Подключение автоматов в щитке: как правильно подключить УЗО

Версии защиты для однофазной сети

О комплекте защитных приборов постоянно напоминают производители мощной домашней техники. Зачастую уже в сопроводительной документации к стиральной или посудомоечной машине, электроплите указано, какие дополнительные устройства необходимо установить.

Если учесть количество контуров, направленных на обслуживание розеток и мощной техники, можно с уверенностью утверждать, что проектов монтажа устройств защиты бесконечно много. Ниже рассмотрим базовые варианты, которые встречаются чаще всего, на их основе возможно построение модернизированной электросхемы, заточенной под конкретные условия.

Простая схема подключения общего УЗО на вводе однофазной сети квартиры или коттеджа

В этом проекте используют одно устройство защитного отключения. Его ставят на вводе после двухполюсного автомата перед отводящими выключателями. Здесь аппарат контролирует утечку тока во всей сети. Основной недостаток: определить линию, в которой произошла утечка довольно сложно. Зато все дешево и сердито.

uzo-6.jpg

Проект со счетчиком и общим устройством защитного отключения на вводе

Схема практически повторяет предыдущую, единственное отличие – установка прибора учета электроэнергии, что по нынешним временам обязательное условие. Что касается плюсов и минусов проекта, то они копируют прежний вариант: та же экономичность, но сложности с определением линии утечки.

uzo-11.jpg

Схема подключения в квартире общего УЗО на вводе и автоматов с групповыми УЗО на отводящих линиях

В таком решении устройства защитного отключения используются не только на вводе, но и на каждой отходящей цепи. Здесь важно соблюдать селективность, иначе во время утечки одновременно отключатся и групповое устройство, и вводное. Поэтому на ввод чаще всего ставят аппарат на 100мА, а на линии по 30мА.

К особенностям этой схемы подключения УЗО в распределительном щитке можно отнести два фактора, которые противоположны друг другу:

  1. Положительный аспект – при утечке отключается только аварийная цепь, остальные будут функционировать в штатном режиме.
  2. Отрицательный момент – дороговизна и большой объем работ.

Электросхема подсоединения групповых УЗО на отводящих цепях

Схема собрана по аналогии с предыдущей, единственное отличие – отсутствие общего УЗО на вводе. По мнению некоторых его установка – лишняя трата средств, потому что все линии уже ограждены от утечек групповой защитой. Так что решение о дополнительных тратах за вами.

Намерение поставить групповую защиту только на отходящие цепи уже можно поприветствовать. Большинство домовладельцев вообще ее не ставят, так же как и защиту от атмосферных перенапряжений и заземление.

Немного теории

Из курса физики известно, что существует зависимость между электрической мощностью, силой тока и напряжением в электрической сети. В упрощённом виде эта зависимость выражается следующей формулой для однофазной сети:

W = I x V (1)

где            W – мощность тока в ваттах (Вт);

I – сила тока в амперах (А);

V – напряжение в вольтах (В).

В данном случае нас будет интересовать сила тока, поскольку по этому параметру часто подбирается автомат защиты электросети и характеристики электропроводки. Для удобства преобразуем вышеприведённую формулу в выражение:

I = W / V (2)

В качестве примера рассчитаем силу тока для нагрузки, которую дают на электросеть упомянутые выше энергоёмкие потребители. Их суммарная мощность составит порядка 6 кВт, и при напряжении 220 В мы получим силу тока в цепи:

I = 6000 Вт / 220 В = 27,3 А

Для трёхфазной схемы подключения формула (2) примет следующий вид:

I = W / 1,73V (3)

Это изменение вызвано тем обстоятельством, что при равной нагрузке и равномерном распределении мощности по фазам ток в трёхфазной сети будет втрое меньше. Таким образом, при той же суммарной мощности в 6 кВт, но при напряжении 380 В, сила тока в цепи будет равна:

I = 6000 Вт / (1,73 х 380 В) =  9,1 А

Получив данный показатель, можно приступать к подбору автоматического выключателя, обеспечивающего защиту сети от перегрузки.

Виды УЗО

Устройства защиты от утечек тока, известные под аббревиатурами УЗО, АДЗ, ВДТ, АВДТ, несут основную функцию — оградить живые организмы от электротравм, а также предупредить паразитные диэлектрические потери, способные привести к возгоранию. Весь спектр приборов, описанных в этом обзоре, имеет отличия по принципу действия, назначению, чувствительности, роду тока в контролируемой цепи, способности выдерживать нагрузку, а также по ряду прочих факторов. Чтобы иметь чёткое и ясное представление о возможностях того или иного прибора, следует понимать специфику его работы.

Принцип работы электромеханического УЗОПринцип работы электромеханического УЗО

Электронные УЗО имеют иной принцип действия, их работа основана на полупроводниковых приборах. Первым звеном электронной схемы выступает делитель тока, задача которого — преобразовать действующую на основных контактах устройства нагрузку к такой, которая допустима при работе полупроводниковых элементов. Пропорциональный, но меньший по величине ток приходит на компаратор (сравнивающее полупроводниковое устройство), который при существенной разнице на входах формирует выходной сигнал, приводящий в действие устройство размыкания основной цепи.

Cхема электронного УЗОCхема электронного УЗО: А — компаратор; К — реле; Т — кнопка «Тест»; R — резистор

Практическая разница устройств защитного отключения электронного и электромеханического действия заключается в следующем:

  1. Электромеханические УЗО могут ложно срабатывать при высоких составляющих реактивной и индуктивной нагрузок. Другими словами, запаздывание или опережение кривой тока в одной обмотке относительно другой порождают наводки на управляющий контур.
  2. Электронные УЗО не имеют достаточно высокой точности из-за погрешностей номиналов, свойственных для всех радиоэлектронных компонентов. Также на эффективность работы электронных УЗО оказывает существенное влияние значение напряжения, действующее в контролируемой цепи.

Слева: электромеханическое УЗО. Справа: электронное УЗО

По назначению УЗО принято классифицировать на устройства защиты от поражения электрическим током и приборы, защищающие от пожароопасных утечек тока через изоляцию. Помимо незначительных отличий в устройстве, эти приборы попросту имеют разные номиналы дифференциальных токов, на которые срабатывает защитный механизм.

Противопожарное УЗО типа S (селективное)

Нагрузочная способность УЗО свидетельствует в первую очередь о проводимости элементов основной контактной группы. Также имеются отличия в:

  1. Массивности магнитного сердечника, способного выдерживать нагрев при взаимной компенсации индукционных воздействий.
  2. Классе мощности радиоэлектронных компонентов.

В разряде прочих функций УЗО наиболее примечательна возможность отключать цепь питания при превышении действующего тока. По сути такие УЗО, называемые дифференциальными автоматическими выключателями, совмещают в себе силовой автомат и устройство защиты от утечек тока.

Дифференциальный автомат

Принцип работы и типы автоматов

harakteristika_ustroystva.jpgДля защиты проводов применяется автоматический выключатель, а для защиты от поражения электрическим током — устройство защитного отключения (УЗО). В качестве вводного автомата УЗО не применяется, а вместо него используется дифференциальный автомат — устройство, объединяющее в себе функции обычного автоматического выключателя и УЗО. Применение вводного автомата в квартире позволит обесточить всю электросеть при возникновении аварийного режима автоматически или одним нажатием вручную.

Вводной автоматический выключатель может быть разного типа. Для того чтобы правильно выбрать какой тип и вид нужен для защиты линии в квартире или частном доме, потребуется понимать принцип его работы и знать основные характеристики. Характер работы вводного устройства заключается в автоматическом одновременном разрыве как фазовых, так и нулевых проводов при возникновении аварийной ситуации на линии электросети. Устанавливается он последовательно электрической цепи в после подключения электросчётчика.

Это обусловлено тем, что вся линия до счётчика, как и он сам, принадлежит энергоснабжающей компании, и любого вида вмешательство в неё запрещены. Вводные автоматы до счётчика ставятся, в первую очередь, энергопоставляющими компаниями для того, чтобы ограничить потребление электроэнергии пользователями. Их опечатывают так же, как и счётчик.

Автоматический выключатель

Работа устройства основана на способности разрывать электрическую цепь при достижении пропускаемой через него мощности критической величины. В качестве основных элементов конструкции выделяют:

  • соленоид;
  • биметаллическую пластину.

moschnost_avtomata.jpgЭлементы конструкции подключены последовательно и составляют блок расцепителя. Ток, проходя через катушку соленоида, попадает на пластинку, а далее на выходные клеммы. Пластинка изготавливается из металлов с различным тепловым сопротивлением, и при нагреве изгибается.

Увеличение потребляемой мощности цепи в случае возникновения неисправностей электроприборов или при подключении особо мощного устройства приводит к её нагреву. Пластина изгибается и разрывает контакт. Величина тока, при котором разрывается контакт, настраивается в заводских условиях. В режиме короткого замыкания сила тока возрастает стремительно, в катушке соленоида возникает мощное магнитное поле, благодаря которому сердечник втягивается внутрь соленоида, разрывая контакт.

Дифференциальный выключатель

Объединяет функции автоматического выключателя и УЗО. Дополнительно к расцепителю в его конструкции устанавливается трансформатор тороидального типа. Работа устройства основана на способности электродвижущей силы (ЭДС) наводить ток в проводнике. При прохождении тока по обмоткам трансформатора в каждой из них появляется магнитный поток. Он равен по величине, но разный по направлению, поэтому результирующая сила в сердечнике равна нулю.

При утечках тока равенство в магнитных потоках нарушается. Во вторичной обмотке возникает ЭДС, появляется ток. Контакты вторичной обмотки трансформатора подключены к управляющим выводам реле. При появлении напряжения происходит срабатывание реле и электрическая цепь разрывается.

Способы подключения в частном доме и квартире

Решив поставить УЗО в своей квартире и доме, в первую очередь, надо правильно выбрать его параметры. Прежде всего, обращайте внимания на токовую нагрузку, и для каких целей выбран прибор.

Если есть необходимость защиты только одного прибора, например стиральной машины или бойлера, то можно ограничиться номинальным током прибора с небольшим запасом.

В случае установки прибора на всю квартиру или дом, надо просуммировать величину всех нагрузок, и выбрать подходящее значение. Второй величиной будет дифференциальный ток, при достижении которого, будет срабатывать защита. После сделанного выбора, остается одно – правильно подключить УЗО.

Подключение по линии фазы:

podkluchenie-uzo-bez-zazemlenia.jpg

Как видно по рисунку, УЗО установлено после входного автомата и счетчика электроэнергии. После, УЗО фазный провод идет на автоматические выключатели, контролирующие разные группы нагрузки. Далее, после выключателей, он разводится к осветительным приборам и розеткам.

По линии нейтрали, провод идет на клеммную колодку, после нее, он разводится к устройствам потребителям.

Данная схема не имеет нулевой шины, что характерно для старых квартир и домов. В таких случаях, лучше может подойти схема с применением нескольких УЗО для защиты отдельных потребителей.

Подключение к однофазной сети однополюсных и четырехполюсных УЗО

chetyrehpolyusnyj-uzo-odnofaznaya-set.jpgЧетырехполюсный УЗО в однофазной сети

Фактически, принцип подключения однополюсного УЗО показан в приведенной выше схеме. Является самым распространенным для однофазной цепи. Используя её как пример, можно спокойно делать установку у себя в квартире или загородном доме.

Главное, не попутать местами подключения фазного и нулевого проводов. Обычно, для входящего фазного провода, используется на корпусе обозначение 1, для исходящего фазного провода обозначение 2. Для обозначения нулевого провода используют обозначение N.

Применения четырехполюсного УЗО в однофазной цепи, в большинстве случаев нерентабельно. Его можно использовать в качестве временной замены, или в случае, когда ожидается скорая модернизация на трехфазную сеть.

Далее, по аналогии с однополюсным подключением. Нулевой провод подключаем к клемме с обозначением N. Фазу желательно подключить к клемме в цепь, которой включена кнопка Тест. В большинстве случаев, она расположена рядом с нулевой цепью. Желательно, не реже раза в месяц проводить проверку с помощью кнопки.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий