Защита от тока утечки. Схема, описание

Сигнализатор отключения с резервным питанием

Схема сигнализатора отключения электроэнергии, рис.1, не только издает звуковой сигнал при отключении энергии, но и посредством электромагнитного реле может включить источник резервного питания. В этой схеме сигнализатора применен тот же генератор прерывистого сигнала, но плюс к нему, схема дополнена электромагнитным реле, которое одним из контактов подключено между диодами VD1 и VD2.

Рис.1

Сигнализатор отключения электроэнергии

При наличии напряжения в электросети контакты этого реле притянуты. При пропадании тока, конденсатор С6 резко разряжается, в результате чего напряжение на реле падаете оно размыкает контакты. Наличие в схеме диода VD2 предотвращает быстрый разряд конденсаторов С1 и С2 сквозь обмотку реле.

Схемы автоматической защиты трехфазного двигателя при пропадании фазы

Трехфазные электродвигатели при случайном отключении одной из фаз быстро перегреваются и выходят из строя, если их вовремя не отключить от сети. Для этой цели разработаны различные системы автоматических защитных отключающих устройств, однако они либо сложны, либо недостаточно чувствительны, рис.2

Рис.2

Защитные устройства можно условно разделить на релейные и диоднотранзисторные. Релейные в отличие от диодно-транзисторных более просты в изготовлении.
В обычную систему запуска трехфазного двигателя введено дополнительное реле Р с нормально разомкнутыми контактами Р1. При наличии напряжения в трехфазной сети обмотка дополнительного реле Р постоянно находится под напряжением и контакты Р1 замкнуты. При нажатии кнопки «Пуск» через обмотку электромагнита магнитного пускателя МП проходит ток и системой контактов МП1 электродвигатель подключастся к трехфазной сети.
При случайном отключении от сети провода А реле Р будет обесточено, контакты Р1 разомкнутся, отключив от сети обмотку магнитного пускателя, который системой контактов МП1 отключит двигатель от сети. При отключении от сети проводов В к С обесточивается непосредственно обмотка магнитного пускателя. В качестве дополнительного реле Р используется реле переменного тока типа МКУ-48.

Защита от тока

Бытовые электрические приборы - стиральные машины, электромясорубки, электрокамины, - как правило, работают от сети переменного тока напряжением 220 В. В случае пробоя изоляции на металлическом корпусе такой установки может оказаться опасное для жизни человека напряжение. Для защиты от поражения электрическим током бытовые приборы следует заземлять, особенно если они используются в помещениях с повышенной опасностью.

Повышенную опасность представляют ванные комнаты во время стирки белья в стиральной машине. Причем возможность поражения электрическим током значительно возрастает, если пол в помещении токопроводящий, влажность воздуха превышает 75%.

У большинства установленных в квартирах розеток третий, заземляющий провод, как правило, отсутствует. Поэтому там где его нет, в качестве защитной меры от возможного поражения током в случае его утечки или пробоя изоляции на корпус рекомендуется устанавливать автоматические отключающие устройства рис.3.

Рис.3

Потребитель электрической энергии, содержащий обмотку L 1, включают в сеть с помощью двухполюсного неполярного разъема (обычных вилки и розетки). От выпрямителя, собранного по мостовой схеме на диодах VD 1- VD 4, питается реле К1, имеющее две размыкающие контактные пары К1.1 и К1.2. Последовательно с общей обмоткой реле включен тиристор VS 1. Его управляющий электрод соединен через резистор R 2 с коллектором транзистора VT 1. Эмиттер транзистора подключен к положительному полюсу выпрямителя, а база через высокоомный резистор R 1 соединена с металлическим корпусом электроприбора.

Работает устройство следующим образом. Когда исправный электроприбор включен в сеть, обмотка реле не получает питание, поскольку тиристор закрыт. Через размыкающие контакты К1.1 и К1.2 ток проходит по обмотке потребителя L 1. В случае пробоя изоляции ток протекает от фазного или «нулевого» провода через один из диодов выпрямителя, переход «эмиттер - база» транзистора, резистор R 1, металлический корпус электроприбора, а затем через место пробоя изоляции и часть обмотки L 1 поступает на провод с напряжением противоположной полярности. В результате транзистор открывается, и в его коллекторной цепи начинает протекать ток. Через резистор R 2 он поступает на управляющий электрод тиристора и далее на «минус» выпрямителя. Срабатывает реле и размыкает свои контактные пары, отключая электроприбор от сети. При этом через переход «эмиттер - база» VT 1 ток не проходит, и транзистор закрывается. Однако тиристор продолжает оставаться открытым, поскольку обмотка реле играет роль сглаживающего фильтра, и через VS 1 протекает постоянный ток, величина которого достаточна для удержания тиристора в открытом состоянии. Поэтому после срабатывания автомата реле остается задействованным до тех пор, пока электроприбор не будет отключен от сети.

Защитное устройство отключает электроустановку при пробое изоляции в любой точке обмотки потребителя L 1. Срабатывает оно и при малейшем токе утечки.

Резистор R 1 должен иметь сопротивление 1,5 - 2 Мом. Если одной рукой прикоснуться к заземленному металлическому предмету, а другой - к корпусу бытового прибора, оборудованного данным защитным устройством, то через человека проходит ток меньше 1 мА, что вполне безопасно. Тут же срабатывает автоматическая защита и отключает электроприбор от сети.

Для проверки работы устройства корпус электроприбора кратковременно соединяют отрезком провода с заземленной конструкцией - реле при этом должно сработать.

Карачев Н.

Защита аппаратуры при включении

Рис.4

В источниках питания мощной аппаратуры на транзисторах и микросхемах в фильтрах питания обычно используют конденсаторы, емкость которых превышает 10000 мкФ. Переходные процессы, возникающие при включении такой аппаратуры (в частности, зарядка этих конденсаторов), могут привести к выходу ее из строя. По этой причине в источники питания, в последнее время, вводят устройства, которые ограничивают ток в первичной обмотке сетевого трансформатора в первый момент после включения аппаратуры и предотвращают тем самым нежелательные эффекты.

Возможный вариант выполнения подобного устройства приведен на рисунке 4. Оно состоит из ограничительных резисторов и узла, замыкающего эти резисторы по истечению некоторого времени.

Бросок тока при включении аппаратуры до значения 5А ограничивают резисторы R 4- R 7. Использование здесь нескольких резисторов обусловлено лишь конструктивными соображениями. Их можно заменить на один резистор сопротивлением 40 Ом и мощностью рассеивания не менее 20 Вт или на другую последовательно - параллельную комбинацию соединения резисторов, обеспечивающую такие же сопротивление и мощность рассеивания.

Выбор номинала ограничительного резистора - это решение противоречивой задачи. С одной стороны, желательно иметь большое сопротивление, поскольку уменьшаются перегрузки в цепях источника питания при включения устройства и требуемая мощность рассеивания этого резистора, но с другой - сопротивление должно быть не очень большим, чтобы второй бросок тока, возникающий при замыкании ограничительного резистора, не был больше первоначального броска тока при включении устройства. Приведенные здесь параметры ограничительного резистора близки к оптимальным для аппаратуры, потребляющей от сети мощности 150…200 Вт.

При включении аппаратуры одновременно начинается процесс зарядки конденсаторов С2 и С3. Когда напряжение на них достигнет напряжения срабатывания реле К1 и оно сработает, то своими контактами замкнет резисторы R 4- R 7 и восстановит тем самым нормальный режим работы источника питания. Время задержки включения аппаратуры зависит в первую очередь от емкости конденсаторов С2 и С3, сопротивления резистора R 3, напряжения срабатывания реле К1 и составляет доли секунды.

В устройстве было использовано реле с напряжением срабатывания 24 В. Оно должно иметь контакты, обеспечивающие включение сетевой аппаратуры (220 В и ток несколько ампер),с которой будет использоваться это защитное устройство.

Мост, использованный в оригинале конструкции, рассчитан на рабочее напряжение 250 В и ток 1,5 А. Конденсаторы С3 и С4 можно заменить на один с емкостью 1000 мкФ.

Obvod zpozneneho startu.

« Amaterske Radio » , 1997,

A7-8, s.24

Защита электродвигателя от неполнофазного режима

Устройство защиты электродвигателя от неполнофазного режима, показанная на рис.5, реагирует на прерывания в подаче на трехфазный электродвигатель напряжения любой из трех фаз.

Рис.5

Нажатием на кнопку S 1 подают напряжение на катушку магнитного пускателя КМ1, включающего электродвигатель М1. Надежное срабатывание пускателя при его катушки, рассчитанной на 380 В переменного напряжения, меньшим по амплитуде пульсирующим напряжением обеспечивается за счет значительной постоянной составляющей последнего.

Одновременно со срабатыванием пускателя напряжение поступает на анод и управляющий электрод тиристора VS 1. Теперь конденсатор С1 подзаряжается через периодически открывающийся тиристор, напряжение на нем остается достаточным для удержания пускателя КМ1 в сработавшем состоянии. В случае пропадания напряжения любой из фаз тиристор прекращает открываться, конденсатор быстро разряжается и пускатель отключает двигатель от сети.

Яковлев В.

г. Шостка, Укранина

Аварийный выключатель

Много неприятностей доставляют перебои в электроснабжении. Особенно плохо то, что в момент подачи напряжения могут быть очень опасные скачки, которые, в лучшем случае, вызывают сбои процессора телевизора или DVD - плейера переводя их в включенный режим, а в худшем повреждают блок питания.

Рис.6

На рис.6 представлена схема аварийного реле, которое при отключении электроснабжения отключает аппаратуру от сети. А подача питания на аппаратуру происходит не одновременно с возобновлением электроснабжения, а только после нажатия пользователем кнопки S 1.

В основе схемы старое реле КУЦ-1 от систем дистанционного управления телевизоров типа «УСЦТ».

Узел защиты электрооборудования при авариях в электросети

Многие, хотя бы раз жизни, попадали в такую ситуацию, когда вместо однофазного напряжения 220 В переменного тока в квартиры вдруг начинало поступать двухфазное 380 В. Если такое такое событие не было замечено в первые секунды и квартирная электропроводка не имеет устройств защиты от перенапряжения, то вся включенная домашняя техника выходит из строя. Сам факт того, что в нормальной ситуации потенциал "нулевого” провода относительно "земли” не превышает нескольких вольт, а при аварии в трехфазных сетях конечного электроснабжения достигает 220 В и более, позволяет сделать простое устройство для защиты аппаратуры, схема на рис.7.

Рис.7

Если через электросчетчик проходят 220 В плюс-минус процентов 30, катушка мощного электромагнитного реле К1 обесточена. Через свободнозамкнутые контакты реле на нагрузки поступает номинальное напряжение питания.

Допустим, случилась авария и в результате «нулевой провод» оказался фазным. Так как вход «Заземление» защитного устройства, собранного по схеме 1, имеет надежное электрическое соединение с почвой, то на катушке реле появится напряжение 160…250 В переменного тока, что приводит к размыканию его контактов и обесточиванию нагрузок. Включенные встречно-последовательно стабилитроны VD 1, VD 2 устраняют возможное легкое гудение реле при нормальном электроснабжении. Резистор R 1 ограничивает ток через обмотку реле К1. Неоновая лампа тлеющего разряда HL 1 светится при аварии. Конденсатор С1 препятствует возникновению дуги при размыкании контактов реле.

Кашкаров А.

Бытовые электроприборы работают с большими нагрузками и часто выходят из строя. Одной из неисправностей вполне может быть повреждение изоляции на сетевом шнуре. При этом появляется потенциал сети на корпусе прибора. Он остается в исправном состоянии и может работать, но уже представляет опасность для человека. При одновременном прикосновении к металлической части корпуса и водопроводной трубе или другой металлической конструкции, связанной с землей, происходит замыкание электрической цепи через тело, приводящее к удару током. Для предотвращения подобных явлений было создано устройство защитного отключения.

Подключение устройства защитного отключения

Принцип работы УЗО – это отключение нагрузки коммутационным механизмом при достижении током утечки заданной величины. Устройство является надежной защитой от поражения поверхностями, находящимися под напряжением, и от возникновения пожара при утечке тока через неисправную изоляцию. Проще говоря, механизм аппарата мгновенно отключает питающую сеть от потребителя, если возникает непредвиденная утечка тока в «землю».

Виды

Чтобы выбрать нужные устройства, надо знать их различия, классифицирующиеся по следующим признакам.

По реакции на ток утечки

• АС – прибор размыкает цепь при медленном или быстром увеличении переменного тока утечки;
• А – реагирует на постоянный или переменный ток ;
• В – применяется в промышленности.

Главным параметром устройства является значение тока утечки. Отсчет идет от 30 мА. При большей величине тока устройство срабатывает для защиты от пожара, но для человека удар током представляет опасность. При меньших значениях болезненное воздействие остается, но опасности для жизни здорового человека нет. В жилых домах выбирают УЗО с током отключения не выше 30 мА, за исключением входного.

По принципу работы

Различают электромеханические (УЗО-Д, УЗО-ДМ) и электронные устройства (УЗО-ДЕ). Последние – применяются преимущественно в качестве дополнительных: для повышения надежности защиты в помещениях с высокой влажностью. В них может содержаться устройство сравнения со встроенным источником питания вместо магнитоэлектрического элемента. При этом сигнал необходимо усиливать и преобразовывать, что существенно снижает надежность защиты. Аппараты ограничены по возможностям, но от большинства неприятностей выручают. Устройства с электронным разрывом цепи чаще применяют в связи с тем, что они дешевы, и быстрота срабатывания (0,005 с и менее) позволяет избежать удара током. Электромеханические УЗО более надежны, благодаря независимости от колебаний напряжения сети и отсутствия необходимости во внешнем питании.

По скорости реагирования

Устройства бывают неселективные, реагирующие на неисправность быстрее, чем за 0,1 с, и селективные – с задержкой срабатывания от 0,005 с до 1 с. Она создается специально для того, чтобы системы защиты разных уровней успели сработать раньше. В этом случае поврежденный участок отключается, а все остальные продолжают работать. Селективные УЗО предназначены для защиты от пожара. После них обязательно надо устанавливать защитные устройства с безопасными порогами токов утечки на низших ступенях подключений.

В лечебных, детских и учебных учреждениях применяют сверхбыстродействующие электронные УЗО (менее 0,005 с), поскольку они защищают от ударов даже небольшого тока.

По числу полюсов

В однофазной сети УЗО имеет 2 полюса и применяется в квартирах. В трехфазной сети устанавливаются аппараты с четырьмя полюсами. Они могут защищать несколько однофазных сетей или приборы с трехфазным питанием.

Способы монтажа

• на распределительный щит;
• подключение на удлинителе;
• встроенные в вилку или в розетку.

Как работает УЗО

Срабатывание защиты удобно рассмотреть на принципиальной схеме.

Принципиальная схема работы УЗО

Главный элемент – это трансформатор тока нулевой последовательности. Две обмотки в нем подключаются навстречу друг другу и связаны с нулевым и фазным проводами, а третья – к пусковому чувствительному реле, вместо которого может быть электронное устройство. Реле связано с исполнительным устройством управления, содержащим группу контактов и привод. Для проверки работоспособности УЗО в нем имеется тестовая кнопка.

При подключении нагрузки к выходу схемы в цепи появляется ток нагрузки. Магнитные потоки, появляющиеся в сердечнике трансформатора, взаимно гасят друг друга. В результате в исполнительной обмотке не будет наводиться ток, и поляризованное реле будет отключено.

Если происходит повреждение изоляции в контакте с металлическими частями электроустройства, на нем появляется напряжение. При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям через него в землю протекает ток утечки I D (дифференциальный ток). В результате через основные обмотки потекут разные токи: I D = I1 – I2. Они создадут разные магнитные потоки, в результате наложения которых друг на друга в исполнительной обмотке появится ток. Если его величина превысит заданный уровень, пусковое реле сработает и передаст сигнал на исполнительный механизм, отключающий силовую электрическую цепь от установки, где произошел пробой.

Контроль исправности УЗО производится путем нажатия кнопки тестирования. Резистор R подбирается по величине так, чтобы создаваемый искусственно ток утечки был равен паспортному значению. Таким образом, если при нажатии на кнопку устройство отключится, значит, оно исправно.

Устройство для трехфазной сети работает аналогичным образом, но через проем сердечника проходят четыре провода (3 фазных и 1 нулевой).

Схема работы трехфазного УЗО

При нормальной работе токи в нулевом и фазных проводах суммируются таким образом, что магнитные потоки в сердечнике взаимно гасят друг друга. Во вторичной обмотке трансформатора ток отсутствует. При появлении тока утечки через одну из фаз, равновесие нарушается и образующийся в результате ток во вторичной обмотке действует на управляющий элемент (У), отключающий потребителя (М) от сети.

Утечки могут происходить не только в фазных, но и в нулевых проводах. Защита реагирует на них одинаково, но с обнаружением повреждения изоляции на нейтрали может потребоваться демонтаж схемы. Чтобы этого не делать, применяют двух- и четырехполюсные выключатели, с помощью которых производится коммутация фазных и нулевых проводов.

УЗО является сложным и очень чувствительным прибором. Выбирать устройства на рынке следует у известных фирм, имеющих сертификаты установленной формы со ссылками на ГОСТы. Небольшие партии экспортных изделий могут оказаться подделкой. Параметры покупаемого прибора следует соотносить с характеристиками известных устройств, например, УЗО-2000.

Схемы подключения

Включение защиты по току утечки в распределительных щитах производится, если применяются системы TNS или TN-C-S. При этом к нулевой шине заземления PE подключаются корпуса всех электроприборов. При нарушении изоляции ток утечки стекает с корпуса прибора в землю через проводник PE, приводя к срабатыванию защиты.

При любом подключении УЗО учитываются следующие правила:

1. Для нулевого проводника и заземления в щите устанавливаются отдельные шины.
2. Проводник заземления не участвует в подключении устройства.
3. Питание подключается к верхним клеммам аппарата. При этом нейтраль подсоединяется к разъему с обозначением «N». Путать ее с фазой недопустимо!
4. Допустимый ток устройства должен быть равным или выше тока автомата.

Однофазный ввод

Схема предусматривает обязательное разделение нулевой шины (N) и земли (PE). Если поставить защиту на отдельные части, то так обеспечивается каскадное отключение в системе.

Схема подключения УЗО к однофазной сети

Схема является простой и одной из самых распространенных. Для УЗО важно не ошибиться, где располагается нейтраль (N), входящий (1) и исходящий (2) проводники. Подключают УЗО всегда после автоматического выключателя . Затем к его выходу можно снова подключать автоматы для отдельных линий.

Трехфазный ввод

В трехфазной схеме можно защищать также однофазных потребителей. Вводы шин «нуля» и «земли» совмещаются. Электросчетчик устанавливается между главным автоматом и УЗО.

Схема трехфазного подключения УЗО

Ток нагрузки УЗО должен быть защищен от перегрузок. Для этого его подбирают на ступень выше, чем у рядом стоящего автомата.

С точки зрения применения УЗО следует отличать рабочий нулевой провод N и защитный ноль земли PE. По первому ток течет в режиме нормальной работы, а по второму только тогда, когда происходит авария (утечка).

Часто встречается неправильное подключение, вызывающее постоянное срабатывание защиты. При этом только оно одно может вызвать сбой в работе целой группы.

УЗО в квартирах

Для квартиры выбирается двухполюсная установка УЗО. Также нужно определить значения электрического тока, которые ее характеризуют:

• отсечки превышает на 25% максимальный ток потребления;
• номинальный ток, на который рассчитан прибор (указан в характеристике и должен превышать ток отсечки);
• дифференциальный показатель срабатывания защиты.

Для квартиры выбирается прибор с переменным током. При большом количестве техники возможны необоснованные срабатывания УЗО. Чтобы этого не происходило, увеличивают пороговое значение тока до максимально приемлемого и безопасного для человека (30 мА).

Устройство крепится в щитке на DIN-рейки или через специальные отверстия. Оно имеет маркировку фазного и нулевого проводов. Вход делается сверху, а выход – снизу.

Одноуровневая защита одним устройством на входе позволяет прекратить подачу электричества в квартиру полностью. Ее также устанавливают на отдельные устройства, например, на стиральную машину или электроплиту.

Если разместить УЗО на отдельных участках, схема получится громоздкой, но зато отключения будут автономными. Для отдельного прибора подключение производится перед автоматом.

Распространенные ошибки при подключении.

1. Сплетение нулевых проводов в узел. В результате происходят непредвиденные срабатывания.
2. Изготовление самодельного заземления не по правилам (сопротивление выше 4 ом).
3. Соединение «нуля» с «землей» приводит к периодическим отключениям электричества.

УЗО в частном доме

Частные домовладельцы применяют большое количество устройств, требующих наличия индивидуального УЗО. К ним относятся стиральная машина, электрический котел системы отопления, печь для сауны, станки, сварочный трансформатор и другое оборудование. Чем длиннее перечень, тем больше вероятность выхода из строя его элементов.

Для индивидуального дома подходит система ТТ с глухим заземлением нейтрали и подсоединением токопроводящих частей приборов к независимому заземлению. Оно чаще всего делается модульно-штыревым.

УЗО размещают в щите. Применяют четырехполюсные и двухполюсные устройства в зависимости от того, какие подключаются потребители: однофазные или трехфазные. Принцип каскадного включения остается, но схема получается сложней. Ввод делается трехфазным, а потребителей гораздо больше, чем в квартире. Общие правила подключения защиты те же, что и в квартире.

В частном доме часто применяют дифавтоматы , совмещающие в себе функции УЗО автоматического выключателя. Его преимущества следующие:

• меньше места в щитке;
• простота установки;
• срабатывание по причине утечки, короткого замыкания или перегрузки;
• цена ниже, чем у двух отдельных устройств, функции которых он объединяет.

Аналогично УЗО дифавтоматы имеют много вариантов подключения : с заземлением и без него, по селективному или неселективному способу. К ним также подключаются фаза и ноль цепи, который не допускается объединять с заземлением, поскольку токи в этих проводниках принципиально отличаются.

Дифференциальные автоматы в частном доме

Недостаток: при выходе из строя приходится снова покупать дифавтомат, что равноценно замене сразу двух устройств. Также не все умеют пользоваться таким сложным оборудованием и предпочитают обходиться одними автоматами. Но при этом подключение заземления к корпусам приборов без УЗО или дифавтоматов недопустимо. Обычные автоматы не обеспечивают скорости отключения сети, необходимой для безопасности человека.

Правила применения УЗО также актуальны для дифференциальных автоматов.

Подключение УЗО. Видео

Данное видео подробно расскажет про схему подключения устройства защитного отключения.

Действие устройства защитного отключения основано на ограничении времени протекания электрического тока через тело человека (путем быстрого отключения) при случайном прикосновении к находящимся под напряжением частям электроустановок. Некоторые схемы его подключения предусматривают также отключение сети сразу при возникновении тока утечки через провод заземления.

При правильной установке и обслуживании УЗО обеспечивают безопасное пользование электроприборами в квартире и доме. Надежными являются электромеханические устройства защиты от поражения током , соответствующие требованиям ГОСТов.

УЗО необходимо в современном жилье, поскольку его стоимость неизмеримо ниже, чем у современной бытовой и электронной техники, которая может выйти из строя, но важнее всего является обеспечение электробезопасности.

Зачем нужны УЗО и дифавтомат? Какой общий принцип их работы? Чем они отличаются?

В жилой квартире помещением с повышенной опасностью в обязательном порядке считается ванная комната. Нередко к таким помещениям причисляют и кухню. И там, и там может быть более высокая температура воздуха, стесненность пространства и высокая относительная влажность. Перечисленные факторы приводят к тому, что изоляция проводов и электрооборудования изнашивается быстрее, а напряжение прикосновения увеличивается до смертельно опасных значений.

Чтобы ликвидировать эту опасность и устанавливается защита от токов утечки, реализуемая, как правило, на базе или дифференциального автомата. Оба этих устройства «сравнивают» электрический ток, протекающий по фазному проводу, с током в нулевом рабочем проводнике. При возникновении разницы аппарат разрывает цепь.

Это означает, что и УЗО, и дифавтомат не допускают протекания электрического тока «на сторону», то есть в землю. Получается, что даже если под напряжение попал человек, прикоснувшись к фазному проводу напрямую или через корпус электроприбора при поврежденной изоляции, аппараты защиты от токов утечки смогут спасти его от верной смерти. Ведь срабатывают они на разницу токов от 10 мА за время, исчисляемое долями секунды.

К выбору аппарата для защиты от токов утечки необходимо подходить грамотно. Если установить в линию питания ванной комнаты дифавтомат на 100 мА, то такую защиту вряд ли можно считать эффективной. Человек может очень серьезно пострадать от поражения электрическим током, а для автомата это будет штатный режим, размыкания цепи не произойдет. Поэтому на ванную комнату или кухню лучше предусмотреть УЗО или дифавтомат на 10-30 мА. На общий ввод квартиры при желании можно ставить аппарат, срабатывающий при вышеупомянутых 100 мА. Это обеспечит селективность защиты, то есть отключаться будет именно та линия, в которой есть неисправность.

УЗО и дифавтоматы не являются панацеей и спасением от всех опасностей, связанных с использованием электроэнергии. Они не спасут, если вас угораздит прикоснуться одновременно к фазному и нулевому рабочему проводнику, ведь аппарат не может отличить, через что идет ток - через нагрузку или тело человека. Об этом необходимо постоянно помнить, защищать токоведущие части, нормально находящиеся под напряжением, от прямого прикосновения и не забывать отключать линию от напряжения во время ремонта.

Напоследок расскажем и о том, чем же отличаются друг от друга УЗО и дифавтомат . Все относительно просто: УЗО обеспечивает защиту лишь от токов утечки. Максимально-токовой защиты оно не дает, поэтому, если, к примеру, в розетку сети, защищаемой лишь УЗО, воткнуть кусок проволоки двумя концами, то несчастное УЗО сгорит вместе с проводкой, но ничего не отключит. Ведь разность токов в фазном и нулевом проводнике в этом случае будет отсутствовать. И если в качестве защиты от токов утечки вы выбрали УЗО, то в цепь необходимо включить еще и обычный автоматический выключатель с подходящей уставкой.

А если у вас есть желание сэкономить место в квартирном распределительном щите, то лучше отдать предпочтение дифференциальному автоматическому выключателю , который один обеспечивает и максимально-токовую защиту, и защиту от токов утечки.

Средством защиты от утечек служит специальное устройство защиты оборудования или сокращенно . Устройство вызывает срабатывание защиты, не дает току утечки достигнуть опасного значения и является основным средством защиты человека от поражения электрическим током.

Для комплексной защиты оборудования применяют вместе с . По принятым на сегодняшний момент нормам автоматы УЗО обязательны к установке в сети электроснабжения вне зависимости от назначения этих сетей.

Как работает

УЗО работает по принципу сравнения двух величин токов, которые идут через защитное устройство. В этом случае сравнивается ток на входе устройства и ток на выходе. В случае если эти величины отличаются, то происходит защитное срабатывание прибора.

Для проверки работоспособности прибора служит кнопка тест, при нажатии которой происходит пробное срабатывание по которому можно определить состояние защиты.

Как выбрать и не ошибиться

Независимо от назначения устройства подбираются по следующим параметрам:

1. Нагрузочная способность. Для прибора важна величина тока, на который рассчитаны его силовые контакты. По номиналу чаще всего используются на 16А, 25А, 32А, 40А, 63А, 80А.
2. Метод определения утечки. По типу определения утечки делятся на электронные, утечка в которых определяется электронным ключом, и на электромагнитные, значение утечки в которых снимается с магнитного сердечника. Электронные более доступны по цене, но имеют недостатки в работе в виде несрабатывания при пропадании одной из фаз.
3. Чувствительность к току утечки. Чувствительность определяет способность устройства к срабатыванию. Самые чувствительные приборы на 10 мА тока утечки. Но их применение ограничено количеством потребителей из-за возможных ложных срабатываний и наличия естественных токов утечки.
4. Тип тока цепи. По типу токов разделяются на срабатывающие от переменного тока и пульсирующего тока.

По количеству подключаемых фаз делятся на двухполюсные и четырехполюсные. Однополюсные для сети 220 В, трехполюсные для 380 В. В домах и частных домовладениях, по причине использования однофазной сети, используют однополюсные УЗО.

Для выбора устройства защиты необходимо определить его назначение. По назначению можно разделить на следующие типы:

1. Бытовые – это однополюсные УЗО невысокой чувствительности с током нагрузки не более 50 А. Такие требования обусловлены большим количеством бытовых приборов и связанными с этим большими точками естественной утечки. Очень чувствительные будут постоянно ложно срабатывать. Нагрузочный ток в 50 А определяется параметрами счетчиков электроэнергии, устанавливаемыми в жилых помещениях, не превышающим этот номинал.
2. Для промышленного применения – чувствительные четырехполюсные УЗО с большими номиналами тока. Эти требования обусловлены большими токами потребления промышленным оборудованием, использованием трехфазной сети и повышенными требованиями к его защите по причине его повышенной опасности и большой стоимости.
3. Специализированные. К специализированным относятся противопожарные типа В. Они обладают высокой чувствительностью не только к утечкам переменного тока, но и к незначительным пульсациям постоянного тока.

Правила подключения

При подключении УЗО необходимо следовать следующим правилам:

1. Устройство всегда должно устанавливаться после автоматических выключателей , так как оно не защищено от превышения током максимальных значений;
2. Автоматические выключатели в цепи должны быть меньшего номинала , так как время срабатывания предохранителей велико и тока может быть достаточно для вывода его из строя;
3. Защищаемые УЗО линии должны быть подключены к нему , иначе защита не будет срабатывать.
4. Подключать прибор только по обозначениям производителя , например, категорически нельзя менять вход и выход прибора. Это наверняка вызовет неисправность и дальнейшую его негодность.
5. Следует проверять надежность всех соединений и исключить вероятное искрение , которое, в свою очередь, может вызвать пожар.
6. Все соединительные проводники должны быть хорошо изолированы друг от друга, не должны иметь повреждений изоляции, следов окисления. При появлении очагов коррозии, в среде с повышенной влажностью, утечки через окислы будут вызывать постоянные срабатывания защиты. Это может повлечь серьезные неисправности в подключенных потребителях;
7. Корпусы устанавливаемых элементов не должны иметь видимых повреждений и дефектов.

Порядок подключения

Важно помнить, что все работы с УЗО в электрощите выполняются при отключенном напряжении. Процесс монтажа можно разбить на 5 шагов:

1. подготовка распределительного щита;
2. разметка щита для установки всех элементов электросхемы;
3. установка счетчика электроэнергии;
4. установка автоматических выключателей;
5. монтаж нулевых ;
6. монтаж УЗО;
7. подключение потребителей электроэнергии в сеть УЗО.

В процессе монтажа часто встречаются ошибки. Самые распространенные из них:

1. Неверно выбранные типы элементов. Грубейшая ошибка – номинал входных автоматических выключателей превышает номинал УЗО. Схема в таком виде не только плохо защищает сеть, вызывает ложные срабатывания защиты, но и сама является потенциальным источником аварии;
2. Установка устройства перед счетчиком. По причине наличия в УЗО немаленького магнитопровода показания счетчика не будут верными и представитель электросбытовой компании не примет такую конструкцию в эксплуатацию;
3. Несоответствие схеме подключения нейтральных полюсов;
4. Включение нейтралей по параллельной схеме;
5. Ошибочное подключение защитного заземления к нейтрали.

Схема подключения «вводной автомат»

В настоящее время, как правило, используются трехпроводные домовые сети с защитным заземлением.

Первым в цепи установлен центральный автоматический выключатель. За ним включен счетчик электроэнергии и только после него идет УЗО. По известным правилам номинал УЗО превышает номиналы автоматических выключателей нагрузки на порядок. При подобной схеме важно обеспечить правильное подключение нулевого и фазного проводов.

1. наличие только одного дорогостоящего УЗО;
2. небольшой объем рабочего пространства, который занимает одно устройство.

Недостатком схемы является:

1. трудности в поиске неисправности проводки;
2. сложность подбора параметров под имеющихся потребителей.

Недостатки этой схемы устраняются распараллеливанием групп потребителей и установкой дополнительного УЗО.

Подключение к трехфазной сети с заземлением по схеме «отдельный автомат»

Электрическая схема крупного жилого объекта подразумевает наличие разнообразных потребителей энергии. Для таких приборов как мощный холодильник, стиральная машина, духовой шкаф, требуется отдельное УЗО. Это необходимо для защиты конкретного прибора и сохранения работоспособности других, не связанных с ним.

Самой безопасной схемой включения является трехпроводная схема с заземлением, а применив селективное четырехполюсное УЗО становится возможным подключение к трехфазной промышленной сети. При такой схеме обеспечивается и защита от повреждения изоляции цепи и от утечки.

Преимущества схемы «отдельный автомат»:

1. удобство поиска утечки в цепи, поскольку плечи цепи имеют индивидуальные устройства.
2. возможность подключать потребители гораздо большей мощности;
3. эта схема обеспечивает самый высокий уровень защиты.

Недостатки схемы «отдельный автомат»:

1. высокая цена из-за большого количества блоков;
2. значительный объем, занимаемый схемой;
3. невозможность постройки такой цепи без наличия трехфазного питания.

Схема питания от однофазного источника по функционалу практически равна предыдущей схеме. В ней можно отказаться от селективного УЗО и этим сократить стоимость, но нагрузочная способность этой сети будет гораздо меньше.

Схема подключения без защитного заземления

Не везде и не всегда сети электроснабжения оборудованы защитным заземлением. Часто в частных домовладениях, построенных уже давно, проводка выполнена без возможности проведения заземления. В таком случае установка УЗО не только желательна, но и необходима для безопасности жильцов.

Как поведет себя устройство без заземления? Для того, чтобы УЗО выполняло свои функции нулевую шину нужно подключить на провод, идущий от силового ввода. В этом случае УЗО будет работать как бы само на себя.

На схеме буква N обозначает нейтральный провод. Поскольку заземление в этой схеме отсутствует, то присваивать это название другой линии некорректно.

В свете рассмотренных данных можно сказать, что никогда не нужно пренебрегать защитой. Несмотря на некоторые трудности, даже в двухпроводной линии, всегда есть возможность установки Устройства Защитного Отключения. Не стоит экономить на безопасности.

• Применение УЗО в ванной комнате и бане необходимо. По причине повышенной влажности изоляция проводников служит недолго. Отсутствие защиты в цепи питания может быть смертельно опасно.
• При использовании двухпроводной схемы включения ни в коем случае нельзя устанавливать самодельное устройство заземления. Самодельные системы заземления не связаны со сторонними потребителями. По этой причине никто не знает, какая фаза из трех окажется на вашем нулевом проводе при порыве магистральной линии.

В.КОНОВАЛОВ, лаборатория "Автоматика и связь", г.Иркутск.
Подавляющее большинство бытовых электроприборов не имеют защитного заземления. Международный стандарт требует наличия дополнительного контакта заземления в сетевых вилках и розетках, но даже с ним не обеспечивается полная безопасность при пользовании электроприборами. А использовать в качестве заземляющей линии нулевой провод сети категорически запрещено, так как обрыв линии может привести к появлению на нулевом проводе сетевого напряжения!

Кроме того, сетевые предохранители и автоматические защитные устройства могут не сработать при небольшом токе утечки, возникающем при касании человеком фазного провода сети, но этого тока вполне достаточно для поражения человека (например, автоматы в электрощитах срабатывают от тока свыше 5 А, а поражающий ток для человека составляет 0,1 А).
Избежать электротравм поможет предлагаемое автоматическое устройство, которое отключит неисправный электроприбор, как только на его корпусе появится напряжение утечки, т.е. раньше, чем сработает защита сети. Защитное устройство электрически не связано с нагрузкой и выполнено как переходник.


Блок-схема устройства защиты (рис.1) содержит:
- транзисторный триггер;
- тиристорное релейное устройство;
- трансформаторы тока;
- стабилизированный источник для питания устройства;
- светодиодную сигнализацию. Работа устройства основана на контроле тока в цепях питания нагрузки. Напряжения на обмотках трансформаторов тока Т1 и Т2, пропорциональные протекающему току нагрузки, алгебраически суммируются, и их сумма при отсутствии утечки равна нулю.
Превышение тока в одной из цепей питания нагрузки (утечка) создает разность магнитных полей в трансформаторах, возникает разностное напряжение, которое выпрямляется мостом VD1, сглаживается конденсатором фильтра С4 и поступает на транзисторный триггер VT1, VT2. Конденсатор С2 на
входе выпрямительного моста VD1 устраняет ложные срабатывания устройства от помех в сети.

В исходном состоянии транзистор VT1 закрыт, a VT2 открыт, напряжение на управляющем электроде тиристора VS1 близко к напряжению на его катоде (-Uпит), и он также закрыт. Реле К1 выключено, поэтому через его нормально замкнутые контакты К1.1 и К1.2 сетевое напряжение подается на нагрузку (подключенный электроприбор).
Когда уровень напряжения на базе VT1 превышает пороговый, т.е. ток утечки становится больше заданного, транзистор VT1 открывается, a VT2 закрывается. Напряжение на управляющем электроде тиристора стремится к нулю (анодному потенциалу), тиристор открывается и включает реле. Контакты реле при этом размыкаются и обесточивают нагрузку. Резистор R3 позволяет установить необходимую чувствительность триггера в зависимости от характеристик транзисторов и трансформаторов.
Поскольку в цепи постоянного тока тиристор остается включенным даже после снятия открывающего напряжения с управляющего электрода, устройство осуществляет блокировку и оставляет нагрузку в отключенном состоянии. Для включения нагрузки после выявления причины утечки и ее устранения нужно отключить и повторно включить устройство защиты.
Схема питания устройства защиты состоит из сетевого трансформатора ТЗ (напряжение на вторичной обмотке - 12 В/0,1 А), выпрямительного моста VD3, сглаживающих конденсаторов СЗ, С6 и интегрального стабилизатора на микросхеме DA1. Индикация включения устройства выполнена на светодиоде HL1. Трансформаторы тока Т1 и Т2 выполнены на ферритовых кольцах диаметром 18 мм из феррита 2000НМ. Они содержат обмотки, состоящие из 96 витков провода ПЭЛ-2 Ø0,1 мм. Сетевые провода питания нагрузки пропущены через внутренние отверстия ферритовых колец. Типы используемых элементов и их возможные замены указаны в таблице.


Детали устройства защиты размещены на печатной плате из одностороннего фольгированного
стеклотекстолита.толщиной 1,5 мм и размерами 100x50 мм. Чертеж платы и расположение деталей показаны на рис.2.

Готовая плата устанавливается в пластмассовую монтажную коробку БП-1 с розеткой для подключения нагрузки. Индикаторные светодиоды выносятся на внешнюю панель корпуса, трансформаторы тока закреплены на плате "навесом".
Регулировка устройства заключается в установке чувствительности транзисторного триггера. При отсоединенных от схемы трансформаторах Т1 и Т2 резистор R3 устанавливают в положение, когда включается реле К1, и плавно возвращают движок резистора немного назад, чтобы триггер отключился. Контроль переключения можно отследить по светодиоду HL2: его свечение указывает на включенное состояние нагрузки, потухание - на отключенное (аварийное состояние). Концы обмоток трансформаторов Т1, Т2 соединяют последовательно так, чтобы при подключении нагрузки (например, настольной лампы) переменное напряжение на конденсаторе С2 было равно нулю. Создав искусственную утечку, т.е. подав переменное напряжение величиной 1 ...5 В (с вторичной обмотки любого сетевого трансформатора) через ограничивающий резистор сопротивлением 100 Ом на выпрямитель VD1, прослеживают выключение нагрузки. Трансформаторы Т1, Т2 при этом отключать не следует.
Устройство предназначено для защиты потребителей мощностью не более 200 Вт. Электроприборы большей мощности следует подключить через электомагнитный пускатель, катушку которого запитать от сети через нормально замкнутые контакты реле К1 (К1.1 или К1.2).
РМ 1/2013