Схема подключения трехфазного УЗО: 4 варианта для частного дома
Ниже рассматриваю случаи использования противопожарного и обычного модуля в разных ситуациях.
Противопожарное УЗО для частного дома: как правильно выбрать и установить
Фрагмент схемы подключения четырехполюсного противопожарного УЗО на вводе в частный дом поясняет главный принцип его выбора по дифференциальному току.
Его ставят на вводе в здание для защиты:
- входного кабеля;
- линий к потребителям, на которых не используются индивидуальные устройства защитного отключения;
- выполняющей роль резерва в случае отказа основного модуля.
Противопожарное УЗО подключают в схему электропитания дома с обязательным соблюдением селективности его срабатывания. Она достигается комплексно двумя настройками:
- троекратным запасом уставки по дифференциальному току в сравнении с любым групповым или индивидуальным модулем, расположенным ниже;
- замедлением на срабатывание по времени минимум в 3 раза.
Фрагмент приведенной выше схемы включения показывает, что дифференциальный ток противопожарного модуля IΔns трижды превышает уставку утечки IΔn1 или IΔn2 у любой группы потребителей.
Противопожарные УЗО создаются для срабатывания от токов утечки на 100, 300 либо 500 мА, а модули защиты человека от дифференциального тока производятся на уставки 30, 10 или 6 миллиампер.
Возможность выставления уставки времени для селективного срабатывания обозначается на корпусе модуля латинской буквой “S”.
Правильный выбор уставок противопожарного, группового и индивидуального УЗО по дифференциальному току и времени отключения возникшей аварии — обязательный принцип надежной ликвидации защитой поврежденного участка с оставлением под напряжением исправного оборудования.
Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса с использованием нейтрали
Упрощенно схему подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть можно представить следующим образом: на выходе рабочего нуля используется шинка для разводки потенциалов нейтрали N по подключенным потребителям (схема с нейтралью).
Потребители могут питаться от всех 3 фаз или какой-то одной. Эта же схема позволяет выполнять защиту одновременно трех разных однофазных цепей при условии использования общей нейтрали.
При этом стараются построить работу оборудования с соблюдением равномерного распределения токов нагрузок по всем фазам.
Подключение трехфазного УЗО: схема на 4 полюса без использования нейтрали
Отказаться от работы нейтрального провода и упростить конструкцию позволяет случай использования симметричной нагрузки, у которой все токи в фазах всегда равны.
Пример такого подключения — защита трехфазного асинхронного электродвигателя. Обмотки его статора могут быть собраны по схеме звезды или треугольника, которые обеспечивают одинаковые сопротивления между фазами.
Потенциал рабочего нуля заводится на вводной контакт четырехполюсного УЗО, а на выходной ничего не подключается. Выходная клемма потенциала N остается пустой.
Этот прием позволяет экономить средства за счет подключения двигателя к цепям питания кабелем с четырьмя, а не пятью жилами: три для фазных потенциалов и одна — защитного РЕ проводника.
Его монтируют на специальный болт заземления корпуса.
Подключение трехфазного УЗО: схема для однофазной сети
Предлагаемый вариант не является типичным.
Он используется как исключение в трех случаях:
- У владельца имеется лишний модуль защиты, который необходимо пристроить в работу. Иначе оно просто пылится без дела.
- Собираемую однофазную проводку планируется в ближайшем времени переводить на три фазы.
- Временная замена модуля, вышедшего из строя при возникновении аварии.
Во всех трех случаях необходимо потенциал фазы пускать через те клеммы, к которым подключена обмотка кнопки “Тест”. Иначе она не станет срабатывать при ручных проверках.
В этой короткой статье я постарался дать самый необходимый материал. Видеоролик владельца Заметки электрика наглядно дополняет, как подключить УЗО правильно и выбрать его по номинальному току и току утечки. Рекомендую посмотреть.
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.
Для чего нужно УЗО в квартире
В старых многоквартирных домах, нередко в электропроводке отсутствует третий защитный проводник, в котором должно находиться заземление. При такой схеме электромонтажа, мощные приборы, «масса» которых соединяется с заземляющим выводом розетки, не оказываются защищены, и если произойдёт утечка фазного тока на корпус, то прибор может представлять серьёзную угрозу для жизни и здоровья.
Если установить УЗО в квартире, не оснащённой заземляющим проводником, то при утечке электричества, домашняя электропроводка не будет автоматически отсоединена от общей сети.
Как правило, воздействие тока, при прикосновении человека к корпусу прибора, в этом случае будет составлять ничтожно малое время, поэтому негативное проявление опасного напряжения, практически не наблюдается.
Для чего нужно УЗО в квартире, теперь понятно, но для чего использовать данное устройство для частного домовладения?
Электромеханический дифавтомат или электронный – что лучше?
Так же, как и УЗО, дифференциальные автоматы производятся либо с электромеханическим отключением, либо с электронным устройством отключения. Электромеханическое устройство не требует дополнительной энергии для своей работы. Энергия берется из источника тока утечки. Поэтому дифференциальный трансформатор, который регистрирует эти токи в электромеханических устройствах, имеет большие размеры. Такие размеры трансформатору нужны, чтобы превратить небольшой сигнал в напряжение, достаточное для срабатывания устройства. Большие размеры трансформатора увеличивают габаритные размеры всего устройства.
Электронный дифференциальный автомат
Электронный дифавтомат содержит, помимо датчика тока утечки и катушки отключения, еще электронную схему с усилителем сигнала. Небольшой сигнал от датчика усиливается до амплитуды, достаточной для работы катушки. Электронные дифференциальные автоматы более компактны, но означает ли это, что они лучше? Фактически, компактностью их достоинства и ограничиваются. Бывают ситуации, когда это устройство не помогает.
Например, при обрыве нулевого провода дифференциальные автоматы и УЗО с электронным управлением цепями становятся бесполезными. Напряжение питания электроники исчезает, оно перестает работать и не может отключить нагрузку. И это более чем актуально. При обрыве нулевого проводника в сетях происходит перераспределение напряжения между фазами. На более нагруженных фазах напряжение падает. Хуже всего, на незагруженных фазах напряжение может вырасти до 380В. Выдержит автомат такой режим или нет – вопрос спорный.
Поэтому, несмотря на компактность электронных устройств, использовать их лучше с реле напряжения.
Как различать устройства защиты с электронной схемой управления и электромеханические?
На передней панели этих устройств показана их схема. Если на ней есть символ усилителя, то устройство является электронным, если нет – то электромеханическим.
Два устройства или одно?
Использование дифференциальных автоматов разумно: схема подключения проще и пространства в щите занимает меньше. Но эта медаль имеет недостаток.
Начнем с затрат. Цена на дифференциальный автомат превышает суммарную стоимость автоматического выключателя и УЗО. Если это не так, рассматриваемое устройство производится малоизвестной компанией. Более дешевый продукт возможен только за счет его качества.
Второй фактор связан с необходимостью замены неисправного устройства. И не только дешевых изделий, но и продуктов известных компаний. Никто не застрахован от поломки. Добавим, что чем сложнее устройство, тем больше вероятность отказа.
Если дифференциальный автомат выходит из строя, он должен быть полностью заменен. Напротив, если что-то из пары автоматический выключатель плюс УЗО выйдет из строя, нужно будет заменить только неисправный элемент. Его партнер останется в рабочем состоянии, и владелец потратит деньги на покупку только одного элемента.
Другое неудобство при работе с дифференциальным автоматом: после его срабатывания невозможно определить, что было причиной. Конечно, если отключение произошло, когда вы работаете и подключили какую-то нагрузку к розетке, – вопросов нет. Но если это произошло внезапно, без чьего-либо вмешательства, и после включения автомата все оставалось по-прежнему – что тут можно подумать? А если такие отключения стали регулярными? В чем причина – короткое замыкание или повреждение изоляции? Алгоритмы поиска этих повреждений различны.
Для тандема автоматический выключатель / УЗО таких вопросов не возникает. Сработал выключатель, а после включения сразу отключается повторно – ищем короткое замыкание. А если после восстановления все нормально, по крайней мере, какое-то время, – то перегрузка. Если выключается УЗО, значит где-то есть утечка. Работа связки автомата с УЗО более предсказуема, чем дифференциального автомата.
Однако все сказанное не является основанием для отказа от дифференциального автоматического выключателя. Часто их установка вполне оправдана. Например, при количестве исходящих линий в щите в несколько десятков дифавтоматы и УЗО сложно сравнивать. В конце концов, для профессионального электрика не сложно будет определит причины проблем с кабелями.
Виды и типы
Современные производители предлагают самые разные виды и типы УЗО. Два самых популярных типа агрегатов по своему внутреннему исполнению на рынке электротоваров – это электромеханические (не зависят от силы тока) и электронные (зависят). Также выделяют селективные и противопожарные устройства.
Электромеханическое
Электромеханические УЗО широко популярны в использовании и применяются в электрических цепях переменного тока. Чем это вызвано? Тем, что при обнаружении утечки такое устройство сработает, предотвратив печальные последствия даже при самом мизерном напряжении.
Такой тип УЗО во многих странах считается эталоном качества и тем, которое обязательно к повсеместному использованию. Немудрено, ведь такое УЗО будет работоспособным даже при отсутствии нуля в сети и может спасти чью-то жизнь.
Электронное
Такие УЗО легко найти на любом строительном рынке. Разница их от электромеханических в наличии внутри платы с усилителем, для работы которой необходимо питание.
Однако у таких УЗО, как уже было сказано, есть огромный недостаток – не факт, что они сработают при утечке тока (все зависит от напряжения в сети). Если отгорел ноль, а фаза осталась, то риск поражения током никуда не девается.
Селективное
Главное отличие селективного УЗО от «собратьев» — наличие в схеме функции выдержки времени отключения цепи, которой питается нагрузка, т.е. селективности. Зачастую этот параметр не превышает 40 мс. Из этого мы делаем вывод, что селективные приборы не годятся для защиты от поражения при непосредственном прикосновении.
Ещё одной особенностью селективных агрегатов является хорошая устойчивость по реакции на скачки тока и напряжения (вероятность ложных срабатываний почти нулевая).
Противопожарное
Как следует из названия, такие УЗО используются в системах электроснабжения квартир и домов для предотвращения возгораний. Однако защитить человека они не в состоянии так как ток утечки, на который они рассчитаны равен 100 или 300 мА.
Обычно эти агрегаты устанавливаются в щитах учета или в этажных распределительных щитах. Их основная задача:
- защита вводного кабеля;
- защиты линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена;
- как дополнительная ступень защиты (если стоящий ниже него аппарат вдруг не сработал).
Количество полюсов
Так как УЗО работает на сравнении токов, которые проникают сквозь дифференциальный орган, то численность полюсов у агрегата совпадает с числом токоведущих проводников. В некоторых случаях УЗО дозволено использовать с 4-мя полюсами для работы в двух- или трехпроводной сети.
При этом не забудьте оставить в запасе свободные полюса фаз. Агрегат будет благополучно делать свое дело не полностью, а частично, что, в общем-то, невыгодно с финансовой точки зрения, но возможно.
Разновидности УЗО по принципу действия
По принципу действия бывает УЗО электронное и электромеханическое.
Для работы электронного устройства недостаточно появления токовой утечки, обязательно необходима ещё питающая сеть. Его схема дополнена электронным встроенным усилителем, получающим питание от внешних источников электричества. И если по какой-то причине на этот усилитель не будет поступать напряжение, устройство не сработает. По этой причине электромеханическое УЗО считается более надёжным, чем электронное, и получило большее распространение.
Рассмотрим, как конструктивно устроено и по какому принципу работает электромеханическое УЗО. Оно состоит из четырёх основных узлов: расцепляющего механизма и электромагнитного реле (они работают в связке), самого трансформатора дифференциального тока и проверочного элемента.
К трансформатору подключены встречные обмотки фазы и ноля. При нормальном режиме сети эти провода способствуют наведению в трансформаторном сердечнике магнитных потоков, имеющих относительно друг друга встречное направление. За счёт противоположной направленности сумма этих потоков равна нулю.
Электромагнитное реле подключено во вторичную трансформаторную обмотку и при нормальном режиме сети находится в покое. Как только появляется утечка, по проводам фазы и нуля начинают течь различные токовые величины. В итоге на трансформаторном сердечнике магнитные поля будут отличаться теперь не только по направлению, но и по величине. Сумма магнитных потоков больше не равна нолю. Ток, появившийся во вторичной трансформаторной обмотке, в определённый момент достигает значения, при котором работает электромагнитного реле. Соответственно сразу же среагирует расцепляющий механизм и УЗО отключается.
Всё-таки до сих пор механика преимущественнее электроники, поэтому при покупке выбирайте электромеханическое УЗО.
Устройство
Устройство УЗО предполагает наличие:
- датчика утечки;
- поляризованного магнитного реле.
В основе действия прибора лежат законы, основывающиеся на входящей и выходящей электроэнергии в замкнутых цепях с предельно большими нагрузками. Это свидетельствует о том, что у тока должно быть только одно значение, вне зависимости от фазы прохождения.
Внутри устройства находятся три магнитные катушки. Через первую проходит фаза, через вторую нуль. Ток создает магнитные поля на входе и на выходе катушек прибора.
Если все работает, как должно, взаимные поля уничтожают друг друга. Если на одной из катушек происходит нарушение баланса, то есть образуется утечка тока, то это приведёт к действию третей катушки, имеющей реле для отключения питания.
Самостоятельная установка УЗО
Сегодня все чаще осуществляется силами людей, не имеющих достаточных знаний и опыта в сфере электрики. Это может быть опасно, особенно если речь идет о зданиях старой постройки, подготовленных под реконструкцию.
Самостоятельный монтаж УЗО
Именно в рамках реконструкции, как правило, осуществляется переход к применению TN-C-S. Все, что имеет смысл сделать в данном случае — это заземлительный контур. Другой вариант — подсоединения корпуса бытовой техники к сети водопровода, отопительным радиаторам, либо к тем элементам строительного фундамента, которые выполнены из металла.
Разновидности
Классифицируют все устройства по нескольким параметрам:
- по форме токовой утечки;
- по способу действия;
- по временной выдержке;
- по конструктивному исполнению.
Рассмотрим вкратце, в чём особенности и зачем нужно то или иное УЗО.
По форме токовой утечки
Все устройства в зависимости от токовой утечки классифицируются на три типа:
На таких УЗО вы найдёте букву «А» либо значок, который выглядит следующим образом:
«В». Это УЗО срабатывает при трёх разновидностях токовой утечки: пульсирующая постоянная, выпрямленная и синусоидальная переменная. Подобные устройства чаще всего применяют для объектов промышленности, приобретать их для гаража, дома либо дачного строения не стоит.
Обозначение таких устройств вы определите аналогичным образом – по буквенному символу «В» либо по значку, нарисованному на корпусе: Время отключения для вышеперечисленных типов УЗО («АС», «А», «В») варьируется в пределах от 0,02 до 0,03 с.
По принципу действия
По принципу действия УЗО подразделяются на электронные и электромеханические.
Со вторыми всё намного проще, электромеханические устройства не имеют зависимости от питающей сети. Для их срабатывания достаточно, чтобы в повреждённой электрической ветви возникла токовая утечка.
Для электронных УЗО токовой утечки недостаточно, им ещё понадобится питающая сеть. Чтобы подобное устройство отключило повреждённый участок, должно быть питание от внешнего источника для электронного усилителя, встроенного в электрическую схему. За счёт этого УЗО электронного типа считаются не такими надёжными, как устройства электромеханические, соответственно получили не столь широкое распространение.
Чтобы вам было более понятно, рассмотрим эту теорию на примере. Предположим, что розеточная линия, от которой запитана микроволновая печка, защищена УЗО электронного типа. По стечению обстоятельств произошло одновременно две аварийные ситуации:
- в подъездном распределительном щитке повредилась нулевая жила;
- внутри микроволновой печки случилось повреждение электрической проводки, в результате которой фаза замкнула на корпус.
При этом корпус микроволновки оказался под опасным потенциалом. Если случайно прикоснуться к печи, УЗО электронного типа не отработает, потому что его встроенная схема осталась не запитанной из-за повреждения ноля в щитке. Вероятность подобного случая минимальна, однако он может случиться.
Из подобных ситуаций был придуман выход иностранными производителями электронных устройств. Они решили дополнять корпуса УЗО электромагнитными реле, которые отключат защищаемую цепь сразу же, как только пропадёт питание от внешнего источника.
По временной выдержке
Согласно этой характеристике все устройства подразделяются на два типа: «S» и «G».
УЗО типа «S» обладает селективностью, то есть срабатывает через определённое время (от 0,15 до 0,5 с). Устройства такого типа, как правило, используют, когда в цепи их установлено несколько.
Рассмотрим, небольшой пример. Допустим, в домашнем распределительном щитке есть две розеточные группы. Каждую из них защищает УЗО, не имеющее временной выдержки (типа «А» или «АС»), а сам ввод оборудован защитным устройством типа «S».
Если на одной из розеточных групп произошла токовая утечка и УЗО, защищающее эти розетки, не отреагировало по какой-то причине (электрики называют подобную ситуацию пропуск защит), то через определённое время отключится устройство на вводе.
Устройство типа «G» обладает аналогичной селективностью, его отличие в меньших пределах выдержки времени (от 0,06 до 0,08 с).
Про основные характеристики УЗО на видео:
По конструктивному исполнению
Конструктивно УЗО различаются в зависимости от количества полюсов:
- в сетях однофазного напряжения применяют двухполюсные модели;
- в сетях трёхфазного напряжения монтируют УЗО с четырьмя полюсами.
По другим параметрам
Есть ещё несколько параметров, по которым классифицируются УЗО:
- По установке (стационарные и переносные).
- По монтажу (с помощью стационарной электропроводки либо с использованием гибких проводов с удлинителями).
- По оснащению защитами. Есть устройства совсем без защит, а есть со встроенными – от перегруза и тока КЗ.
- По возможности регулировки дифференциального тока (нерегулируемые, регулируемые плавно либо дискретно).
Мы предоставили вам информацию о том, что такое УЗО в электрике. Надеемся, из статьи понятно, что современная система автоматики и защиты без этого элемента обойтись не может. Если вам дорого имущество, а тем более человеческая жизнь, то не пренебрегайте установкой устройств защитного отключения.
Как отличить УЗО, дифавтомат и автоматический выключатель по назначению: самый главный принцип
Все три защитных модуля имеют примерно одинаковый внешний вид, габариты, способ крепления на Din-рейку. Это результат унификации оборудования. Их объединяет тот общий принцип, что они контролируют параметры тока, призваны спасти человека и его имущество от его воздействия.
Однако они выполняют различные задачи. Объясняю их кратко тремя абзацами.
Электрический ток в домашней сети движется по замкнутой схеме в том направлении, которое ему задал человек, подключая бытовой прибор к цепям напряжения. При этом совершается полезная работа.
Величина тока зависит от приложенного к напряжению сопротивления и должна поддерживаться на уровне номинальной величины, не выходить за пределы отведенного ему участка электрической схемы. В таком случае любой прибор работает нормально.
Но в нашей жизни много непредвиденных случайностей, когда человек ошибается или повреждается изоляция, понижается ее сопротивление. В таком случае ток идет еще в другом направлении или возрастает до опасной величины, что требует принятия экстренных мер.
Эту задачу выполняют защитные модули по своим алгоритмам.
Как работает устройство защитного отключения: краткое пояснение
УЗО призвано контролировать направление движения тока по предназначенной для него схеме. Оно отключает напряжение с зачищаемого участка при образовании утечки через поврежденную изоляцию.
Устройство защитного отключения монтируется и подключается в квартирном щитке.
Простыми словами: если человек случайно дотронулся до фазного потенциала и через его тело пошел электрический ток, то УЗО обязано максимально быстро предотвратить возникшую аварийную ситуацию, спасти пострадавшего.
Для этой цели в его состав включен орган сравнения фаз — дифференциальный трансформатор. Он постоянно контролирует вектора токов, текущих по входному фазному проводу и исходящему нулевому.
Если изоляция схемы нормальная, то утечки на сторону не будет, а оба вектора окажутся уравновешенными. УЗО позволяет схеме нормально работать дальше.
Как только дифференциальный трансформатор выявляет дисбаланс векторов, так сразу происходит отключение напряжения.
За счет этого принципа УЗО официально называют «Дифференциальный выключатель». Запомните хорошо этот термин. Никаких других функций кроме борьбы с утечками этот модуль не выполняет, а от повышения тока больше номинальной величины способен сгореть, сам нуждается в такой защите.
Автоматический выключатель: защитные функции модуля
Автомат тоже монтируется на входе схемы в щитке. Он контролирует величину, а не направление протекающего через него тока. Когда она начинает превышать номинальное значение, то цепь разрывается силовым контактом.
Значение аварийного тока может быть как небольшим, так и очень опасным. При значениях до 1,13 номинальной нагрузки автомат не работает. Такие режимы создаются кратковременно и обычно сами устраняются.
Зона отключаемых перегрузок начинается с этой границы и состоит из двух участков:
- теплового расцепителя;
- электромагнитной отсечки.
Скорость ликвидации аварийной ситуации, как показывает времятоковая характеристика, зависит от величины перегрузки. Чем она выше, тем быстрее происходит отключение.
Тепловой расцепитель работает от температурной деформации биметаллической пластины за счет ее изгиба.
Токовую отсечку обеспечивает электромагнит отключения.
Обе защиты автомата выбивают чеку, фиксирующую пружину силового контакта, который разрывает цепь протекания аварийного тока.
Сам автоматический выключатель тоже надо правильно выбирать, настраивать, подключать, ибо он тоже может сгореть.
Автомат в обязательном порядке является необходимым атрибутом защиты для УЗО. Он всегда дополняет в схеме дифференциальный выключатель. Их ставят последовательно один за другим.
Какие защиты выполняет дифавтомат в домашней проводке
Этот модуль по назначению заменяет УЗО с автоматическим выключателем, объединяет их совместные функции.
Его внутренняя схема в своей конструкции имеет:
- дифференциальный орган;
- тепловой расцепитель;
- катушку электромагнита отсечки.
Совместное наличие в одном корпусе этих трех элементов позволяет использовать один защитный модуль вместо двух отдельных. Производители так их комплектуют, что они занимают мало место, размещаясь в одном блоке.
Таким образом, по назначению дифавтомат отличается от УЗО тем, что одновременно совмещает его функции и автоматического выключателя. Он работает автономно, а УЗО применяется только совместно с автоматом.
За счет встроенного и подобранного по номиналам автоматического выключателя в корпусе выбор, монтаж и подключение дифавтомата происходят проще, а в квартирном щитке экономится место.
