтажу и использованию описаны в МЭК 60364

Применение УЗО получило наибольшее распространение в однофазных сетях с переменным током и заземлением нейтральной линии, а также с показателями напряжения до 1 кВт в формате бытового электроснабжения.

Как устроено УЗО

Выделяют два вида приборов:

• электромеханические;
• электронные модели УЗО.

Электромеханические

Эти устройства состоят из нескольких частей:

• трансформатор электрического тока нулевой последовательности. Он следит за утечками и передает энергию на вторичную обмотку трансформатора;
• магнитоэлектрический элемент, исполняющий функции порогового;
• реле, запускающееся при срабатывании магнитоэлектрической «защелки».

Все механические части должны быть весьма высокоточными, благодаря чему велика и стоимость. Но она компенсируется надежностью и возможностью работать без дополнительного питания, обнаруживая утечки при любом значении напряжения. Фактор независимости крайне важен: механическое УЗО выявит утечку и включит реле в 100 процентах случаев. У электронного этого процента меньше, поскольку при уровне общего напряжения ниже некоторого порога схема окажется неработоспособной. Поэтому именно электромеханические модели всемирно признаны эталоном и обязательны к использованию, особенно на критических объектах.

Электронные УЗО

Их стоимость иногда на порядок ниже классических. Но есть и указанный выше недостаток — не стопроцентная гарантия срабатывания. Устройство подобных систем защиты похоже на таковое у электромеханических. Но вместо чувствительного элемента установлен логический блок сравнения — стабилитрон, компаратор. Работоспособность прибора обеспечивает фильтр и выпрямитель.

Также требуется усилитель сигнала, поскольку входящий в состав трансформатор относится к понижающим. К сожалению, усилитель модулирует не только «полезную» нагрузку, но и помехи, что также снижает надежность. Но для защиты обычного жилого помещения электронного УЗО в немалом числе случаев бывает достаточно. Выбирать следует на основании деталей воплощаемого электромонтажного проекта.

Конструктивное исполнение УЗО

Опциональные особенности защитного механизма помогут разобраться в принципе действия УЗО, а именно воспроизводимую реакцию аппарата на утечку тока.

К ключевым рабочим узлам относятся:

• трансформаторный дифференциальный датчик;
• пусковой орган — механизм, разрывающий некорректно функционирующую электроцепь;
• электромагнитное реле;
• контрольный блок.

К датчику подключены встречные обмотки – фаза и ноль. При нормальном режиме работы сети, эти полупроводниковые элементы образуют в сердечнике магнитные потоки, имеющие противоположное направление по отношении друг к другу. За счет этого магнитный поток равен нулю.

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

Ко вторичной обмотке, намотанной на магнитопровод трансформатора, подключено реле электромагнитного типа. Если в сети соблюдены стандартные условия работы, оно не задействовано.

При возникновении утечки тока вся работа кардинально меняется. Фазный и нейтральный проводники начинают пропускать разные величины тока. Теперь силовое значение и направление магнитных потоков на сердечнике трансформатора также будут иметь различные параметры.

Во вторичных витках появляется ток и при достижении заданных значений, воспроизводится срабатывание электромагнитного реле. Оно подсоединено в паре с механизмом расцепления. Эта связка в нужный момент реагирует и расцепляет электросеть.

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

Проверочный узел представлен механизмом сопротивления — определенная нагрузка, подключенная в обход дифференциального датчика. Этот элемент имитирует утечку тока и таким образом производится проверка работоспособности аппарата. Подробнее о методах проверки мы говорили в этой статье.

Принцип действия/работы УЗО состоит в следующем: подача тока с фазной линии на контрольное сопротивление и после этого — на нейтральный провод, минуя датчик.

Таким образом создаются условия разных показателей тока на входе и выходе прибора. Этот дисбаланс и должен привести к запуску узла отключения.

В зависимости от разработчиков, схемотехническое устройство может разниться, однако принцип, используемый в работе УЗО, будет идентичный у всех моделей.

Принцип работы УЗО (УЗО-Д)

В основе работы УЗО-Д заложена фиксация тока утечки на «землю» и отключения сети при ее появлении. Факт утечки обнаруживается по разнице между токами: выходящим из УЗО и возвращающимся в него через нейтраль.

Если сеть в порядке, то они равны по величине, но противоположны по направлению. При появлении утечки, например, человек коснулся провода, часть тока уйдет через его тело «на землю» по другому контуру, и в итоге ток возвращающийся в УЗО через нейтраль будет меньше выходящего.

Такая же ситуация возникнет, если в каком-то электроприборе нагрузки нарушилась изоляция и под напряжением оказался корпус или другая деталь. Человек, задев за них создаст дополнительный контур «на землю», часть тока пойдет по нему и баланс нарушится (эта ситуация показана на рисунке).

Разницу между выходящим и входящим токами засекает трансформатор с сердечником в виде кольца. Фазный провод и нейтраль N проходят внутри него и служат первичной обмоткой. Вторичная обмотка подключается к исполнительному механизму, размыкающему контакты.

Разумеется, при повреждении изоляции контур ответвления может образоваться и без «участия» человека, но и в этом случае УЗО также сработает и защитит участок сети от опасных последствий (например, нагрева и пожара). Символом «Т» на рисунке обозначена кнопка, включающая схему тестирования устройства – УЗО -Д должно сработать при ее нажатии.

Этот же принцип используется и для трехфазных устройств защиты, однако в них дифференциальный ток во вторичной обмотке появляется не только при утечках, но и при «перекосе фаз» (неравномерно распределенной между фазами нагрузке), поэтому разработаны дополнительные схемы, исключающие срабатывание из-за нарушения симметрии.

Схема

В основе типичной схемы расположен трансформатор, который также называют дифференциальным. В нем находятся 3 обмотки:

Две из них (первичная, вторичная) замыкаются на нуле и фазе

В этом случае полярность подключения не берется во внимание. Третью подключают к рабочему органу, состоящему из электрических устройств или реле

Исходя из последнего, все УЗО делят на электронные и электромеханические.

Пусковой орган непосредственно повязан с управляющим, состоящим из силовой группы (контактной) и привода. Также в УЗО присутствует тестовая кнопка. Она используется при тестировании аппарата на работоспособность.

Схема конструкции

Заключение

УЗО — важный элемент электрической сети, поэтому пренебрегать им не стоит ни в доме, ни в квартире, ни в офисе или на предприятии. Небольшая и относительно недорогая деталь способна уберечь людей от поражения током, а имущество — от возгораний и других неприятных последствий электрических неисправностей.

Идеальным вариантом станет электромеханическое УЗО. Но говоря, как выбрать УЗО для квартиры, отметим в ней можно обойтись и более дешевым электронным. В любом проекте следует тщательно подсчитать все параметры оснащаемой УЗО электросети, чтобы не ошибиться с выбором и поставить подходящий по характеристикам прибор защиты.

Как правильно подобрать УЗО:

• определиться с объектом — будет ли это защищаться квартира или частный дом;
• подсчитать количество потребителей и их мощность, узнать, сколько и как подается на общий ввод;
• также уточнить их конфигурацию (для отдельных групп можно использовать выделенную защиту), а также конфигурацию самой сети;
• учесть параметры кабелей на вводе и во внутренней разводке, общую длину проводки;
• узнать необходимый ток отключения (как рассчитать эту характеристику, указано выше);
• также надо выяснить, понадобится ли защита от импульсов и прямой компоненты, и прочие дополнительные возможности.

Установку подобранного УЗО можно выполнить и самостоятельно, но при отсутствии опыта электромонтажных работ рекомендуется обратиться к специалистам.