Характеристики и правила подключения УЗО

УЗО — это коммутационное устройство, защищающее электрическую цепь от токов утечки. На рынке давно имеются разнообразные модели УЗО, но многие владельцы жилья и даже электрики незаслуженно пренебрегают этим мощным защитным средством.

Назначение и принцип действия УЗО

Устройство защитного отключения, в отличие от автоматов, предохраняющих сеть от перегрузок и короткого замыкания, предназначены для быстрой реакции на ток утечки путём выключения электросети или линии. Так как автомат и УЗО имеют различный функционал, в схему сборки включают оба устройства.

Принцип работы УЗО заключается в сравнении входящих и выходящих токов, и в последующем срабатывании — если обнаружено несоответствие величин. Как срабатывает:

1. В корпусе устройства размещён трансформатор с сердечником и обмоткой.
2. Когда появляется ток утечки, выходящий магнитный поток становится меньше, срабатывает реле. На это уходит 0,2-0,4 с.

На рисунке показана работа устройства при пробое фазы. Первым срабатывает РН — реле напряжения, затем К — контактор:

Есть УЗО для сетей переменного и постоянного тока. На их маркировке указана сила тока утечки. Для домов подойдут приборы с номиналом в 30 мА, для помещений с повышенной влажностью — 10 мА.

Кратко о том, что такое УЗО, зачем нужно и как устанавливать, расскажет видео:

Что такое дифавтомат

Дифавтомат объединяет в себе функции УЗО и автоматического выключателя. Он срабатывает как от токов перегрузки, так и от токов утечки. Дифавтомат АВДТ более компактен, чем связка из двух приборов — УЗО + автомат. АВДТ занимает меньше места в щитовой, но, если он срабатывает, причину отключения определить сложнее.

Схему монтажа выбирают согласно поставленным задачам и в соответствии с видом сети — однофазной или трёхфазной. Если надо поставить полную защиту от токов утечки в доме или квартире, УЗО ставят на входах силовых линий.

Типы УЗО

УЗО отличаются друг от друга самыми разными характеристиками — от назначения до способа установки. Производители предлагают сотни различных вариантов.

По характеру тока утечки

УЗО по току утечки разделяют на устройства трёх типов — А, В и АС.

Особенности УЗО, реагирующие на разные токи утечки:

• АС. Они могут разрывать электрическую цепь при появлении тока утечек, независимо от того, происходит их нарастание резко или плавно.
• А. Срабатывают как от переменных, так и от пульсирующих постоянных токов. Подобные УЗО подойдут для жилого помещения, так как главными источниками пульсирующих токов служат различные бытовые электроприборы.
• В. Приборы этой разновидности используют в цепях с любым типом тока. 

По типу срабатывания

Все УЗО классифицируют по принципу срабатывания — каким образом происходит разрыв цепи.

УЗО по типу срабатывания бывают:

• Электромеханические. Они срабатывают от токов утечки, приводящих в действие механический узел высокой точности. Такие УЗО дорого стоят, поэтому выпускают их немногие производители.
• Электронные. Эти устройства в разы дешевле электромеханических аналогов. Для них требуется внешнее питание — оно обеспечивает работу их электроники и усилителя.
  Минус — снижение эффективности при появлении перепадов напряжения в сети. Электронные УЗО защищают электрооборудование не от всех, но от многих рисков.

По скорости срабатывания

Скорость срабатывания указывается в маркировке. Литера S относится к УЗО, срабатывающим с задержкой до 0,5 с. Такие устройства — селективные, позволяют создавать защитные системы многоуровневого типа. УЗО с литерой G имеет гораздо меньшую задержку.

Селективные устройства, как правило, монтируют в верхней части каскада, поэтому при наличии утечек они срабатывают первыми. При этом не происходит обесточивания всех защищаемых цепей. Время срабатывания неселективных УЗО — до 0,1 с.

По числу полюсов

В трёхфазных сетях используют УЗО, имеющие 4 полюса. Такие устройства защищают трёхфазные электромоторы, сварку и т. п. В однофазных сетях, практикуемых в жилых помещениях, обычно ставят двухполюсные устройства (нейтраль-линия).

По току утечки

Ток утечки относится к основным параметрам, характеризующим работу УЗО. Граничный барьер — 30 мА. УЗО, срабатывающие при меньшем токе утечки, способны надёжно защитить человека от удара электротоком.

Что надо знать о токах утечки в УЗО:

• Устройства, срабатывающие при токах более 30 мА. Относятся к противопожарным, так как к ним можно подключать большие нагрузки. Однако токи утечки, допустимые ими, опасны для человека. УЗО на 30 мА считаются универсальными, именно они наиболее распространены.
• УЗО противопожарного типа. Первая ступень защиты в распределительном щите. Их обычно ставят на сеть всего дома, но могут применять также на отдельных объектах — мощных и опасных, для защиты от возгорания. Ток утечки таких УЗО составляют 100-300 мА, а бывает и больше.
• УЗО на 10 мА. Как правило, используют во 2-3 ступенях защиты. Они применяются для подключения светильников или для электроприборов, располагаемых в зонах риска, например, в ванных, душевых, бассейнах.
  Но мощные приборы — бойлеры или стиральные машины, запитать через такие УЗО не получится, так как рабочая нагрузка будет ограничена 1,8 кВт.

По рабочему току

От рабочего тока УЗО (максимально допустимой нагрузки) зависит, сколько потребителей, и какой мощности, можно подключить через конкретное устройство. Эта характеристика указывает ток, который долгое время может идти через УЗО, не приводя к его разрушению.

Расчёт производят с учётом характеристик потребителей, которые предполагается к нему подключить. Классификация УЗО по рабочему току:

• 10 А — маломощные устройства;
• 16-32 А — средней мощности;
• от 40 А — мощные.

Другие

Ток отключения и рабочий ток в УЗО связаны между собой — чем выше один параметр, тем больше другой. Расчёт нужного рабочего тока произвести нетрудно. При любых обстоятельствах он должен равняться номинальной мощности автовыключателя или даже превышать её.

Как ещё классифицируются УЗО:

• По возможности регулировки номинальных токов — на регулируемые и нерегулируемые. Первые, в свою очередь подразделяются на приборы с плавной и ступенчатой настройкой.
• По защите от короткого замыкания — на УЗО с защитой от сверхтоков и без неё. Также есть УЗО с защитой от перегрева.
• По способу установки — стационарные и переносные. Первые монтируют в монтажных щитах, вторые — на удлинителях или в разрывах питающих шнуров. Также есть УЗО, устанавливаемые в розетку — такие устройства популярны в США.

Схемы подключения для однофазной сети

О том, что использование мощной бытовой техники требует подключения нескольких защитных устройств, напоминает каждый её производитель. Часто в технической документации к электробытовым приборам указывается, какие именно устройства следует включить в электросеть. Далее несколько вариантов подключения УЗО к однофазной сети.

Общее УЗО для однофазной сети

При таком варианте подключения УЗО устанавливается между общим двухполюсным автоматом и комплексом автоматов, предназначенных для защиты разных линий. Главный плюс такого решения — экономия денег (один прибор обходится дешевле) и места в электрощите.

У этой схемы есть один серьёзный минус. Если произойдёт утечка тока из-за касания фазы металлического прибора, включённого в сеть, УЗО сработает. При этом пропадёт напряжение в системе, и выяснить — почему произошло отключение, будет очень трудно.

Общее УЗО для однофазной сети + счётчик

Главная особенность схемы — обязательная установка устройства для учёта электроэнергии. УЗО при этом подключается к автоматам, но на входе стоит счётчик. Плюс такой схемы такой же, как в предыдущей — экономия денег и места в электрощите. Минус — сложно обнаружить место утечки.

Общее УЗО для однофазной сети + групповые УЗО

Это более сложный вариант предыдущей схемы. На каждом рабочем контуре устанавливается дополнительный прибор — формируется двойная защита от токов утечки.

Способ идеален с позиций безопасности. Если вдруг произойдёт внезапная утечка тока, а УЗО контура освещения по той или иной причине не сработает, в дело вступает общее устройство, которое отключит все линии. Важный плюс схемы — отключение только одного контура в аварийной ситуации.

Чтобы одновременно не сработало два устройства — общее и частное, важно выдерживать селективность — брать в расчёт токовые характеристики во время монтажа.

Отключение всей сети бывает, если УЗО, установленное на одной из линий:

• оказалось бракованным;
• сломалось;
• не соответствует заданной нагрузке.

Минус схемы — дополнительные затраты и загрузка электрощита однотипными приборами.

1-фазная сеть и групповые УЗО

На практике доказано, что отсутствие общего УЗО не является критичным для работы схемы. Такое решение лишает систему дополнительной защиты, но этот недостаток можно устранить, приобретя более дорогое УЗО от ведущего производителя.

Схема похожа на вариант с общим УЗО, но в ней нет защиты для каждой отдельно взятой группы. У такого решения есть важное преимущество — проще определить, что является источником утечки. С позиций экономии, установка нескольких УЗО менее привлекательный — одно общее устройство обходится дешевле.

Подключение УЗО к двухфазной сети

Двухфазное питание считается нестандартным и предполагает подключение трансформатора 127 В в треугольник под потребителей на 220 В, питающихся линейным напряжением.

Подключение УЗО в двухфазную цепь требует отключения обоих проводов, входящих в щит, так как они имеют разные потенциалы. Далее каждую фазу подключают к фазным и нулевым клеммам, соблюдая полярность.

В отличие от однофазной схемы, автоматы после УЗО ставят на каждую линию. Или вместо них ставят один автомат — двухполюсный.

Схемы подключения для 3-фазной сети

Подключение к трёхфазной сети нехарактерно для многоквартирных жилых домов, оно обычно применяется в производственных зданиях и сооружениях, а также в частных домовладениях. Далее варианты включения УЗО в трёхфазную сеть.

Общее УЗО для 3-фазной сети + групповые УЗО

Для электросети 380 В нужен не двухполюсный, а четырёхполюсный УЗО — требуется подключение одной нулевой жилы и трёх фазных. Схема усложняется установкой на каждую линию отдельного УЗО. Это решение не является обязательным, но оно желательно, так как обеспечивает дополнительную защиту от токов утечки.

При подключении УЗО имеет значение вид используемых проводов. Если для однофазной сети подойдёт кабель ВВГ, для трёхфазной нужен более устойчивый к возгоранию кабель ВВГнг.

Общее УЗО для 3-фазной сети + счётчик

Такое решение практически повторяет предыдущую схему, но здесь добавляется счётчик электрической энергии. Группы УЗО включаются в отдельные линии. Из всех рассмотренных схем, эта является самой объёмной. Приходится устанавливать большой электрощит с огромным количеством проводов и устройств.

Есть момент, который относится к каждой из представленных выше схем. Если в квартире имеется несколько контуров и много мощных бытовых электроприборов, требующих оборудование отдельных электролиний, целесообразно ставить общее УЗО и двойную защиту.

Инструкция по установке УЗО

Прежде всего, выберите место для установки устройства. Есть два решения — шкаф либо щит. У первого имеется дверца, которую можно закрыть на замок. Есть также шкафы с отверстиями/окошками — для снятия показания со счётчиков, не раскрывая дверцу.

Щит — металлическая коробка. Крышки у неё нет. Она крепится на такой высоте, чтобы её было удобно обслуживать. УЗО монтируют на специальных DIN-рейках. Причём на каждой может поместиться сразу несколько приборов.

К клеммам, расположенным слева, на входе и выходе подсоединяют нулевой провод, к правым клеммам — фазный провод.

Вариант подключения:

• левая входная клемма N (верх) — от автомата;
• левая выходная N (низ) — к нулевой шине;
• правая входная клемма L (верх) — от автомата;
• правая выходная L (низ) — к группе автоматов.

Пример монтажа вводного УЗО в электрошкаф, в котором уже установлен счётчик и ряд автоматов-выключателей для разных контуров:

1. Установите устройство на DIN-рейку — по правую от автомата сторону. Делается это просто — приложите УЗО к рейке и надавите с небольшим усилием. Должен раздаться щелчок.
2. Подтяните провода, идущие от нулевой шины и автомата. Вставьте их в верхние клеммы и закрутите винты.
3. Аналогичным образом вставьте провода в нижние клеммы и закрутите винты.
4. Протестируйте соединения — сначала включите автомат, потом УЗО, и нажмите клавишу «Тест». После этого прибор должен выключиться.
5. Чтобы удостовериться, что подключение произведено правильно, часто провоцируют ток утечки. Для этого «землю» и «фазу» одновременно поднесите к цоколю лампы — возникает утечка, правильно подключенное УЗО должно немедленно отреагировать.

Видеоинструкция:

УЗО никогда не ставят на входе — только за общим вводным автоматом. Если применяется счётчик, то УЗО оказывается на третьей от входа позиции.

Особенности монтажа

Мощным электроприбором (от 3,5 кВт) настоятельно рекомендуется организовать отдельную линию, оборудованную своей защитой. Более надёжен вариант, при котором включение производится не через розетку, а прямо в электрощит (через защиту). Автоматику лучше брать размыкающую (двухполюсную).

Приведённые выше указания — об отельной линии, не являются обязательными к исполнению. Электрооборудование любого рода можно присоединять к линиям с другими потребителями. Важно, чтобы электропроводка соответствовала их совокупной мощности.

Когда выбивает

У УЗО, включённого в цепь, только одна задача — вовремя обесточить линию. Как только ток попадёт на корпус/конструкцию электроприбора. Он способен уловить отклонения, недоступные автоматическим выключателям. Стоя в паре, УЗО и автомат обеспечивают полноценную защиту — от скачков и утечек.

Причины обесточивания связки автомат-УЗО:

• утечки и короткие замыкания при сверхтоках (повреждение изоляции, старая проводка, пробои ТЭНов и т. п.);
• ложное срабатывание — установлен излишне чувствительный прибор, со слишком низкой границей отключения;
• произошло замыкание на «нуле» или «земле» в розетке;
• неправильная установка или подбор приборов.

Как проверить УЗО за полминуты

Когда монтаж УЗО и автоматов закончен, надо проверить их работу. Для этого нажимают кнопку «тест». Если питание выключается — устройство работает корректно. Подобные проверки рекомендуется производить регулярно, это позволит быть уверенным в работе устройств.

Есть ещё один способ проверки, но его не рекомендуется применять самостоятельно. Электрики, чтобы определить корректность работы схемы, подключают фазу к проводу заземления через резистор — так контролируется утечка тока.

Правила безопасности

Во время выполнения работ по подключению УЗО соблюдают правила, общие для всех электромонтажных работ.

При самостоятельном оборудовании распределительного электрощита:

• не забудьте выключить автомат на входе;
• обращайте внимание на цветовую маркировку проводов;
• не применяйте для заземления металлическую арматуру или трубы;
• если есть возможность, используйте для освещения, розеток, контуров для электробытовых приборов отдельные УЗО;
• все электрические установки в детской комнате рекомендуется объединять в один контур и оборудовать отдельным УЗО;
• между собой провода желательно соединять клеммниками, а к приборам подключать с помощью специальных промаркированных клемм.

Каких ошибок следует избегать

Чтобы схемы с УЗО работали правильно, прежде чем её подключать, перепроверьте технические параметры устройств. Помните, что номинальный ток должен быть такой же как аналогичная характеристика у автомата на входе, или даже больше. Их значения указаны на маркировке.

Специалисты советуют выбирать УЗО на одну ступень выше. Если, например, установлен автомат на 50 А, берите УЗО на 63 А. Если параметры рассчитаны, и автомат с УЗО выбраны правильно, но в монтаже допущена хотя бы одна ошибка, система защиты работать не будет.

На что обратить внимание:

• Неопытные электрики (или просто домашние умельцы) могут перепутать шины — для заземляющего и нулевого проводов они нужны разные, плюс каждому устройству нужна своя шина (если установлено пять УЗО, значит, понадобится пять шин).
• Независимо от схемы подключения УЗО, проводник заземления в ней не участвует, предназначение всех клемм — фазный (нагрузка) или нулевой (нейтраль) провод.
• Важно не перепутать полюса — N и L, они обозначены соответствующими буквами и отличаются по цвету.

При ложном срабатывании, а также при отсутствии реакции прибора на ток утечки, нужно искать причину неполадки среди таких причин:

• в розетке «ноль» соединён с «землёй»;
• после УЗО «фаза» соединена с «землёй»;
• провод N не зажат в соответствующей клемме;
• неправильное подключение двух или более УЗО к электрическим установкам.

На деле ошибок бывает великое множество, так как реализуются самые разные схемы подключения. И чем больше устройств задействовано в электрощите, тем более внимательным следует быть во время подключения.

УЗО — важный коммутационный прибор, который эффективно защищает человека от поражения током, а сети от перегрузок, часто приводящих к пожарам. Если вы решите устанавливать УЗО самостоятельно, следует внимательно изучить схему подключения и соблюдать правила безопасности, любые нарушения могут стать причиной поражения электрическим током.