Устройство защитного отключения (УЗО) – что это такое, для чего нужно и как подключить

Устройство защитного отключения (УЗО) – что это такое, для чего нужно и как подключить

Давайте разберемся, что такое УЗО (устройство или выключатель дифференциального тока) и зачем оно применяется?

Что такое УЗО?

УЗО (устройство защитного отключения) — это коммутационный аппарат для защиты электрической цепи от токов утечки. В отличии от автоматического выключателя, защищающего проводку от короткого замыкания и значительных перегрузок, это устройство срабатывает только при возникновении токов утечки.

Утечки в бытовой электросети могут быть связаны с касанием человека токопроводящих элементов (например, в электроприборе, розетке) и металлических корпусов приборов, попавших под действие напряжения из-за повреждения. Также они могут быть вызваны нарушением изоляции электропроводки, в том числе из-за нагрева вследствие неправильно рассчитанной нагрузки и некачественно выполненного монтажа. Относительно небольшие токи утечки могут привести к серьезным последствиям. В первом случае это может вызвать удар человека электрическим током, во втором — возгорание проводки.
Устройство защитного отключения при возникновении утечки выше установленного для него предела, позволяет за доли секунды отключить опасный участок и предотвратить этим поражение человека электричеством или избежать пожара.
Для защиты от поражения электрическим током применяются устройства, срабатывающие при дифференциальных токах (токах утечки) выше значений 6, 10, 30 мА:

1. Для частного дома или квартиры выбирают УЗО со значением 30 мА (для групп розеток или освещения).
2. ВДТ с дифференциальными токами 6 и 10 мА применяются для защиты отдельных потребителей (например, стиральная, посудомоечная машина и т.д.) и помещений с повышенной опасностью.

Устройство и принцип работы УЗО

Кроме дифференциального трансформатора, УЗО содержит контрольное магнитоэлектрическое реле, соленоид управления основными контактами и элементы диагностики.

Маркировка, основные характеристики УЗО

Чтобы не спутать УЗО с другими близкими устройствами (автоматическими выключателями и дифавтоматами), остановимся на их маркировке. К тому же, знание маркировки поможет правильно выбрать и подключить УЗО.
Маркировка УЗО содержит схему подключения и основные параметры выбора: номинальный ток (А), дифференциальный ток (мА), рабочее напряжение (В), условный предельный ток короткого замыкания (А).

Наименование

Расшифровка

Номинальное напряжение (электронные УЗО очень чувствительны к скачкам напряжения)

Номинальный ток нагрузки (max ток, который УЗО может пропускать продолжительное время, без вреда для устройства)

Номинальная частота сети

Номинальный отключающий дифференциальный ток или чувствительность, установка по току утечки (ток утечки, при котором УЗО срабатывает)

Номинальный неотключающий дифференциальный ток (при котором УЗО не должно срабатывать). Формула IΔn0 = 0,5 IΔn.

Номинальная коммутационная способность. Формула Im = 10 In

Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току

Номинальный условный ток короткого замыкания (стойкость к токам короткого замыкания)

Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания

Время отключения при номинальном дифференциальном токе

Нулевой проводник обозначен литерой N (нейтраль).

Индикатор положения контактов — показывает было ли выключено УЗО вручную или оно отработало по утечке.

Типы УЗО, разновидности

• Электронные имеют в схеме усилитель, которые требует подачи питания. В случае отгорания нуля на входе усилитель остается без питания и устройство не будет реагировать на возможную утечку;
• Электромеханические (лишённые этого недостатка) как правило надежнее, но дороже.

• обычные без выдержки времени, общего применения — G (в диапазоне 20-40 мс),
• селективные УЗО типа S — с выдержкой времени (в диапазоне 150-500 мс)

Чем отличается УЗО от дифавтомата?

Как выбрать УЗО?

Как правильно подключить УЗО?

Подключение УЗО к однофазной сети (с заземлением и без)

Пользователи часто задают вопрос, ставить УЗО до или после автомата? Для этого рассмотрим наиболее распространенную схему включения одного УЗО и нескольких групповых автоматов в однофазной сети. В правильной схеме подключения УЗО устанавливается после вводного автоматического выключателя. Последовательность соединения при этом такая: вводной автомат— счетчик — УЗО.

На схеме представлено одно УЗО, но их может быть и несколько (в свою очередь с одним или несколькими групповыми автоматами). Это может быть необходимо, если вы планируете защитить какую-то группу потребителей отдельно. К примеру, у вас есть отдельная линия к стиральной машине, и вы хотите поставить для неё УЗО с дифференциальным током 10мА и отдельным автоматом. В группе же сначала устанавливается УЗО, а затем автоматический выключатель (или несколько выключателей).
Выше была приведена схема однофазной сети с заземлением (схема TN-S). В старых домах при этом до сих пор еще используется также схема энергоснабжения TN-C (двухпроводная). В такой сети провод PEN совмещает функции рабочей нейтрали и защитного проводника. В двухпроводной сети без заземления УЗО также защищает от поражения электрическим током, но срабатывает оно не в момент попадания тока на токоведущий корпус домашнего прибора, а позже, когда человек коснется корпуса, попавшего под напряжение. Из рисунка ниже видно, что изменений по включению самого УЗО в такой схеме практически нет. Важно только запомнить один момент: если у вас от потребителей (электроприборов, освещения) в щит выведен трехпроводный кабель, провод заземления в щите нужно обязательно оставить неподключенным, а фазный и нейтральный проводники соединить, как указано на схеме.

Сколько автоматов может быть подключено к одному УЗО? Количество подключаемых после УЗО групповых автоматических выключателей зависит от их суммарного номинала тока (который в общем случае не должен превышать номинал тока УЗО) и суммарного тока утечки защищаемой сети.
Утечки тока есть в любой рабочей сети, главное, чтобы они не превышали установленных норм. Увеличение токов утечки может быть следствием старения изоляции, её повреждения либо неисправностью электроприборов. Суммарное значение тока утечки защищаемого участка сети в нормальном режиме работы по нормативным документам не должно превосходить 1/3 номинального тока УЗО, т.е. для УЗО 30мА не должно превышать 10мА. Если нет реальных данных по утечке в сети, то берутся расчетные значения: для потребителей (электроприборов) 0,4 мА на 1 А тока нагрузки + ток утечки непосредственно проводки — из расчета 10 мкА на 1 м длины проводника. Превышение суммарного тока утечки сети над пороговым значением УЗО может приводить к его ложным срабатываниям. В свою очередь это сигнализирует о том, что скорее всего надо ставить дополнительное УЗО (особенно если у вас стоит после УЗО более двух-трех автоматов и предварительные расчеты/замеры тока утечки не проводились).
Превышение суммарного значения номиналов групповых автоматов над номиналом тока УЗО не критично, если оно также превышает номинал вводного автоматического выключателя. Если номинал УЗО выбран правильно (то есть выше номинала вводного автомата), то УЗО будет защищено в этом случае вводным автоматом.

Подключение к трехфазной сети (с заземлением и без)

Подключение УЗО в трехфазной сети с заземлением не сильно отличается от однофазной. Защита цепей трехфазной нагрузки производится трехфазным (четырехполюсным УЗО). При этом цепи однофазной нагрузки необходимо защищать отдельным однофазным (двухполюсным) УЗО. В интернете встречается немало схем, где трехполюсное УЗО используется одновременно для защиты как трехфазных, так и однофазных потребителей. Такое допустимо только если УЗО противопожарное, с током утечки 100 мА и более.
Подключение УЗО в трехфазной сети без заземления запрещено ПУЭ.

Ошибки подключения УЗО

Наиболее частые ошибки подключения УЗО связаны с неправильным подключением нейтрального проводника.
Одной из наиболее распространенных ошибок подключения является подключение нулевого проводника с выхода УЗО к общей нулевой шине. Причем неправильным является как прямое подсоединение к общей щитовой нулевой шине проводника какой-либо группы розеток (защищаемых УЗО), так и объединение общей нулевой шины с шиной N после УЗО (предназначенной для нулевых проводников защищаемых групп нагрузки).

Еще одна ошибка связана с соединением нулевых проводников разных потребительских групп. Нулевой проводник после УЗО должен соединяться непосредственно с нагрузкой групп, запитанных через него, без соединения с нулевыми проводниками групп, не защищаемых УЗО или защищаемых другим УЗО.

Также нельзя объединять нулевой проводник после УЗО с проводником защитного заземления (то есть объединять рабочий и защитный ноль).

УЗО и дифавтомат: в чем разница

При разработке схемы электроснабжения или капитальном ремонте электропроводки важно обеспечить надежную защиту от короткого замыкания в сети. Здесь возникает вопрос о том, что лучше использовать в каждом конкретном случае: УЗО или дифавтомат. Оба эти устройства относятся к защитным. Они повышают уровень безопасности и даже внешне похожи друг на друга, на первый взгляд отличие минимальное. Поэтому разница в применении не так очевидна.

Защитный дифавтомат в щитке квартиры

Многие просто не знают о том, какой из этих приборов установлен в щитке квартиры и не понимают, в чем состоит разница между устройствами, и как отличить одно от другого. До тех пор пока с проводкой что-то не происходит, вопросов о замене УЗО или как воспользоваться дифавтоматом просто не существует.

Определения

УЗО отключает нагрузку, когда значение дифференциального тока выше допустимого (ГОСТ 31601.2.1-2012). Полное название на русском языке – устройство защитного отключения, а английская аббревиатура названия RCD – residual current device. Несмотря на принятое среди электриков обозначение УЗО, правильное название будет звучать как выключатель дифференциальный. Такое же название будет и на маркировке изделия.

Этот механический аппарат коммуникативного типа срабатывает при изменении векторной разности токов, возникающих в трансформаторе, входящем в дифференциальные выключатели.

Эти изменения происходят при прикосновении человека к токоведущим частям, а также в случае перегрева или пожара, вызванного утечкой тока. Устройства защитного отключения устанавливают не только в системы электроснабжения, но и в некоторые бытовые приборы, которые используются в сырых помещениях, например, в определенные модели фенов.

Схема работы УЗО

Дифавтомат или автоматический выключатель дифференциального тока обладает более широкими возможностями по сравнению с выключателем дифференциальным. В нем соединены вместе устройство защитного отключения и автоматический выключатель (ГОСТ Р 51327.1-2010). За счет такого сочетания дифавтомат защищает от удара электрического тока при утечке или соприкосновении с токоведущими фрагментами, а также предохраняет от перегрузок и коротких замыканий с помощью автомата. Дифавтомат предотвращает пожары, которые могут возникнуть при возгорании изоляции из-за перегрева.

Отличия

Главное предназначение устройства защитного отключения в контроле над утечкой тока, а также отслеживании поступления напряжения к электроприборам. При одновременном подключении всех приборов, находящихся в сети, схема с выключателем дифференциальным не отреагирует на перегрузку, и проводка сгорит.

Даже при принудительном создании короткого замыкания путем соединения нуля и фазы дифференциальные выключатели не отключат напряжение. Дифавтомат, где устройство защитного отключения и автомат работают вместе, способен справиться со всеми этими проблемами.

Только дифавтомат предотвратит короткое замыкание и перегрузку в сети. Дифференциальные выключатели такими функциями не обладают.

Главные визуальные различия между УЗО от дифавтоматом
По внешнему виду сразу понять, почему одно устройство называется УЗО, а второе – дифавтоматом не совсем просто.

Корпуса в одном и другом случае примерно одинаковые, есть выключатель, на каждом устройстве нарисована схема, перечислены определенные параметры и заданы технические характеристики. Но при ближайшем рассмотрении видно, что все эти обозначения разные.

Таким образом, можно перечислить основные отличия, по которым можно определить, что именно перед вами находится:

• название;
• схема подключения;
• обозначение минимального тока;
• аббревиатура.

Рассмотрим, как отличается защита по внешнему виду корпуса. Название, аббревиатура и обозначения минимального тока
Прежде чем присоединять выбранное устройство к сети, внимательно рассмотрите корпус. В большинстве случаев полное название защитного механизма располагается на задней крышке.

На лицевой стороне корпуса будет указана аббревиатура ВД (для УЗО) или АВДТ (при работе с дифавтоматом). В нашем случае – это обозначения ВДТ1-63, то есть выключатель дифференциальный и АВДТ32 –дифавтоматы. Отличие в написание обозначений очевидны, дифавтоматы всегда именуются по-другому.

Различия в обозначении

Отличается и лицевая сторона. Если на корпусе видна большая буква и числа, стоящие за ней, то это дифавтомат (у нас С 16), если же все буквы идут после числа (32 А) – это УЗО. Данные цифры обозначают величину номинального тока в цепи.

Величина номинального тока определяется, исходя из мощности используемых электроприборов и сечения кабеля. Буква, стоящая перед обозначением номинального тока показывает, какие расцепители (электромагнитные и тепловые) используются в сети.

Если вы никак не можете понять, как отличить один прибор от другого, то рисковать и самостоятельно устанавливать защитные устройства нельзя. Вызовите квалифицированного электрика, который решит, где воспользоваться дифавтоматом, а где выключателем дифференциальным вместе с автоматом.

Схемы подключения

Существует разница между подключением таких защитных устройств к сети, а также схемами самого устройства. В работе выключателя дифференциального и при пользовании дифавтоматом применяются разные, хотя и похожие принципы. Важно отличать их друг от друга.

Схема дифференциального выключателя

На рисунке с дифавтоматом обязательно будут присутствовать обозначения теплового расцепителя в виде полукруга с буквой «П», соединенных вместе. Этот расцепитель моментально реагирует на перегрузки, возникающие в сети, и дифавтоматы отключает ток. Отличить разные защитные механизмы можно и по этому признаку.

Схема на корпусе дифавтомата

Что лучше

Выбрать между разными типами защитных устройств без учета индивидуальных характеристик сети невозможно. Ведь важно не только правильно подобрать параметры дифференциального выключателя или необходимые характеристики для работы с дифавтоматом, но и оценить хватит ли для них места в щитке.

Можно выбрать схему, где дифференциальные выключатели и автоматы будут выступать как отдельные элементы цепи, или же все-таки взять отдельно дифференциальный автомат. Хотя не всегда в щитке присутствует место, достаточное для размещения более громоздких схем на рейсе, к которой прикрепляются защитные конструкции. В этом случае дифавтомат будет предпочтительнее.

Профессиональному электрику намного проще установить только один прибор, чем возиться с несколькими сразу. Кроме того, каждый дополнительный разрыв в сети – это потеря мощности и возможная утечка тока. Поэтому специалисты чаще всего советуют использовать дифференциальный автомат вместо УЗО с автоматом в комплексе.

Но с другой стороны, поменять отдельно дифференциальный выключатель или автомат будет дешевле, чем покупать дифавтомат при выходе из строя устройства. При срабатывании дифференциального автомата определить, в чем причина сбоев в сети, трудно. Ведь это устройство реагирует на любые критические изменения в работе электропроводки и приборов.

А при срабатывании схемы, в которой используются выключатель дифференциальный и автомат по отдельности, такой проблемы не существует. Дифференциальные выключатели регистрируют утечку токов, а автомат скачки напряжения. Поэтому найти источник, вызывающий проблемы с подачей электроэнергии, становится намного проще. Особенно это нужно, если к сети подключено несколько разных электроприборов.

Сегодня, когда количество используемых в быту электроприборов постоянно растет, отследить уровень суммарной мощности не всегда представляется возможным. Если для группы электропотребителей будет установлен общий дифавтомат, при возрастании нагрузки потребуется заменять его целиком. Если же используется связка из выключателя и автомата, то достаточно будет подобрать новое УЗО с нужными характеристиками.

Если же нужно защитить электропроводку от перебоев в сети, вызванных работой какого-то конкретного электроприбора большой мощности, имеет смысл установить дифференциальный автомат только на этот участок.

Главное при этом подобрать параметры устройства так, чтобы они четко отслеживали работы конкретного агрегата, например, стиральной машинки или бойлера.

Общий дифавтомат для группы электроприборов

При аварийной ситуации, когда защитные устройства выходят из строя или требуется замена УЗО, на время возможно подсоединить автомат с помощью перемычки без дифференциального выключателя. Таким образом, электроснабжение в дома будет восстановлено. Если же из строя вышли дифавтоматы, то помещение будет обесточено до замены защитного устройства.

Стоимость комплекта с дифференциальным выключателем и автоматом будет выше, чем если используются дифавтоматы. По качеству импортные экземпляры более надежны. Хотя отечественные устройства тоже работают неплохо, но проигрывают по такой важной характеристике, как время срабатывания, и сильнее подвержены механическим повреждениям.

Существуют модели, где в работе с дифавтоматом используются индикаторы, которые показывают, когда дифференциальные токи спровоцировали срабатывание устройства. С такой защитной схемой можно определить, что стало причиной аварийного отключения в сети.

При проведении ремонта электропроводки в квартире или дома можно применять разные схемы подключения для групп электроприборов. Все зависит от назначения конкретной линии сети, а также мощности посаженных на нее приборов.

Почему счетчик вырубается при использовании новых защитных устройств

Электропроводка в старых квартирах и домах выполнялась с учетом требований, которые сегодня не актуальны. Поэтому нередко возникают ситуации, когда автоматы подобраны правильно, хозяева знают, где воспользоваться выключателем дифференциальным с автоматом, а где обойтись одним дифатоматом, а свет все равно вырубает. Причин для подобного явления несколько:

• использование в электропроводке старых алюминиевых кабелей, которые в отличие от медных эксплуатируются на пределе своих возможностей;
• некачественный монтаж новой проводки.

Поэтому надо не просто правильно воспользоваться дифавтоматом или выключателем дифференциальным, но и отследить работу всей сети.

Что лучше. Видео

Окончательно определиться с выбором дифавтомата или УЗО поможет это видео. Здесь собраны основные преимущества и недостатки каждого из них.

Прежде чем выбрать между той или иной защитой, важно учитывать, каким способом и для чего нужно обезопасить помещение. Использование одного УЗО не защитит от резких скачков напряжения, но предохранит от утечки тока. Дифавтоматы справятся с любыми проблемами в сети, но их лучше применять не для группы, а для отдельного мощного агрегата.

Защитные автоматы

Защитные автоматы устанавливаются для того, чтобы свести к минимуму или полностью исключить возможность возникновения опасных факторов. Их задачи – это:

• предотвращение аварийных ситуаций;
• снижение риска получения людьми электротравм.

Существует три вида защитных автоматов:

• УЗО (устройство защитного отключения);
• автоматический выключатель;
• дифференциальный автомат.

Рассмотрим принцип действия и особенности каждого из них.

Устройство защитного отключения

Предназначение УЗО – снятие напряжения с проводов, подходящих к нему, при возникновении утечки тока опасной величины внутри контролируемой схемы. Устройство срабатывает только в том случае, если разница токов достигает определенного значения. Когда отклонение небольшое или величина тока, выходящего из нулевого проводника, соответствует току, входящему в фазный провод, подача электропитания не блокируется.

Отличие УЗО от автомата в том, что оно не защищает проводку и прибор от короткого замыкания, а лишь обеспечивает защиту от поражения током в случае касания токоведущих частей или неисправности оборудования. Оно также предотвращает возможность возгорания проводки вследствие замыканий на землю или при возникновении токов утечки.

Автоматический выключатель

Это устройство не контролирует токи утечки, оно предназначено для ликвидации неисправностей, спровоцированных коротким замыканием или перегрузом проводов. В конструкцию агрегата входят:

• Электромагнитная катушка отключения быстрого действия.
• Система гашения электрической дуги.
• Тепловой расцепитель, работающий с выдержкой времени.

Существует множество моделей автоматических выключателей, рассчитанных для установки на объектах разной направленности.

Автоматический выключатель и УЗО всегда подключаются в схему последовательно.

Выключатель автоматический дифференциальный

Он предназначен для ликвидации всех видов неисправностей (утечка тока, перегруз проводов, короткое замыкание), поэтому его конструкция сложнее, чем у первых двух устройств. В дифавтомат встроено УЗО, защищенное тепловым и электромагнитным расцепителями.

Сравнительная характеристика защитных автоматов

Выбор прибора определяется задачами, которые он призван выполнять. УЗО и автоматический выключатель устанавливают в случае одновременного подключения нескольких электроприборов разной мощности (например – холодильник, стиральная машина, микроволновка и кофеварка). Если хотя бы часть из них работает в один и тот же период времени, их мощность может превысить номинальную величину защит, что приведет к перегрузу по току.

Выключатель автоматический дифференциальный чаще используется для защиты одного прибора, подключенного отдельной линией.

Конструктивное исполнение УЗО и автоматического выключателя проще, чем у дифавтомата, поэтому при настройке последнего требуется больше операций.

С экономической точки зрения дифавтомат менее выгоден, так как, если он выйдет из строя, придется покупать новый. В случае подключения автоматического выключателя и УЗО ломается и требует замены обычно только один из приборов.

Маркировка защитных автоматов

Внешний вид дифавтомата и УЗО идентичен, но для удобства покупателей разработана система маркировки, благодаря которой их легко отличить. Буквы «ВД» (выключатель дифференциальный) на корпусе обозначают УЗО, а буквы «АВДТ» — дифавтомат. На корпусе дифавтомата в схеме показаны токовые защиты автоматического выключателя, в то время как у УЗО – только дифференциальный трансформатор цепи и тока.

Советы электрика

Это довольно распространенный вопрос- чем отличается УЗО от дифавтомата ?

Напомню как расшифровывается: УЗО-устройство защитного отключения, дифавтомат-дифференциальный автоматический выключатель.

Даже судя по названию можно сказать: УЗО- защищает нас с вами от электрического тока, а вы все знаете и помните что электрический ток не имеет ни цвете, ни вкуса ни запаха и этим он очень коварен.

Защищает- значит устроено таким образом, что не дает электрическому току к нам прикоснуться, отключает электропроводку от напряжения.

Дифавтомат же судя по названию это

автоматический выключатель. Только не простой, а дифференциальный, но это слово мы пока оставим в сторонке, поговорим позже.

А для чего предназначен автоматический выключатель? Правильно! Для защиты проводов, кабелей и подключенного электрооборудования от недопустимого тока- короткого замыкания и перегрузки.

Значит и дифавтомат то же судя по названию производит автоматическое отключение при КЗ, перегрузке.

Да, на самом деле так оно и есть. Но кроме этого он еще и выполняет функции УЗО- автоматически отключается при появлении дифференциального тока или тока утечки.

Если коротко, то

дифавтомат- это автоматический выключатель и УЗО в одном корпусе

Что такое дифференциальный ток?

Это не ток, протекающий по проводу, а разница токов. В случае с УЗО это разница токов, протекающих по фазному и нулевому рабочему проводу.

Если взять токоизмерительные клещи и обхватить ими провод допустим у утюга- то они покажут полный ноль. При условии что утюг конечно исправный)))

Но почему ноль? Ведь утюг мощностью 2 кВт потребляет ток около 8-9 ампер.

А все потому, что в проводе полный балланс или равновесие токов- допустим 8 ампер идут по фазному проводу от розетки к утюгу и эти же 8 ампер возвращаются от утюга к розетке обратно.

В итоге 8-8=0. И что бы измерить потребляемый утюгом ток надо замерять клещами только на одном проводе- без разницы на каком, тогда клещи и покажут 8 ампер.

А появится дифференциальный ток тогда, когда этого балланса токов не станет, например изоляция у спирали внутри утюга испортилась и ток начал проходить на металлическую поверхность утюга и дальше- через какое-нибудь сопротивление- в землю.

В этом случае допустим по фазному проводу к утюгу ток будет 8 ампер, а обратно по нулевому- 7,5.

8-7,5=0,5 ампер или 500 миллиампер.Это и есть

главный параметр УЗО и дифавтомата — дифференциальный ток отключения, ток утечки

Так же УЗО можно отличить от дифавтомата по маркировке номинального тока. Если перед цифрой стоит буква B,C или D- например С16- то это дифавтомат. Если просто цифра 16- это УЗО.

Размеры у дифавтоматов больше- корпус шире, особенно у трехфазных- четырехполюсных.