Как рассчитать ток утечки в групповой линии УЗО (дифавтомата)? УЗО: устройство, виды, подключение с землей и без, причины срабатывания Расчет узо для группы автоматов.

Устройство защитного отключения предотвращает возгорание из-за утечки тока и исключает риск поражения электрическим зарядом. Поэтому в установке этого аппарата заинтересованы многие. Правда, УЗО нельзя покупать наобум, его выбор должен быть тщательным - с учётом конструкции, типа и других критериев.

Важность приобретения качественного УЗО

Безответственный подход к выбору устройства защитного отключения, то есть покупка аппарата, который не подходит дому или квартире по характеристикам, может стать причиной определённых проблем:

• ложного срабатывания автоматики, поскольку небольшие утечки электрического тока - это естественная ситуация для проводки, которая была смонтирована относительно давно;
• несвоевременного получения информации об опасном происшествии, если выбрано чересчур мощное УЗО, что может привести к поражению электротоком;
• неспособности УЗО функционировать с имеющейся проводкой из алюминиевых жил, ведь почти все аппараты работают только на медных проводах.

Чтобы не совершить ошибку при выборе УЗО, перед покупкой не мешает внимательно ознакомиться с параметрами аппарата.

Таблица: основные параметры УЗО

Параметр УЗО	Буквенное обозначение	Описание	Дополнительная информация
Номинальное напряжение	Un	Уровень напряжения, который избран производителем аппарата и необходим для его функционирования.	Обычно номинальное напряжение составляет 220 В, иногда - 380 В. Равномерное напряжение в электросети и номинальное напряжение выключателя дифференциального тока, как ещё называют УЗО, - это важное условие беспроблемной работы устройства.
Номинальный ток	In	Наивысшее значение тока, при котором УЗО функционирует в течение длительного периода.	Значение номинального тока может быть следующим: 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100 или 125 А. По отношению к дифференциальному автомату эта величина выступает и номинальным током автоматического выключателя в комплектации УЗО. Для дифференциальных автоматов значение номинального тока выбирают из ряда: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А.
Номинальный отключающий дифференциальный ток	Idn	Ток утечки.	Эту характеристику устройства защитного отключения считают главной, так как она указывает на то, какая величина дифференциального тока заставит аппарат среагировать. УЗО производят со следующими параметрами номинального отключающего дифференциального тока: 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА.
Номинальный условный ток короткого замыкания	Inc	Показатель, по которому можно судить о надёжности, прочности и качестве УЗО.	Номинальный условный ток короткого замыкания показывает, насколько хорошо выполнены электрические соединения механизма. Величина номинального тока короткого замыкания стандартизована и может быть равна 3000, 4500, 6000 или 10000 А.
Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания	IDc	Ещё один показатель качества и надёжности устройства.	Схож с номинальным условным током короткого замыкания. Отличие заключается лишь в том, что сверхток проходит по одному проводнику устройства защитного отключения, а тестирование работы аппарата осуществляется после включения испытательного тока в порядке очереди по разным полюсам УЗО.
Предельное значение неотключающегося сверхтока	-	Это характеристика, отражающая возможности выключателя дифференциального тока оставлять без внимания симметричные токи короткого замыкания и ситуации, когда сеть перегружена.	Этот показатель не имеет ничего общего со значением тока, при котором устройство защитного отключения обязано блокировать подачу электропитания. Минимальный показатель неотключающегося тока должен соответствовать значению номинального тока нагрузки, увеличенному в 6 раз.
Номинальная включающая и отключающая (коммутационная) способность	Im	Параметр, зависящий от степени технической подготовки УЗО, то есть от мощности пружинного привода, используемого сырья и качества силовых контактов.	Коммутационная способность может быть равна 500 А или величине, в 10 раз превышающей уровень номинального тока. У качественных устройств составляет 1000 или 1500 А.
Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току	IDm	Характеристика, которая тоже обусловливается техническим исполнением выключателя дифференциального тока.	Этот параметр сравним с предыдущим (Im), но разнится с ним тем, что во внимание принимается протекание дифференциального тока. Зачастую его оценивают во время короткого замыкания на корпус электроприёмника в системе TN-C-S.

Измерения параметров прибора

До покупки УЗО следует определить величину максимального тока и тока утечки. Делая расчёты, надо учитывать, что напряжение сети на всех жилах проводки обычно составляет 220 В.

Чтобы найти подходящее устройство защитного отключения по максимальному току, достаточно определить, каков будет максимальный уровень потребляемой мощности, и разделить его значение на напряжение в электрической сети. Иными словами, расчёт проводится по формуле I = P/U. Например, если определено, что в сумме бытовая техника в квартире поглощает 6000 Вт электроэнергии, то значение максимального тока будет составлять 27 А. В подобной ситуации лучше выбрать УЗО на 32 А, так как это значение стандартизировано и максимально приближено к 27 А.

УЗО на 32 Ампера подходит для техники, потребляющей 6 кВт электроэнергии

Вторую характеристику - ток утечки - определяют простым методом. Во внимание берут зависимость различных видов УЗО от индивидуальных черт квартиры или дома, где необходимо установить выключатель дифференциального тока.

Таблица: зависимость тока утечки от типа помещения

Критерии подбора УЗО

При поиске подходящего защитного отключения первым делом смотрят на показатели номинального и дифференциального тока. После этого внимание акцентируют на виде и конструкции аппарата, а также узнают, какой фирмой было произведено УЗО.

Номинальный ток

Мастера, специализирующиеся на работе с электричеством, советуют покупать устройство защитного отключения с номинальным током на порядок выше расчётного. Благодаря этому получится добиться надёжности в функционировании выключателя дифференциального тока и долгое время не ремонтировать и не заменять его. Например, для автомата на 40 А целесообразнее выбрать УЗО на 63 А.

Ток утечки

Номинальный дифференциальный отключающий ток УЗО должен иметь значение хотя бы в 3 раза больше тока утечки у цепи электрической техники, предохраняемой от происшествий, т. е. должно выполняться условие IDn> = 3*ID.

Суммарный ток утечки электроустановки ID определяют специальным прибором или рассчитывают, используя определённые данные. Если нет возможности провести измерения, ток утечки рекомендуют определять из расчёта 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки цепи - из расчёта 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.

Приемлемые значения номинального отключающего тока можно узнать из специальной таблицы.

Таблица: зависимость рекомендуемого значения тока утечки УЗО от номинального тока нагрузки

Разновидности устройств защитного отключения

Выключатель дифференциального тока может иметь один из следующих типов:

УЗО типа B встречается довольно редко, на его корпусе можно увидеть значок в виде сплошной и пунктирной прямых линий

Конструкция УЗО

Если рассматривать конструкцию устройств защитного отключения, то их делят на следующие виды:

• электронные УЗО со встроенной платой, моментально реагирующей на любые перемены в заданных показателях и отключающей питание от сети, но не способной работать без подачи энергии от наружного источника;
• электромеханические УЗО, отличающиеся надёжностью, поскольку они не нуждаются в питании и легко срабатывают в ответ на появление дифференциального тока.

Производители устройств защитного отключения

Как отмечают электрики, наиболее долговечны и надёжны устройства защитного отключения, производимые под следующими названиями:

Особенности эксплуатации УЗО

• на участках, которые принципиально должны быть безопасными;
• в зонах, где отключение электроэнергии может стать причиной происшествий средней степени опасности.

При подключении УЗО принципиально важно заизолировать нулевой провод от заземления и нулевых проводов других аналогичных устройств

В большинстве случаев электрики допускают использование устройства защитного отключения с заземлением. Главное - правильно его подключить. УЗО срабатывает только под воздействием тока утечки, показатель которого выше стандартного значения. А искусственно созданное, как и естественное или самодельное заземление, отличает сопротивление, чей уровень не даёт появиться току с необходимым значением. Получается, что в данной ситуации УЗО не сможет действовать.

Другой вариант неверного подключения УЗО заключается в некачественной изоляции выходного нулевого провода относительно «земли». Если нулевой проводник подключить к схеме заземления, УЗО будет постоянно выдавать ложные срабатывания.

Проверка работоспособности УЗО

Чтобы убедиться, что УЗО выполняет свою задачу, можно воспользоваться кнопкой «Тест», расположенной на лицевой панели прибора. При нажатии кнопки внутри устройства должна создаться электрическая цепь, копирующая ситуацию утечки.

Если отключения не последовало, то возможны следующие ситуации:

• аппарат неправильно подключён к сети;
• кнопка сломана или не работает её электрическая схема;
• защита устройства неисправна.

Удостовериться, что причина несрабатывания УЗО заключается в поломке кнопки или защитного механизма, можно иными методами.

Точные результаты показывает проверка выключателя дифференциального тока посредством простой пальчиковой батарейки. Устройство типа A срабатывает вне зависимости от полярности подключения батарейки. А прибор типа AC действует только при определённой полярности. Это объясняется тем, что УЗО разновидности A реагирует на любой электрический ток.

С помощью батарейки можно точно проверить, работоспособно ли УЗО

Сымитировать реальную аварию для оценки работы устройства позволяет способ, при котором используется лампа накаливания и резистор. От проверки кнопкой «Тест» этот метод отличается созданием цепи для утечки тока не внутри, а снаружи прибора.

Для тестирования УЗО таким способом требуется подготовить:

• лампу накаливания мощностью 10 Вт;
• резистор 2,3–2,5 кОм мощностью 5–10 Вт;
• патрон для лампы;
• провод с изоляцией.

Проверка с помощью лампы и резистора выполняется поэтапно:

Если защита сработает, то розетка моментально отключится от сети.

Видео: проверка УЗО

УЗО и автомат

Поскольку устройство защитного отключения не снабжено своим «щитом», предохраняющим от коротких замыканий и сетевых перегрузок, вместе с ним непременно устанавливают автомат. Сопряжённые приборы функционируют особым образом: если выявлена утечка, то на ситуацию реагирует УЗО, а когда появляются сверхтоки, срабатывает автомат.

Выключатель дифференциального тока требуется предохранять от аварий автоматом, номинал которого равен номинальному току УЗО. Место установки автомата (перед или после защитного прибора) особой роли не играет. Также не столь важно, сколько именно защитных приборов подсоединено к УЗО.

Подключение УЗО на несколько автоматов

В качестве примера рассмотрим схему, состоящую из двух УЗО на 25 А и вводного автомата на 40 А, к которым подключены свои группы автоматов.

Устройство защитного отключения необходимо защищать автоматом, имеющим равный или меньший номинал по току срабатывания

В этом случае к первому устройству дополнительно подсоединены два автомата с номиналом 6 А и 16 А, а ко второму - три автомата с номиналом 16 А и один автомат на 10 А. Вводной автомат не может служить щитом для первого УЗО, так как 40 А>25 А. Поэтому перед ним и ставят дополнительные автоматы номиналом не более 25 А (6 А + 16 А = 22 А).

Ко второму УЗО (на 40 А) подключены автоматы общим номиналом в 58 А. Они не защищают УЗО от слишком высокого тока, поэтому оно может выйти из строя прежде, чем вводной автомат отключит этот участок цепи от напряжения. Поэтому здесь рекомендуется заменить второе УЗО на более мощное, например, номиналом 63 А или защитить имеющееся отдельным автоматическим выключателем на 32 А, установленным на ступень выше обслуживаемых автоматов.

В частном доме для светильников и розеток можно устанавливать по одному УЗО. В квартире, кроме вводного щитка, следует обезопасить от аварийных ситуаций стиральную машинку, установив УЗО на 16 А.

Основные характеристики для подбора УЗО

Рассмотрим ряд важных характеристик для выбора УЗО. Устройства бывают;

— для однофазных и трехфазных электросетей 220/380 В;
— двухполюсное УЗО для сети 220 В и четырехполюсное для 380 В;
— величина номинального тока УЗО для разных нагрузок — это 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80. 100 А;
— величина дифференциального тока или тока утечки дифференциального выключателя на 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА;

Двухполюсный и четырехполюсный УЗО

Вид дифференциального тока;

— А для переменного тока;
— AC возможность работы УЗО на переменном и не выпрямленном постоянном токе;
— В для работы защиты на переменном и постоянном токе;
— S работа УЗО с выдержкой времени;
— G работа с выдержкой времени меньшей, чем устройства типа S.

Также устройство защитного отключения имеют такие же характеристики, как и автомат.

1. «Inc» Значение тока короткого замыкания, когда отключается устройство, показывает надежность и устойчивость к коротким замыканиям.
2. «Im» Коммутационная способность безотказной работы контактной группы.

Хорошими показателями считается значения 1000-5 000 А.

Как правильно выбрать УЗО

Дифференциальное устройство может быть электронным или электромеханического исполнения . Электромеханический вариант имеет дифференциальный трансформатор тороидального типа и исполнительный узел в виде поляризованного реле. Электронные дифференциальные устройства имеют электронную плату, работающую от напряжения сети.

Так как электрическая сеть у нас еще не достигла хорошего качества (скачки напряжения, частые отключения, заниженное или завышенное напряжение), электронная плата устройства может отказать. Рекомендуемый вариант – это более надежное электромеханическое устройство, для него источник питания не применяется.

При выборе УЗО важно также учитывать токи утечки в самих электрических приборах. У всех электроприборов есть свои утечки тока, величина которых зависит от их качества исполнения. Значение тока утечки обычно указывается в характеристиках прибора. Эти значения не должны превышать 30% от величины тока утечки защитного отключения. Например, для тока утечки в 30 мА, величина утечка тока электроприборов не должна быть больше 10 мА.

При выборе дифференциальной защиты это нужно учитывать, иначе будут частые ложные отключения сети. Напряжение электрической сети у нас имеет форму синусоиды, поэтому защитный выключатель выбирают вида АС или А для переменного напряжения.

Как выбрать УЗО для квартиры

Перед установкой защиты в квартире рассчитывается номинальный ток вводного автомата и после выбирается двухполюсная защита с номинальным током на порядок или два выше тока вводного автомата. Допустим, вводной автомат у вас 25 А, тогда номинальный ток защиты выбирается 32 А.

Основные параметры на корпусе УЗО для выбора

Меньше 30 мА ток устройства не следует выбирать, так как сумма утечек всех потребителей может быть достаточно высока и защита будет давать ложные срабатывания.

Как выбрать УЗО в частный дом

Подключая трехфазную сеть в дома, устанавливают четырехполюсную дифференциальную защиту. Электрощит устанавливается на первом этаже, ставится защита типа «S» с временем задержки и значения тока утечки 100 мА. С вводного автомата разводят линии электросетей по этажам, комнатам, кухне, ванной.

Для отдельных помещений защита не должна превышать ток утечки 30 мА. Если проводка уже отслужила свой срок, тогда есть вероятность частых ложных срабатываний устройства. Здесь рекомендуется устанавливать УЗО встроенное в розетку.

О назначении УЗО уже неоднократно говорилось, и однозначно его установка в современной бытовой электросети является важнейшей защитой человека от поражения электричеством. Но как выбрать УЗО? Исходя из каких параметров? Каким образом выполнить расчёт устройства для того или иного защищаемого потребителя? Попытаемся во всём разобраться.

Чтобы сделать правильный выбор УЗО, надо понимать его назначение, основные характеристики и параметры. Когда будете покупать устройство, обратите внимание на его корпус, там указана вся важная информация. Чтобы эти цифры и буквы вам о чём-то говорили, мы разберём по отдельности каждую из них.

Назначение

Самое главное, что необходимо понимать, автоматический выключатель защищает электрическую сеть от сверхтоков, а УЗО обеспечивает защиту человека. Если в результате пробоя изоляции на корпусе электроприбора появился потенциал, при касании к нему есть вероятность получить удар тока. Чтобы этого не произошло, сразу же при возникновении утечки тока, устройство защитного отключения отреагирует и отключит повреждённый участок цепи.

Важно знать! УЗО не защищает от перегрузов и коротких замыканий, поэтому обязательно последовательно с ними в цепь подключаются автоматические выключатели.

Торговая марка

Говоря о торговой марке, мы, по сути, будем разбирать соотношение цены и качества. Дело в том, что существует негласная классификация всех изготовителей УЗО по их территориальному расположению – европейские модели, азиатские и российские.

Один из способов отличить подделку на видео:

У каждого из них продукция имеет свои характерные особенности:

1. И противопожарное УЗО, и устройство, защищающее людей от поражения электричеством, произведенные в Европе будут стоить на порядок дороже, чем модели России и Китая. Но такая цена гарантирует качество и надёжность. Не лишним будет знать, что некоторые компании Европы, кроме основного высококачественного ассортимента выпускают для рынков других стран УЗО с такой же надёжностью, но с заниженными техническими характеристиками.
2. Отечественные производители предлагают УЗО с более низкой ценой, чем аналоги из Европы, тем не менее, всем нормативным требованиям российских стандартов они отвечают. Пока у производителей России торговая сеть не настолько сильна, а сами устройства не способны конкурировать с азиатами по цене, с Европой в плане качества.

1. УЗО азиатских производителей имеют наибольший спрос в мире. Некоторые фирмы-изготовители из Азии заключают контракты с поставщиком продукции на российский рынок и в этом случае выпускают устройства под торговой маркой России.

Перед тем как выбрать торговую марку УЗО, определитесь, какими средствами вы располагаете для обустройства в квартире или в частном доме защитной автоматики. Самые предпочтительные фирмы:

• швейцарская «АВВ»;
• французские «Legrand» и «Schneider Electric»;
• немецкие «Siemens» и «Моеllеr».

Среди отечественных производителей наиболее широкое применение получила продукция:

• Курского завода «КЭАЗ», средняя цена и качество, гарантию на выпускаемые УЗО фирма даёт два года, что свидетельствует о надёжности изделий;
• Московской фирмы «Интерэлектрокомплект» («ИЭК»), не всегда положительные отзывы получает продукция, тем не менее, спрос на неё велик благодаря низкой стоимости;
• Ульяновский завод «Контактор», он входит в группу компании «Legrand», что сказывается на качестве выпускаемой продукции и соответственно цене;
• сравнительно молодая Санкт-Петербургская фирма «DEKraft», на российском рынке она представляет компанию с мировым именем«Schneider Electric».

Что касается китайских производителей, то выпускаемые ими УЗО являются прямым конкурентом устройствам российской фирмы «ИЭК». Цена и качество находятся приблизительно на одном уровне, при этом гарантийный срок у китайского товара пять лет.

Основные параметры

После торговой марки на корпусе обозначаются основные номиналы и рабочие характеристики УЗО.

1. Наименование и серия модели. Обратите внимание, что здесь вы не всегда увидите буквы УЗО, некоторые фирмы-производители обозначают данное устройство как ВДТ (выключатель дифференциального тока).
2. Величина номинального напряжения и частоты. В российской энергосистеме рабочая частота – 50 Гц. Что касается напряжения, то для однофазной сети в квартире это 220-230 В. Для частного дома иногда необходима трёхфазная сеть и рабочим напряжением будет 380 В.

Характеристики УЗО на видео:

1. Номинальный рабочий ток, это максимальная величина, которую способно коммутировать УЗО.
2. Номинальный дифференциальный ток отключения. Это величина, при которой устройство срабатывает.
3. Также здесь указываются температурные пределы работы УЗО (минимум – 25 градусов, максимум + 40).

1. Ещё одна токовая величина – номинальный условный ток КЗ. Это максимальный ток короткого замыкания, который выдержит устройство и не отключится, но при условии, что в цепи последовательно с ним будет установлен подходящий автомат.
2. Номинальное время срабатывания. Это временной промежуток от того момента, когда внезапно возникла токовая утечка и до того, как она должна погаситься всеми полюсами УЗО. Предельная допустимая величина – 0,03 с.
3. Обязательно на корпусе должна быть нарисована схема УЗО.

Форма токовой утечки

По этому параметру все устройства защитного отключения классифицируются на три типа:

1. «А». Такое устройство срабатывает на отключение при мгновенно возникающих либо плавно нарастающих токовых утечках, имеющих синусоидальную переменную или пульсирующую постоянную форму. Это самый распространённый тип УЗО. За счёт того, что оно контролирует и переменный, и постоянный ток, отличается более высокой стоимостью.
2. «АС». Также распространённое и более доступное по цене устройство. Работает только на возникновение переменной синусоидальной токовой утечки.
3. «В». Это устройство в основном применяют для защиты промышленных помещений. Помимо переменной синусоидальной УЗО реагирует на выпрямленную и пульсирующую форму постоянной токовой утечки.

Возникает вполне логичный вопрос, в бытовых сетях протекает переменный ток синусоидальной формы, может достаточно везде устанавливать устройства типа «АС»? Но если внимательнее изучить характеристики современной бытовой техники, то большинство из них имеют блоки питания с электронными полупроводниковыми компонентами, доходя до которых синусоида преобразовывается в импульсные полупериоды. И если утечка будет не синусоидального характера, то УЗО типа «АС» её не зафиксирует и не отключится.

Именно поэтому в паспортах на многие бытовые приборы производитель указывает, через какое УЗО необходимо выполнять подключение.

Советы по выбору УЗО на видео:

Принцип действия

Бывает УЗО электронное и электромеханическое.

Второе стоит дороже, но не зависит от питающей сети. Оно сработает, как только в цепи возникнет токовая утечка.

Устройство электронного типа в своей работе зависит от встроенного в электрическую схему усилителя. А чтобы этот усилитель всегда находился в рабочем состоянии, ему требуется внешний источник питания. В связи с этим снижается надёжность срабатывания.

Селективность

По селективности срабатывания устройства защитного отключения бывают двух типов – «G» и «S».

Эти УЗО срабатывают через определённый промежуток времени, называемый выдержкой. Применяют их, когда в цепь последовательно подключаются несколько устройств. Чтобы защитить отходящие потребительские ветви ставят устройства без выдержки времени, а на вводе УЗО типа «G» и «S». Если возникла токовая утечка, а отходящее УЗО не отреагировало, то спустя определённое время должно отключиться устройство на вводе.

У УЗО типа «S» выдержка отстроена в пределах от 0,15 до 0,5 с, типа «G» – от 0,06 до 0,08 с.

Двухуровневая противопожарная защита

Для деревянного частного дома особенно важна гарантия пожарной безопасности. Поэтому в данной ситуации необходимо подобрать УЗО, планируя двухуровневую систему дифференциальной защиты. Её основная цель в том, что защитная функция разделяется:

• противопожарное УЗО обеспечивает срабатывание при больших токовых утечках, способствующих возгоранию;
• обыкновенные устройства предотвратят поражение электрическим током человека при малых величинах утечки.

Так как противопожарное УЗО имеет большое значение номинальной токовой утечки, само по себе оно не обеспечит защиту человека. Поэтому всегда устанавливается совместно с УЗО, у которого ток утечки меньше.

Независимо от того, какой величины номинальный рабочий ток и сколько полюсов имеет противопожарное УЗО, параметр тока утечки у такого устройства 100 мА и 300 мА, в остальном оно ничем не отличается от обыкновенного.

Схема подключения выполняется последовательно, ближе к источнику питания (на вводе) ставим противопожарное УЗО, а на отходящих ветвях защищаемой проводки универсальные.

Наглядно про противопожарное УЗО на видео:

На примере это выглядит приблизительно так: вводное УЗО выбираем с параметрами 63 А (номинальный рабочий ток) и 300 мА (ток утечки), остальные устройства соответственно – 40 А и 30 мА для розеточной группы, 25 А и 10 мА для ванной комнаты, 16 А и 10 мА для осветительной группы.

Применение противопожарных устройств целесообразно и в квартире. Зачастую группу освещения оставляют незащищённой от токов утечки. С минимальной вероятностью, но высокие токовые утечки могут возникнуть и в этой ветви, а если такое УЗО поставить на вводе, оно будет своего рода подстраховкой.

Выполнение расчётов

Не всегда на практике можно выполнить точный расчёт суммарного тока утечки. Поэтому примерно его определяют следующим методом: на 1 А потребляемой нагрузки берут 0,4 мА токовой утечки. Также следует произвести расчёт исходя из длины фазного провода – на 1 м берётся 10 мкА.

Допустим нужно правильно выбрать УЗО по мощности электрической плиты (3 кВт). Для начала выполняем расчёт её нагрузки: 3000 Вт / 220 В = 13,64 А. Ток утечки для плиты: 13,64 А х 0,4 мА = 5,46 мА. Аналогично производим расчёт для проложенного проводника, к примеру, 10 м: 10 мкА х 10 м = 100 мкА = 0,1 мА. В сумме ток утечки получился: 5,46 мА + 0,1 мА = 5,56 мА.

Полученное значение суммы токовой утечки не должно превышать 33 % дифференциального номинального тока УЗО. А дальше расчёт из школьных уроков математики, составляем элементарную пропорцию и получаем: 5,56 мА х 100 % / 33 % = 16,85 мА.

Существует специальная таблица стандартных величин номинальных токов утечки, исходя из неё, для электроплиты подходит устройство на 25 мА.

Как выбрать УЗО для квартиры или дома вы теперь знаете, и сможете сами определить суммарный рассчитанный ток утечки. Если хотя бы на долю сомневаетесь в своих знаниях и способностях, пригласите для выполнения этой работы профессионального электрика. Не забывайте, что устройство защитного отключения – это гарантия вашей безопасности.

УЗО - это устройство защитного отключения. Электромеханический аппарат, применяющийся для защиты человека от поражения электрическим током. Кроме того, УЗО защищает жилище от пожара, случившегося по вине плохой изоляции электропроводки.

С точки зрения физики, основная функция УЗО - защита электросети от слишком больших токов утечки методом обесточивания при завышении допустимой нормы. Это устройство, которое также называется выключателем дифференциального тока (ВДТ), входит в стандартную комплектацию электрооборудования для дома, вне зависимости от того, квартира ли это в многоэтажке или деревянная дача.

Выбор УЗО - шаг, к которому нужно подходить ответственно, так как неправильно подобранный дифференциальный выключатель может либо не сработать в момент аварии, либо наоборот - срабатывать слишком часто, обесточивая все жилище.

Обратите внимание, УЗО не защищает от короткого замыкания. Для этого предназначены автоматы.

Принцип действия

Чтобы правильно выбрать УЗО для частного дома или квартиры, нужно понимать, по какому принципу вообще работает этот агрегат, еще не совсем привычный для российского потребителя.

Устройство защитного отключения включается в сеть последовательно после вводного автомата и электросчетчика. Однофазное УЗО (для стандартной сети в 220 В) имеет по 2 клеммы на ноль и фазу, трехфазное - 4 клеммы: 3 фазы и общий ноль.

Основа его работы заключается в сравнивании параметров входящего и выходящего тока. Обобщенно говоря, сколько ампер идет на все потребители тока на входе, столько должно быть и на выходе.

Если между входным и выходным током оказывается разница, значит, где-то в квартире есть утечка по току. Причиной ее возникновения может быть и контакт человека с оголенным проводом (фазой). В этом случае УЗО обесточивает тот участок сети, который к нему подключен.

Минимальный порог срабатывания УЗО составляет 30 мА - это так называемый «порог неотпускания». При переменном напряжении в 220 В частотой 50 Гц ток в 30 миллиампер вызывает судорожные сокращения мышц - человек не может разжать пальцы.

При этом ВДТ с пороговым значением в 30мА должен срабатывать превентивно при токе утечки уже в 15 мА.

Как правильно выбрать

Чтобы выбрать УЗО для квартиры, коттеджа или дачного дома, необходимо в первую очередь определиться с уровнем безопасности, которого планируется достичь.

Нужно учитывать в первую очередь тип проводки. Если электропроводка старая, то устанавливать дифференциальный выключатель по току бессмысленно: в ней почти наверняка будут присутствовать токи утечки. Если выбрать и установить УЗО с пределом в 30 мА, то оно будет срабатывать слишком часто.

Если поставить устройство с порогом отключения выше - то в нем не будет практического смысла.

Кроме того, многие марки ВДТ не предназначены для работы с алюминиевой проводкой, которая была стандартом для квартир в домах, построенных в СССР.

Алгоритм выбора

Делая нужного номинала, руководствуемся следующей пошаговой инструкцией. Итак, необходимо:

• удостовериться, что качество проводки позволяет использовать устройство защитного отключения;
• определить количество групп потребителей, на которые будут ставиться УЗО;
• определить количество уровней защиты.

Расчет и установка этого оборудования производится одновременно с расчетом и прокладкой всей электросети. УЗО всегда идет «в комплекте» с автоматическим выключателем питания.

Существует правило. УЗО по мощности, то есть по пропускаемому току, должно устанавливаться на ступень выше номинального тока вводного автомата. То есть если автомат рассчитан на ток в 20 А, то УЗО должно быть на 40 А, такое и стоит выбрать.

Номинальный и дифференциальный ток

В характеристиках этого устройства всегда будут указаны обозначения приблизительно такого типа: 25/10 мА, 40/30 мА, и т. п. Это - параметры номинального и дифференциального тока, при которых работает аппарат. Номинальный ток выражается в амперах (А), это - суммарная величина всех токов, которые могут проходить сквозь устройство в штатном режиме работы, неограниченно долго.

Приведем пример. Группа потребителей - розетки и освещение одной жилой комнаты- запитана от отдельного автомата на 16 А. Автомат по нормативу может выдерживать нагрузку в 1,13 от номинала неограниченно долго, а в 1,45 номинала - до 1 часа.

На защитные устройства этот норматив не распространяется, поэтому если в розетки будет включено несколько мощных потребителей, чей суммарный ток составит, допустим, 17 А в течение нескольких часов, то автомат не выключится, но УЗО может выйти из строя.

Дифференциальный ток, выражающийся в миллиамперах (тысячных долях ампера) - это и есть тот ток утечки, при котором ВДТ должен срабатывать. Для защиты человека от поражения электротоком используются приборы с границей по дифференциальному току в 10-30 мА. В качестве противопожарной защиты - УЗО с границей в 100 мА.

Главное баланс

Просчитывая, какое УЗО можно поставить в квартире или частном доме, сколько необходимо этих устройств и какой мощности, примите во внимание, что здесь работает пропорция: чем меньше предел по дифференциальному току - тем чаще будет срабатывать аппарат.

Поэтому нерациональным будет выбрать высокоточный прибор на общий ввод, у электросчетчика. Жилище будет обесточиваться довольно часто, особенно если с проводкой есть проблемы. Но и аппарат с большим порогом выключения не будет защищать от ударов током. Он обеспечит лишь противопожарную защиту.

Поэтому на практике применяются две основных схемы подключения, условно - простая и сложная. Простая - самый частый вариант. Один вводный автомат - одно устройство защиты с порогом, подобранным эмпирическим путем.

Если при 30 мА фиксируются слишком частые срабатывания, то либо нужно УЗО заменить на аналогичное с более высоким порогом, либо определить «проблемную» группу потребителей, и на нее смонтировать отдельный аппарат, так как нагрузка по току суммируется.

Вторая схема предполагает дифференцированную проводку с выделением:

Защитные устройства, установленные на каждую группу в соответствии с допустимым для нее током утечки, обеспечат обесточивание в случае пробоя изоляции только этой группы электроприборов.

Электроника или электромеханика

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

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

Отличить один тип УЗО от другого можно по следующим признакам:

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

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

Какой бренд предпочесть

Рынок электротехники перенасыщен продукцией от разных производителей, поэтому, чтобы не ошибиться, рекомендуется выбрать УЗО от известной компании. В их число можно включить ABB, AEG, Siemens, Legrand, Schneider electric.

Это фирмы с мировым именем, производящие действительно надежную электротехнику. Если же у вас ограничен бюджет, то стоит обратить внимание на отечественные бренды, можно выбрать ДЭК или Аустро-УЗО.

И напоследок

Прежде чем окончательно выбрать прибор защиты, обратите внимание, чтобы в маркировке присутствовала буква А или АС. Только эти УЗО подходят для бытового применения. Разница между ними в том, что приборы класса АС не дают защиты от пульсирующего тока, то есть не подходят, например, для работы со стиральной машиной.

В этой статье рассмотрим назначение и принцип работы УЗО. Разберёмся, чем отличаются приборы разных типов, определимся, в каких условиях их применяют. Отдельно поговорим о подключении этих защитных устройств.

УЗО — это коммутационный (выключающий) аппарат, который при достижении и превышении дифференциальным током (током утечки) заданного значения размыкает контакты и отключает от питания сеть, или её участок. Это изделие имеет несколько названий: «устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным током», «выключатель дифференциального тока», «защитно-отключающее устройство». Так или иначе, но сотни миллионов УЗО, используемых в мире, выполняют две задачи — защищают человека от поражения электрическим током при прямом и непрямом прикосновении и предотвращают возникновение пожара из-за возгорания проводки. Во многих развитых странах применение дифференциальных выключателей является обязательным.

Устройства защитного отключения предназначены нейтрализовать токи при всевозможных повреждениях электроустановок. Несмотря на то, что это лишь часть комплексных мер, в некоторых случаях УЗО остаётся единственным средством защиты, например, при: снижении уровня изоляции, обрыве нулевого защитного проводника или при малых значениях тока замыкания. Так предохранители (автоматы защиты) разрывают цепь при значениях тока (коротких замыканиях или сверхтоках), в несколько раз превышающих критический для человека порог, при котором происходит сбой в работе сердечной мышцы, тогда как УЗО срабатывают за миллисекунды и реагируют даже на самый малый ток.

Смертельно опасным может быть прикосновение к токоведущим элементам в электрическом щите или корпусам электроприборов, которые оказались под напряжением, допустим, при повреждении изоляции, всегда есть риск инструментом повредить оболочки кабелей скрытой проводки. Ток в 5 мА уже ощущается человеком, при 10 мА мышцы сокращаются, и наступает порог «неотпускания», 30 мА вызывает нарушение дыхания, 50 мА становятся причиной аритмии сердца, 100 мА — возможен летальный исход. Вот почему по стандартам США УЗО, предназначенное для защиты людей, должно сработать при токах 4-5 мА, в Европе — 10 мА. В России жёстких нормативов нет — устройства защитного отключения согласно государственным требованиям должны использоваться в металлических строениях или зданиях с металлическим каркасом. Однако после выхода в свет ПУЭ седьмой редакции отношение к УЗО в нашей стране резко изменилось в лучшую сторону

Необходимо отметить, что устройство защитного отключения не может заменить автоматы, защищающие проводку, так как оно «не замечает» неполадки, которые не сопровождаются токами утечки, например, при коротком замыкании между линией и нейтралью.

Принцип работы УЗО

В основе действия любого УЗО лежит мониторинг баланса токов между проводниками, которые в него входят. Возможная разность токов обнаруживается и сравнивается с заданными величинами. Нарушение баланса является показанием для срабатывания исполнительной части (размыкателя).

Основной «следящий» узел УЗО — это дифференциальный трансформатор с тремя обмотками ферромагнитного сердечника: подводящей, отводящей, управляющей. Ток, протекающий через устройство (от фазного проводника, идущего на питание потребителя, до нулевого проводника, идущего от потребителя), возбуждает на обмотках магнитные потоки с противоположными полюсами. Если бытовые приборы, электроустановочные изделия исправны, проводка на защищаемом участке не имеет повреждений, и при этом утечек на землю нет, то сумма токов равна нулю. Если же, например, человек, стоящий на мокром полу, прикоснулся к оголённому проводу, то часть тока пойдёт через его тело в землю, сумма потоков в устройстве будет больше нуля (тока втекает в УЗО больше, чем уходит из него). Появление положительной суммы токов означает, что ток проходит и мимо УЗО, то есть имеет место утечка, повреждение в цепи. В этом случае нарушается баланс в управляющей обмотке трансформатора, возникает сила, которая передаётся на реле ЭДС, разрывающее контакт между линией и нейтралью. Электродвижущая сила может обнаруживаться устройством слежения, что становится сигналом для отключения соленоида (силового электропривода), удерживающего контакты — цепь размыкается.

Типы УЗО

Устройства защитного отключения могут отличаться множеством характеристик, начиная от способа установки и заканчивая общим назначением. Классификация насчитывает сотни типов УЗО, имеющих свои особенности. Предлагаем рассмотреть основные из них, чтобы правильно выбрать устройство, которое будет корректно функционировать в тех или иных условиях.

По характеру тока утечки

По данному критерию УЗО подразделяются на приборы типа АС, А и В. Устройства АС разрывают цепь при утечках переменного тока, если они нарастают внезапно или плавно. Эти УЗО недорогие, они получили наибольшее распространение, считаются приемлемыми для большинства условий эксплуатации.

УЗО типа А срабатывают не только от переменного, но и от пульсирующего постоянного тока, внезапно нарастающего или повышающегося плавно. Такие устройства более предпочтительны для жилых помещений, так как некоторые бытовые приборы являются источником именно постоянного пульсирующего тока, например, компьютеры, регуляторы освещённости, телевизоры, некоторые стиральные машины (все, где есть полупроводниковые блоки питания). Кстати, в инструкциях к некоторым из этих потребителей указывается, что они должны быть подключены только через УЗО типа А. Эти защитные устройства существенно дороже класса АС.

Тип В используется для постоянного, переменного и выпрямленного тока, в основном такие УЗО применяют на промышленных объектах.

По технологии срабатывания

В зависимости от того, по какому принципу разрывается цепь, выделяют УЗО:

• электронные
• электромеханические

Электромеханические устройства дифференциальной защиты не нуждаются в полноценном питании из общей сети. Они срабатывают только от тока утечки, который приводит в действие высокоточную механическую исполнительную часть. Эти устройства сравнительно дороги, мало производителей их выпускает, но они считаются самыми надёжными, так как работают при всех условиях и не зависимы от параметров питания.

Электронные УЗО в несколько раз дешевле электромеханических, поэтому они составляют львиную долю нашего рынка. Для функционирования этих устройств необходимо внешнее питание, которое «оживляет» его электронику с усилителем. Основная проблема заключается в том, что при перепадах напряжения в сети эффективность электронного УЗО (есть зависимость момента срабатывания) заметно снижается. Кроме того, всегда существует опасность, что прямое или непрямое касание к элементу под напряжением (провод, клемма или корпус прибора) произойдёт, когда нулевой проводник будет повреждён и, соответственно, УЗО будет не запитано — и не сработает. Электронные УЗО защищают не от всех рисков, но от большинства, поэтому если необходимо сэкономить, то это тоже хороший вариант. Также есть смысл не тратиться на электромеханическое устройство, если внутридомовая сеть имеет в своём составе источник бесперебойного питания или стабилизатор напряжения.

По скорости срабатывания (наличие задержки)

Литерой S обозначаются УЗО, которые срабатывают с выставленной задержкой до 0,5 секунды — «селективное». Этот тип устройств позволяет создавать многоуровневые «каскадные» системы защиты с несколькими защищёнными цепями. Каждый аварийный участок сети, в зависимости от поставленных задач и реализации схемы, будет отключаться отдельно, тогда как общее питание в помещение останется. УЗО с индексом G также имеет задержку, но она намного меньше.

1 - вводной кабель; 2 - вводной автомат; 3 - счетчик; 4 - УЗО типа S; 5 - автоматы; 6 - нулевая шина; 7 и 8 - УЗО типа AC; 9 - трехжильная электропроводка; 10 - шина заземления

Селективные УЗО обычно устанавливаются вверху каскада, поэтому при утечках сначала срабатывают неселективные устройства, не обесточивая все цепи, которые защищаются.

Высококачественные современные УЗО, не являющиеся селективными, срабатывают менее чем за 0,1 секунды.

По количеству полюсов

Для трёхфазной сети используются УЗО с четырьмя полюсами. Они защищают несколько однофазных сетей, либо отдельные трёхфазные потребители (электромотор, варочная плита…). В тандеме с таким типом УЗО должен работать четырёхполюсный автомат.

Для однофазной сети жилых помещений обычно применяют устройства с двумя полюсами (линия и нейтраль).

По току утечки

Ток утечки (номинальный отключающий дифференциальный ток или «уставка») при заданных условиях эксплуатации является одним из основных параметров, характеризующих функциональные особенности устройства защитного отключения. Граничным барьером для классификации является ток 30 мА. УЗО, которые срабатывают при меньших точках утечки, считаются такими, что защищают человека от поражения электрическим током. Аппараты, ток срабатывания которых выше 30 мА, считаются противопожарными, так как к ним можно подключить довольно большую нагрузку, но дифференциальные токи, которые они допускают, являются опасными для человека. Иногда УЗО на 30 мА считают универсальными, они получили наибольшее распространение.

Противопожарные УЗО являются первой ступенью защиты, расположенной в распределительном щите , они, как правило, устанавливаются на всю внутридомовую сеть, но могут применяться и для защиты отдельных сверхмощных и опасных потребителей от воспламенения (например, тепловентилятор с открытой спиралью). Ток утечки противопожарных УЗО обычно принимается в 100-300 мА, иногда в качестве противопожарных применяют и приборы на 500 мА. УЗО с меньшим током не могут нормально работать на этих позициях, так как из-за превышения допустимых нагрузок возникают ложные срабатывания.

УЗО с током утечки 10 мА обычно используются во второй или третей ступени защиты, их применяют либо для подключения элементов освещения, либо для отдельных электроприборов, которые располагаются в опасных зонах, например, в ванной, душевой, бассейне... Однако бойлер или стиральную машину запитать через них, скорее всего, не удастся, так как рабочая нагрузка будет ограничиваться 1,8 киловаттами.

Заметим, что номинал по току показывает только нижний предел срабатывания, так УЗО на 30 мА не отключит цепь при утечке, равной 25 мА, но сработает при любых токах, превышающих порог в 30 мА.

С каким током утечки необходимо применить УЗО в конкретном случае? Сначала определяется ток утечки цепи или прибора, это можно сделать измерением или по действующим нормам. Согласно СП 31-110-2003, ток утечки прибора принимается равным 0,4 мА на каждый 1 А его мощности. Сюда добавляется также 10 мкА для каждого метра фазного проводника. Например, для электроприбора мощностью 16 А, запитанный двадцатиметровым проводом, ожидаемый ток утечки нужно принять равным 4,2 мА. Теперь можно подобрать УЗО, но делается это так, чтобы ток утечки прибора составлял не более 33% тока срабатывания устройства защитного отключения. В нашем случае это 12,6 мА. 10-амперный прибор уже не подходит, значит необходимо поставить УЗО с током срабатывания 16 мА.

По рабочему току

Рабочий ток УЗО (или максимально допустимая нагрузка) определяет, сколько и какой мощности потребители можно запитать через это устройство. Данная характеристика показывает ток, который длительное время может проходить через УЗО, не разрушая его.

Расчёт необходимого УЗО производится от характеристик подключенных к нему потребителей. В электросетях жилых помещений часто применяются маломощные УЗО с рабочим током 10 А. Устройства дифференциальной защиты с допустимой нагрузкой 16-32 А считаются среднемощными. Аппараты на 40 А и более — называют мощными.

Примечательно, что на практике прослеживается чёткая зависимость между током отключения и рабочим током. Производители выпускают УЗО, в которых чем выше один показатель, тем выше и другой.

По возможности регулирования номинального тока утечки УЗО бывают:

• нерегулируемые
• регулируемые (плавная настройка, ступенчатая настройка)

По наличию защиты от короткого замыкания есть УЗО:

• с защитой от сверхтоков (дифференциальные автоматы)
• с защитой от перегрева
• без защиты от сверхтоков

По способу установки УЗО разделяют на:

• стационарные в виде автомата, которые монтируются на рейку в монтажном щите;
• переносные — смонтированные на удлинителе или в разрыв питающего шнура;
• УЗО в розетке (широко применяются в США).

Установка и подключение УЗО

В бытовой сети обычно применяют двухполюсные УЗО, которые занимают на дин-рейке два места (36 мм). Располагают их, как правило, поблизости линий защищаемых цепей, исключение составляют противопожарные устройства с током отключения 100-500 А, которые устанавливаются возле вводного автомата. УЗО могут располагаться также и в групповых ВРУ многоквартирных домов, и этажных щитках частного дома.

Если электропроводка разделена на группы, то рекомендуется установить одно УЗО на вводе и несколько устройств на разные группы, при этом обеспечив их селективность — каскадное отключение. Для этого на каждый следующий ниже ярус устанавливают УЗО с меньшим номиналом по току отключения или большей скоростью отключения.

Подключают УЗО согласно заранее разработанной схемы защиты от токов утечки. Система защиты проектируется в зависимости от выполняемых устройством функций и конкретных характеристик сети. Ниже приводим простую схему подключения УЗО в электроустановку с заземлением, она может применяться для устройства защиты отдельных цепей в многоярусных каскадных системах:

1 - вводной кабель; 2 - вводной автомат; 3 - счетчик; 4 - УЗО; 5 - автоматы; 6 - нулевая шина; 7 - трехжильная электропроводка; 8 - шина заземления; 9 - провод заземления

Как видите, ничего сложного нет, обратим ваше внимание на некоторые моменты:

1. Для корректной работы УЗО, в защищаемых цепях не должно быть контакта рабочего нулевого проводника с заземлёнными элементами или защитным проводником РЕ. Для каждого из них в щите применяется своя шина (ГОСТ Р 50571.3-94).
2. Проводник заземления в подключении УЗО «не участвует».
3. Подключение питания на УЗО производится к верхним клеммам. Разъёмы для ввода фазы на УЗО обычно обозначаются «1», для выхода — «2».
4. Нейтраль питания (ноль, провод с синей изоляцией) обязательно должен быть подключен к разъёму с обозначением «N». Это правило необходимо соблюдать для УЗО любого бренда, номинала и назначения.
5. Важнейший момент! Номинальный рабочий ток УЗО должен быть таким же или большим, в сравнении с рабочим током автоматов цепи. Только тогда автоматы смогут защитить дорогостоящие УЗО от перегрузки.
6. Установленное УЗО необходимо проверить на работоспособность.

Проверяем УЗО

После коммутации всех цепей, внутридомовую сеть необходимо запитать. Если автоматы защиты или УЗО не отключились, значит, короткого замыкания нет, и нулевой проводник с заземлением не контактируют.

Далее следует нажать кнопку «ТЕСТ» или «Т», расположенную на передней панели прибора. Таким образом мы принудительно имитируем возникновение тока утечки. Исправное УЗО должно моментально сработать и обесточить защищаемый участок. Если этого не произошло, то в случае возникновения аварийной ситуации устройство не поможет справиться с проблемой.

Последним этапом проверки можно считать подачу на УЗО нагрузки. Нужно поочерёдно включать все приборы, которые будут работать в конкретной цепи и сети в целом. При возможных неполадках необходимо внести изменения в схему защиты или менять номиналы устройств защитного отключения.

УЗО являются не единственным способом защиты человека от поражения током и перегрузок сетей, которые могут привести к пожару. Но часто именно эти приборы спасают жизни и обеспечивают сохранность имущества граждан.

Турищев Антон, рмнт.ру