Как правильно подключить устройство защитного отключения (узо)? схема. Узо, назначение, нормативы, выбор, установка Нужно ли ставить узо

Прежде чем ответить на вопрос «Какое устанавливать УЗО на вводе в квартиру?» давайте разберёмся зачем вообще устанавливать УЗО.

УЗО устанавливают:

В целях электробезопасности — для защиты от поражения электрическим током при прямом или косвенном прикосновении;
В целях защиты от пожара при возникновении утечки на корпус электрооборудования или на землю.

Принцип действия УЗО

Принцип действия УЗО основан на измерении разности токов в фазном (фазных) проводниках и нулевом рабочем проводнике. В нормальном режиме работы векторная сумма токов равна нулю. При появлении утечки ток фазе отличается от тока в нулевом рабочем проводнике на величину тока утечки. Индуцируемый в катушке ток приводит в действие сердечник катушки, который разрывает цепь питания.

Требования к применению УЗО

Требования к применению УЗО в целях электробезопасности регламентируются ПУЭ, главы 1.7, 6.1, 7.1. Ток срабатывания УЗО, устанавливаемого в целях электробезопасности, не должен превышать 30 мА (используют УЗО с током отключения 10 мА и 30 мА).

Номинал УЗО по току срабатывания выбирают в соответствии с требованиями п.7.1.83 ПУЭ. Суммарный ток утечки сети в нормальном режиме не должен превышать 1/3 номинального тока УЗО. Так как данные о токах утечки отсутствуют, то ведут в соответствии с требованиями данного пункта. При расчете принимают ток утечки электроприемника 0,4 мА на каждый 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети - 10 мкА на каждый метр длины кабеля.

Требования к установке УЗО в целях защиты от пожара регламентируются следующими документами:

ПУЭ, п.7.1.84 «Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА» ;
Федеральный закон от 22 июля 2008 г. N 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Статья 82, часть 4 «Линии электроснабжения помещений зданий и сооружений должны иметь устройства защитного отключения, предотвращающие возникновение пожара. Правила установки и параметры устройств защитного отключения должны учитывать требования пожарной безопасности, установленные в соответствии с настоящим Федеральным законом» .

В соответствии с этими требованиями на вводе в квартиру устанавливают УЗО с током срабатывания 100 мА или 300 мА. Такое УЗО называют противопожарным.

Если расчет показывает, что квартирного щита не превышает 10 мА, то можно сэкономить и на вводе в квартиру можно установить УЗО с током срабатывания 30 мА. Данное УЗО будет выполнять роль «противопожарного» УЗО и УЗО, используемого в целях электробезопасности.

В противном случае, на вводе в квартиру устанавливают «противопожарное» УЗО с током срабатывания 100 мА или 300 мА, а на отходящих линиях (где требуется установка УЗО в целях электробезопасности) — УЗО с током срабатывания 10 мА или 30 мА.

Если в вашей квартире имеется большое количество бытовой техники, тогда вам в обязательном порядке следует установить такой аппарат, как УЗО. Иначе вся бытовая техника будет находиться под большой угрозой. В статье мы рассмотрим как правильно подключить подобное устройство и автомат в квартире и частном доме, продемонстрируем схемы, фото и видео инструкции.

Зачем нужен

Монтаж таких устройств необходим по нескольким причинам. Главным образом, он был разработан для защиты. Отчего? Во-первых, УЗО защищает людей от поражения их током, особенно в тех случаях, когда в электроустановке существуют неисправности. Во-вторых, устройство срабатывает и отключает ток по причине случайного или ошибочного соприкосновения с токоведущими частями электроустановки, на случай когда происходит утечка тока. И, в-третьих, предотвращается воспламенение электропроводки в случае замыкания. Как видно из перечисленного, этот автомат на самом деле выполняет важнейшую функцию.

Сегодня можно встретить дифференциальные автоматы, особенность которых заключается в объединении автоматического выключателя и УЗО. Их преимущество заключается в том, что в щитке они занимают меньше места. Во всех случаях при подключении все контактные соединения должны подводиться к нему не снизу, а только сверху. Одна из причин заключается в более эстетичном виде. Но существует куда более весомая причина. Дело в том, что УЗО способен снижать коэффициент полезного действия работы всех бытовых предметов. Более того, при ремонтных работах электрик не запутается, и ему не придется изучать сложные, запутанные схемы. Итак, теперь пришло время рассмотреть варианты подключения.

Методы подключения

Известны четыре варианта подключения:

Подключение двухполюсного к однофазной сети.
Подключение четырехполюсного к трехфазной сети с применением нейтрали.
Подключение четырехполюсного к трехфазной сети без использования нейтрали.
Подключение четырехполюсного в однофазной сети.

Рассмотрим каждый случай в отдельности.

Подключение двухполюсного УЗО к однофазной сети

Среди всех перечисленных методов подключения, это, пожалуй, самая распространенная схема. При ее подключении отсутствуют сложные обороты. Более того, такой прибор можно подключить и самостоятельно. Для этого на корпусе или в паспорте необходимо узнать, где именно на автомате располагается нейтраль или ноль, а также фаза. Как правило, на автомате указаны такие знаки 1,2 и N. 1 - подразумевает приходящий фазный проводник, 2 - исходящий фазный проводник и N обозначает ноль или нейтраль.

Одно из главных условий подключения такого УЗО заключается в том, что он устанавливается во всех случаях после автоматического выключателя! Такое требование позволяет защищать электросчетчик от увеличения тока.

Бывали случаи, когда устройство выходил из строя. Почему? Все дело в том, что через него прошел ток, превышающий его номинальный рабочий ток. Чтобы такого не было в вашем случае, покупайте прибор с как можно с большим номинальным рабочим током. Более того, при подключении важно соблюдать правильную последовательность. Иначе в процессе его эксплуатации могут возникнуть проблемы. Например, если при подключении перепутать клеммы ноль с фазой, то прибор сразу выйдет из строя.

Подключение четырехполюсного УЗО к трехфазной сети с применением нейтрали

Такой метод подключения также достаточно распространен. Принцип его подключения практически ничем не отличается от однофазной сети. Только в этом случае монтируется четырехполюсной УЗО. В нем имеется четыре приходящих провода, которые на автомате обозначаются так А, В, С и ноль (N). Как правило, схема подключения указана на корпусе автомата. Единственное отличие может заключаться в том, что на четырехполюсном приборе ноль может находиться с другой стороны. Самое главное, правильно подключить выходы и входы.

Такие УЗО используются для защиты от пожара электропроводки на большие токи утечки. Если использовать его для защиты от поражения током человека, то рекомендуется использовать точку утечки, которая равняется от 10 до 30 мА.

Для самой же защиты устройства непосредственно перед ним монтируется автоматический выключатель.

Подключать однофазные сети лучше всего посредством нулевой шинки, которая монтируется непосредственно в щитке на DIN-рейку.

Также при подключении крайне важно соблюдать цветовую маркировку провода, а также подключение нулевого и фазного проводника.

Подключение четырехполюсного УЗО к трехфазной сети без использования нейтрали

Данную схему используют в большинстве случаев для подключения трехфазных электродвигателей. Автомат отключит его от сети, как только возникнет небольшое замыкание обмоток. Для подключения трехфазного двигателя необходимо три фазы питающего напряжения, а именно А, В и С. Также потребуется защитный проводник РЕ, который будет служить в качестве заземления корпуса. В результате нет смысла приобретать пяти жильный провод, а достаточно будет четыре жилы.

Подключение четырехполюсного УЗО в однофазной сети

Это использование можно смело назвать нерациональным и целесообразным. Однако в некоторых случаях это единственное верное решение. Например, если в будущем вы планируете расширить электропроводку, переведя ее на трехфазную сеть или добавить несколько однофазных сетей. Более того, такую схему используют в случаях временного использования аварийной замены неисправного двухполюсного УЗО. Подключение проходит достаточно просто. Для этого ноль и фаза подключается к соответствующей клемме. При этом подключение фазного проводника на клемму выполняется только в том случае, если подключена в данный момент кнопка «Тест». Такая клемма располагается рядом с нулевой.

Подключение в квартире и в частном доме

Схема подключения в квартире выполняется только по однофазной сети. По этой причине подключение выполняется в следующем порядке:

Вводной автомат.
Электросчетчик.
УЗО 30 мА.

Если у вас в квартире присутствуют силовые потребители электроэнергии, например, стиральная машинка или электропечь, тогда рекомендуется подключаться защитное устройство УЗО дополнительно.

Что касается подключения автомата в частном доме, то последовательность подключения следующая:

Вводной автомат.
Электросчетчик.
Автомат от 100 до 300 мА, выбор осуществляется в зависимости от количества потребляемого тока всей бытовой техники.
Автомат для индивидуального потребления тока. Как правило, используется от 10 до 30 мА.

Итак, мы рассмотрели с вами некоторые особенности и отличия подключения УЗО в тех или иных обстоятельствах. Самое главное, помните о том, что если у вас нет и вовсе представления о данной системе, то лучше не экспериментируйте.

Видео

Несколько слов о типичных ошибках при подключении УЗО:

Схемы

Чтобы правильно установить УЗО, предлагаем вам ознакомиться с некоторыми схемами его подключения:

Для того чтобы защитить электрическую сеть дома или квартиры, применяются автоматические выключатели или плавкие предохранители. Эти элементы позволяют избежать возгорания, во время короткого замыкания, но совершенно не способны защитить от удара электрическим током. Изделие для защитного отключения электричества, принцип работы которого направлен на предотвращение утечки тока на корпус устройства, позволяет мгновенно обесточить всю домашнюю сеть, если фазный ток оказался за пределами «разрешённого» участка проводника.

Применение УЗО позволяет защитить не только домашнюю электросеть, но и мощные трёхфазные установки на производстве. Для чего устанавливать такие электротехнические изделия и как это делать правильно, будет подробно рассказано далее.

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.

Если квартира подключена к общему заземлению, то произойдёт автоматическое отключение электричества в момент, когда произойдёт «пробой» на корпус.

Для чего нужно УЗО в квартире, теперь понятно, но для чего использовать данное устройство для частного домовладения?

УЗО в частном доме

Многие частные застройщики не понимают, для чего нужно УЗО в доме, ведь такой объект можно без труда оборудовать качественным заземлением, которое обеспечит «утилизацию» опасного напряжения с корпуса любого электроприбора. Так для чего же нужно устройство защитного отключения в частном доме?

Подключение качественного заземляющего проводника, позволяет предохранить человека от тяжёлых электротравм при прикосновении к корпусу, на который произошла утечка, но в этом случае отключение тока не происходит, а между «землёй» и фазой, в самом устройстве, может образоваться электрическая дуга, которая часто является причиной возникновения пожара.

Чтобы обезопасить внутренние проводники от такого эффекта, необходимо все приборы, оснащённые заземляющим проводом отключать из розетки после использования из, либо нужно ставить УЗО в цепь электрического прибора. Далее пойдёт речь о том для чего устанавливать защитное устройство в ванной комнате.

УЗО в ванной комнате

В ванной комнате также следует установить прибор для защиты от поражения электрическим током. Даже если ванная комната находится в квартире или доме, не оснащённом заземлением, прибор всё равно отключит подачу электричества в момент утечки. Так для чего же нужно устанавливать защитное устройство в ванной?

Чтобы максимально повысить эффективность такого предохранительного механизма, следует выбрать модель, чувствительность которого составляет не более 30 мА. Если в ванной комнате не подключаются мощные приборы, то идеальным вариантом для помещения с повышенной влажностью, будет установка защитного изделия с током утечки 10 мА. Такие устройства будут стоить значительно дороже, но их применение позволит максимально обезопасить людей от воздействия электричества. Для чего нужно несложно понять, но для чего устанавливать защиту на осветительные приборы?

УЗО для освещения

УЗО на освещение также нужно устанавливать по всем правилам. Для чего это нужно сделать, будет рассказано далее. Даже в том случае, когда фазный провод был пущен через выключатель, нужно устанавливать защитное изделие на всю цепь осветительного прибора, ведь экстренное отключение электричества может понадобиться, при нестандартной работе светильника.

Например, может оторваться тяжёлая люстра и вместе с включёнными лампочками упасть на людей. В этот момент гарантированно произойдёт отключение электричества при его утечке. Предохранит изделие от поражения электрическим током и в сырых помещениях с низким потолком.

Например, в сыром подвале обязательно нужно установить прибор, который отключит подачу электрического тока к осветительному элементу в момент,
когда человек дотронется до влажной изоляции проводника или патрона лампы.

Также нужно оборудовать защитным устройством все уличные светильники, ведь эксплуатация таких изделий происходит в очень неблагоприятных условиях жары, повышенной влажности или низких температур, в зимнее время. Несмотря на повышенную защиту светильников для улицы от влаги, со временем от механического повреждения, либо по другим причинам, может значительно истончаться изоляционный слой, и металлическая поверхность
осветительного прибора, будет находиться под опасным для жизни напряжением.

Для чего устанавливать защитный механизм для освещения понятно, но для чего УЗО для трёхфазной сети, если его функция может быть заменена мощными автоматические выключатели?

УЗО для трёхфазной сети

Всё оборудование работающее от трёхфазной сети также нужно подключить к системе защитного отключения электроэнергии. Величина тока утечки в таких сетях бывает слишком высокой, поэтому данные изделия не защищают человека от удара электричества, но позволяют отключить потребителей электроэнергии при возникновении пробоя фазы на «массу» устройства. Таким образом удаётся полностью исключить вероятность появления опасного электрического потенциала на корпусе прибора. Данная схема подключения может быть подключена только при наличии защитного заземления в проводке дома или квартиры.

Для чего устанавливать УЗО подробно описано выше, но где лучше всего разместить данное устройство?

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.

Устройство защитного отключения (УЗО) – отключит электричество, если вы коснетесь рукой оголенного провода, если изоляция кабеля начнет «пробивать». Но оно совершенно не защитит проводку от короткого замыкания или перегрузки для этого нужен автоматический выключатель (автомат). Дифавтомат объединяет в себе функции узо и автомата. Что выбирать, узо + автомат или дифавтомат и как их отличить?

Как отличить УЗО от дифавтомата

Прямое указание производителя. Иногда прямо на корпусе пишется «Дифавтомат» или «УЗО»
Надпись дифавтомат Надпись УЗО
Маркировка. Если присутствует маркировка на русском языке, например у производителей IEK и EKF, то буквы «ВД» (выключатель дифференциальный) говорят о том, что перед вами УЗО, а буквы «АВДТ» (автоматический выключатель дифференциального тока) или «АД» (автомат дифференциальный) – дифавтомат.
Буквы АВДТ, значит дифавтомат ВД — значит УЗО
Сила тока. На лицевой части корпуса самые большие цифры показывают номинальный ток. Если перед этими цифрами нет букв, то перед вами УЗО. Буквы «А», «В», «С» и «D» перед силой тока указывают на тип теплового и электромагнитного расцепителя, значит перед вами дифавтомат.
Схема. УЗО и дифавтомат на корпусе иногда имеют схему. В бо́льшей части они похожи, но в дифавтомате дополнительно находится тепловой и электромагнитный расцепитель.
Схема на дифавтомате
Схема УЗО

Подключение

В распределительном щитке УЗО подключается вместе с однолинейным автоматическим выключателем (автоматом) по предложенной схеме:

Схема подключения УЗО и автомата в щитке

В такой схеме, в случае утечки электричества (например если пробила изоляция в стиральной машине) срабатывает УЗО, а если случается короткое замыкание или перегрузка, срабатывает автомат. Несколько преимуществ такого подключения:

Отдельное устройство всегда выполняет функции лучше, чем комбинированное, следовательно связка УЗО + автомат всегда будет надежнее работать, чем дифавтомат.
К одному УЗО можно подключить несколько автоматических выключателей. Например по этой схеме: В ней каждый из автоматов сработает при коротком замыкании или перегрузе, а УЗО сработает, если в сети появилась утечка.
При срабатывании видно, что стало причиной отключения – перегруз/короткое или утечка. Соответственно, найти причину неисправности становится гораздо легче.

Дифавтомат содержит в одном корпусе автомат и УЗО. В связи с этим у него только одно достоинство – он занимает меньше места в щитке, да и то, только в случае, если вы решитесь подключить всю комнату на один автомат.

Что лучше УЗО + автомат или дифавтомат, посмотрим на схеме

Рассмотрим типичную задачу для подключения в квартире. Подключение кухни:

Контур розеток;
Контур освещения;
Проточный водонагреватель;
Электроварочная панель;
Электродуховка;
Кондиционер.

Под каждый из этих контуров в щитке необходимо оборудовать отдельный автомат. Также обязательно защитить кухню от утечек, т.к. это комната, в которой используется вода и существует вероятность затопления сверху.

Подсчитаем места, занятые на DIN-рейке в варианте использования УЗО + автоматы:

УЗО с автоматами

А теперь решим ту же задачу с использованием дифференциальных автоматов:

Дифавтоматы на рейке

Как видно из схемы, на самом деле дифавтомат в реальных условиях занимает места больше, чем УЗО + автомат.

Стоимость

Давайте подсчитаем, сколько денег придется потратить на приведенные выше схемы. Для удобства используем стоимость оборудования от ABB:

Подсчет стоимости оборудования УЗО+автоматы

Теперь такие же подсчеты сделаем для использования дифавтоматов:

Подсчет стоимости дифавтоматов

Получается, что использовать дифавтоматы в три раза дороже, чем связку УЗО + автоматы.

Замена

Какой бы ни была надежной техника – со временем она ломается. В случае с УЗО, автоматами и дифавтоматами – ремонтировать сами устройства нет смысла – их меняют целиком. В случае поломки автомата, стоимость замены будет 2.15$ + услуги электрика.

Внутри корпуса дифавтомата находится такой же электромагнитный и температурный автомат. В пределах одного производителя качество деталей идентичное, следовательно вероятность поломки автоматического выключателя за 2.15$ такая же, как и дифавтомата за 31$. Следовательно, преимущество, опять же, за связкой УЗО + автомат.

Что выбрать, УЗО или дифференциальный автомат?

Получается, что дифавтомат имеет два преимущества перед связкой УЗО + автомат:

Дешевле;
Экономит место на DIN-рейке;

Но эти преимущества проявляются только при формировании простой схемы, где используется только один выключатель в щитке. Что случается очень редко. В остальных случаях использовать связку автомат + УЗО лучше дифференциального автомата.

Видео. Преимущества УЗО и дифавтоматов.

В ролике наглядно показаны отличия подключения УЗО+автомат и дифавтомата, рассказаны плюсы и минусы обоих решений.

Подключение УЗО (устройства защитного отключения) – общепринятая в мировой практике мера повышения электробезопасности потребителей. Счет спасенных УЗО человеческих жизней идет на миллионы, а применение УЗО в сетях энергоснабжения многоквартирных и частных жилых домов, жилых массивов и промышленных объектов предотвращает миллиардный ущерб от пожаров и аварий.

Но правило Галена: «Все есть яд и все есть лекарство» справедливо не только в медицине . Внешне несложное, УЗО при бездумном или безалаберном применении может не только ничего не предотвратить, но и стать источником неприятностей. По аналогии: кто-то построил Кижи одним топором, кто-то может им же кой-какой шалашик соорудить, а кому-то топор и в руки давать нельзя, отрубит себе что-нибудь. Так что давайте познакомимся с УЗО поосновательнее.

Прежде всего

Любой серьезный разговор об электричестве обязательно коснется правил электробезопасности, и не зря. Электрический ток не несет видимых признаков опасности, действие его на человеческий организм развивается мгновенно, а последствия могут быть длительными и тяжелыми.

Но в данном случае речь пойдет не об общих правилах производства электромонтажных работ, которые и так хорошо известны, а о другом: УЗО в старую советскую систему электроснабжения TN-C, в которой защитный проводник объединен с нейтралью, вписывается очень плохо. Долго было неясно, вписывается ли вообще.

Все издания ПУЭ однозначно требуют: в цепях защитных проводников запрещается установка коммутирующих устройств. Формулировка и нумерация пунктов менялись от редакции к редакции, но суть понятна, как говорится, и птице марабу. Но как быть с рекомендациями к применению устройств защитного отключения? Они – коммутирующие устройства, и в то же время включаются в разрыв как фазы, так и НУЛЯ, который одновременно и защитный проводник?

Наконец, в (ПУЭ-7А; Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7 издание, с дополнениями и изменениями, М. 2012) п. 7.1.80 все-таки поставил точки над i: «Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C)». Вызвано такое ужесточение, вопреки прежним рекомендациям, зафиксированными случаями электротравматизма ПРИ СРАБАТЫВАНИИ УЗО.

Поясним на примере: Хозяйка за стиркой, в машине пробило на корпус ТЭН, как показано на рисунке желтой стрелкой. Поскольку 220 В ток распределяет по всей длине ТЭНа, на корпусе окажется что-то около 50 В.

Тут вступает в силу следующий фактор: электрическое сопротивление человеческого тела, как и любого ионного проводника, зависит от приложенного напряжения. С его увеличением сопротивление человека падает, и наоборот. Скажем, в ПТБ приводится абсолютно обоснованная расчетная величина в 1000 Ом (1 кОм), при потной распаренной коже или в состоянии опьянения. Но тогда при 12 В ток должен быть 12 мА, а это больше неотпускающего (судорожного) тока в 10 мА. Кого-то когда-то било 12 В? Даже вдрызг пьяного в джакузи с морской водой? Наоборот, по тем же ПТБ 12 В – абсолютно безопасное напряжение.

При 50-60 В на мокрую распаренную кожу ток не превысит 7-8 мА. Это сильный, болезненный удар, но ток меньше судорожного. Возможно, понадобится лечение от последствий, но до реанимации с дефибрилляцией дело не дойдет.

А теперь «защитимся» УЗО, не понимая сути дела. Его контакты размыкаются не мгновенно, а в течение 0,02 с (20 мс), и не абсолютно синхронно. С вероятностью в 0,5 первым разомкнется НУЛЕВОЙ контакт. Тогда, образно говоря, потенциальный резевуар ТЭНа со скоростью света (буквально) наполнится до 220 В по всей его длине, и на корпусе окажется 220 В, а ток через тело пройдет 220 мА (красная стрелка на рисунке). Менее чем на 20 мс, но 220 мА – это два с лишним мгновенно убивающих значения в 100 мА.

Так что же, в старых домах УЗО ставить нельзя? Все-таки можно, но осторожно, с полным пониманием дела. Нужно правильно выбрать УЗО и правильно его подключить. Как? Об этом будет рассказано далее в соответствующих разделах.

УЗО – что и как

УЗО в электрике появились одновременно с первыми ЛЭП в виде релейной защиты. Назначение всех УЗО остается неизменным по сей день: отключать подачу электроэнергии при возникновении аварийной ситуации. Как индикатор аварии в подавляющем большинстве УЗО (и во всех бытовых УЗО) используется ток утечки – при его повышении сверх заданного предела УЗО срабатывает и размыкает цепь электропитания.

Затем УЗО начали применять для защиты от пробоя и возгорания отдельных электроустановок. До поры, до времени, УЗО оставались «противопожарными», они реагировали на ток, исключающий зажигание дуги между проводами, менее 1 А. «Пожарные» УЗО выпускаются и применяются по сей день.

Видео: что такое УЗО?

УЗО-Е (емкостные)

С развитием полупроводниковой электроники начались попытки создать УЗО бытовые, предназначенные для защиты человека от поражения электротоком. Они работали по принципу емкостного реле, реагирующего на реактивный (емкостный) ток смещения; при этом человек работает как антенна. На том же принципе построен всем известный индикатор-фазоуказатель с неонкой.

УЗО-Е обладают исключительно высокой чувствительностью (доли мкА), могут быть выполнены практически мгновенно срабатывающими и абсолютно равнодушны к заземлению: ребенок, стоящий на изолирующем полу и дотянувшийся пальчиком до фазы в розетке, ничего не ощутит, а УЗО-Е его «почует» и отключит напряжение, пока он не уберет палец.

Но УЗО-Е имеют принципиальный недостаток: в них поток электронов тока утечки (ток проводимости) есть следствие возникновения электромагнитного поля, а не его причина, поэтому они крайне чувствительны к помехам. Нет теоретической возможности «научить» УЗО-Е отличать маленького шелапута, расковырявшего «интересную штучку», от заискрившего на улице трамвая. Поэтому УЗО-Е применяются лишь изредка для защиты спецоборудования, совмещая прямые свои обязанности с индикацией прикосновения.

УЗО-Д (дифференциальные)

«Вывернув» УЗО-Е «наоборот», удалось найти принцип работы УЗО «умного»: нужно идти непосредственно от первичного потока электронов, а утечку определять по разбалансу (разнице) полных токов в СИЛОВЫХ проводниках. Если от потребителя оттекает ровно столько же, сколько к нему ушло, все в порядке. Если пошел разбаланс – где-то течет, нужно отключать.

Разница по-латыни differentia, по-английски difference, поэтому такие УЗО назвали дифференциальными, УЗО-Д. В однофазной сети достаточно сравнить величины (модули) токов в фазном проводе и нейтрали, а при подключении УЗО в трехфазной сети – полные векторы токов всех трех фаз и нейтрали. Существенная особенность УЗО-Д – в любой схеме электропитания защитный и прочие проводники, не передающие потребителю мощность, должны проходить мимо УЗО, иначе неизбежны ложные срабатывания.

Для создания бытовых УЗО-Д потребовалось довольно много времени. Во-первых, нужно было точно определить величину тока разбаланса, безопасную для человека при времени воздействия, равном времени срабатывания УЗО. УЗО-Д, настроенные на неощутимый или на меньший неотпускающего ток, оказывались большими, сложными, дорогими, а наводки «ловили» лишь немного хуже УЗО-Е.

Во-вторых, нужно было разработать высококоэрцитивные ферромагнитные материалы для дифференциальных трансформаторов, см. ниже. Радиоферрит вообще не годился, не держал рабочую индукцию, а УЗО-Д с трансформаторами на железе оказывались слишком медленными: собственная постоянная времени даже небольшого железного трансформатора может достигать 0,5-1 с.

УЗО-ДМ

К 80-м годам исследования успешно завершились: ток по опытам на добровольцах выбрали 30 мА, а быстродействующие дифтрансформаторы на феррите с индукцией насыщения в 0,5 Тл (Тесла) позволили с вторичной обмотки снимать мощность, достаточную для непосредственного привода электромагнита размыкателя. В быту появились дифференциальные электромеханические УЗО-ДМ. В настоящее время это самый распространенный тип бытовых УЗО, так что ДМ опускают, а говорят или пишут просто УЗО.

Дифференциальное электромеханическое УЗО работает так, см. рис справа:

Внешний вид с пояснениями обозначений на корпусе трехфазного и однофазного УЗО показан на рисунке сверху.

Примечание: кнопкой «Тест» УЗО положено проверять ежемесячно и при каждом повторном включении.

Электромеханическое УЗО защищает только от утечки, но его простота и «дубовая» надежность позволили объединить в одном корпусе УЗО и токовый защитный автомат. Для этого потребовалось всего лишь сделать тягу фиксатора размыкателя двойной и завести ее в электромагниты токовый и УЗО. Так появился дифференциальный автомат, обеспечивающий полную защиту потребителей.

Однако дифавтомат – не УЗО и автомат в отдельности, это следует четко помнить. Внешние различия (силовой рычаг, вместо флажка или кнопки повторного включения), как рисунке – это только внешность. Важное отличие УЗО от дифференциального автомата сказывается при установке УЗО в системах электроснабжения без защитного заземления (TN-C, автономное электропитание), см. ниже раздел о подключении УЗО без земли.

Важно: отдельное УЗО предназначено для защиты ТОЛЬКО от утечки. Его номинальный ток показывает, до какой его величины УЗО сохраняет работоспособность. УЗО на номиналы 6,3 и 160 А с одинаковым разбалансом в 30 мА дают одинаковую степень защиты. В дифавтоматах ток отсечки автомата всегда меньше номинального тока УЗО, чтобы УЗО не сгорело при перегрузке сети.

УЗО-ДЕ

В данном случае «Е» означает не емкость, а электронику. УЗО-ДЕ выполняются встроенными непосредственно в или электроустановку. Разность токов в них улавливает полупроводниковый магниточувствительный датчик (датчик Холла или магнитодиод), его сигнал обрабатывается микропроцессором, а цепь размыкает тиристор. УЗО-ДЕ, помимо компактности, имеют следующие достоинства:

Высокая чувствительность, сравнимая с УЗО-Е, в сочетании с помехоустойчивостью УЗО-ДМ.
Как следствие высокой чувствительности – способность реагировать на ток смещения, т.е., УЗО-ДЕ упреждающее, отключит напряжение, прежде чем оно кого-то ударит независимо от наличия заземления.
Высокое быстродействие: для «раскачки» УЗО-ДМ необходим хотя бы один полупериод 50 Гц, т.е. 20 мс, и хотя бы одна опасная полуволна должна пройти через тело, чтобы УЗО-ДМ сработало. УЗО-ДЕ способно срабатывать при напряжении «пробойной» полуволны в 6-30 В и отсечь ее в зародыше.

Недостатки УЗО-ДЕ прежде всего высокая стоимость, собственное энергопотребление (ничтожное, но при падении напряжения сети УЗО-ДЕ может не сработать) и склонность к отказам – электроника все-таки. За рубежом чипованные розетки широко распространились еще в 80-х; в некоторых странах их применение в детских комнатах и учреждениях обязательно по закону.

У нас УЗО-ДЕ пока мало известны, а зря. Пререкания папы с мамой по поводу затрат на розетку с «защитой от дурака» не сравнимы с ценой детской жизни, даже если в квартире бесчинствует неисправимый вредина и баламут.

Индексы УЗО-Д

В зависимости от устройства и назначения к наименованию УЗО могут добавляться основные и дополнительные индексы. По индексам можно сделать предварительный выбор УЗО для квартиры. Основные индексы:

AС – срабатывают от разбаланса переменной составляющей тока. Выполняются, как правило, противопожарными, на разбаланс 100 мА, т.к. не могут защитить от кратковременной импульсной утечки. Недороги и весьма надежны.
A – реагируют на разбаланс как переменного, так и пульсирующего токов. Основное исполнение – защитные на 30 мА разбаланса. Возможны ложные срабатывания/несрабатывания в системе TN-C в любом случае, а в TN-C-S при плохом заземлении и/или наличии мощных потребителей со значительной собственной реактивностью и/или импульсными блоками питания (ИБП): стиральная машина, кондиционер, варочная поверхность, электродуховка, кухонный комбайн; в меньшей степени – посудомойка, компьютер, домашний кинотеатр.
В – реагируют на ток утечки любого рода. Это либо промышленные УЗО «пожарного» типа на 100 мА разбаланса, либо встроенные УЗО-ДЕ.

Дополнительные индексы дают представление о дополнительных функциональных возможностях УЗО:

S – селективное по времени срабатывания, оно регулируется в пределах 0,005-1 с. Основная область применения – в энергоснабжении объектов, запитанных по двум лучам (фидерам) с автоматом ввода резерва (АВР). Регулировка времени срабатывания необходима, чтобы при пропадании основного луча успел сработать АВР. В быту иногда применяются в элитных коттеджных поселках или особняках. Все селективные УЗО – пожарные, на разбаланс 100 мА, и требуют установки после себя защитных 30 мА УЗО на ток меньшей ступени, см. далее.
G – быстродействующие и сверхбыстродействующие УЗО с временем срабатывания 0,005 с и менее. Применяются в детских, учебных, лечебных учреждениях и в других случаях, когда недопустим «проскок» хотя бы одной поражающей полуволны. Исключительно электронные.

Примечание: бытовые УЗО чаще всего не индексируются, а различаются по исполнению и току разбаланса: электромеханические на 100 мА – АС, они же на 30 мА – А, встроенные электронные – В.

УЗО-Р

Почти неизвестная неспециалистам разновидность УЗО – не дифференциальные, срабатывающие по току в защитном проводнике (Р, РЕ). Применяются в промышленности, в военной технике и в других случаях, когда потребитель создает сильные помехи и/или имеет собственную реактивность, способную «сбить с толку» даже УЗО-ДМ. Могут быть как электромеханическими, так и электронными. Чувствительность и быстродействие для бытовых условий – неудовлетворительны. Обязательно высококачественное обслуживаемое заземление.

Выбор УЗО

Чтобы правильно подобрать УЗО, индекса мало. Нужно также выяснить следующее:

Покупать отдельно УЗО с автоматом или дифавтомат?
Подобрать или рассчитать значение отсечки по экстратоку (перегрузке);
Определить номинальный (рабочий) ток УЗО;
Определить требуемый ток утечки – 30 или 100 мА;
Если вышло, что для общей защиты нужно «пожарное» УЗО на 100 мА, определить, сколько, где и каких требуется вторичных «жизненных» УЗО на 30 мА.

Отдельно или вместе?

В квартире с проводкой TN-C о дифавтомате можно забыть: ПУЭ запрещает, а проигнорировать, так электричество само скоро напомнит. В системе TN-C-S дифавтомат обойдется дешевле двух раздельных устройств, если намечена реконструкция проводки. Если же токовый автомат уже стоит, то дешевле выйдет согласованное с ним по рабочему току отдельное УЗО. Писания на тему: УЗО с обычным автоматом несовместимо – дилетантская несусветица.

На какую перегрузку рассчитывать?

Ток отсечки автомата (экстраток) равен максимально допустимому току потребления квартиры (дома), умноженному на 1,25 и дополненному до ближайшего большего значения из стандартного ряда токов 1, 2, 3, 4, 5, 6.3, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000 и 6300 А.

Максимальный ток потребления квартиры должен быть записан в ее техпаспорте. Если нет – можно узнать в эксплуатирующей здание организации (обязаны сообщать по закону). В старых домах и новых бюджетных максимально допустимый ток, как правило, 16 А; в новых обычных (семейных) – 25 А, в бизнес-классе – 32 или 50 А, а в люксах 63 или 100 А.

Для частных домовладений максимальный ток рассчитывают по лимиту потребляемой мощности из техпаспорта (уж его-то прописать инстанции не упустят) из расчета 5 А на киловатт, с коэффициентом 1,25 и дополнением до ближайшего большего стандартного значения. Если в техпаспорте прямо прописано значение максимального тока потребления, за основу расчета берут его. Добросовестные проектировщики на плане электропроводки прямо указывают ток отсечки главного автомата, так что и считать не приходится.

Номинальный ток УЗО

Номинальный (рабочий) ток УЗО берут на ступень выше тока отсечки. Если ставится дифавтомат, его выбирают ПО ТОКУ ОТСЕЧКИ, а токовый номинал УЗО заложен в нем конструктивно.

Видео: УЗО или дифавтомат?

Ток утечки и общая схема защиты

Для квартиры с проводкой TN-C-S не будет ошибкой без лишних размышлений взять УЗО на разбаланс 30 мА. Системе квартире TN-C далее будет посвящен отдельный раздел, а вот для частных домов ясных и окончательных рекомендаций сразу дать нельзя.

По п. 7.1.83 ПУЭ рабочий (естественный) ток утечки не должен превышать 1/3 тока разбаланса УЗО. Но в доме с электрическим теплым полом в прихожей, освещением двора и электроподогревом гаража зимой рабочий ток утечки может достигать 20-25 мА при жилой площади и в 60, и в 300 квадратов.

В целом, если нет теплицы с электроподогревом грунта, прогреваемой водяной скважины, а двор освещается экономками, на вводе после счетчика бывает достаточно поставить пожарное УЗО с номинальным током на ступень выше тока отсечки автомата, а на каждую группу потребителей – по защитному УЗО с таким же номинальным током. Но точный расчет может сделать только специалист по результатам электрических измерений уже готовой проводки.

Примеры расчета

Первый – новая квартира с проводкой TN-C-S ; по техпаспорту лимит потребляемой мощности 6 кВт (30 А) . Проверяем автомат – стоит на 40 А, все ОК. УЗО берем на ступень или две выше по номинальному току – 50 или 63 А, не важно – и на ток разбаланса в 30 мА. О токе утечки не думаем: его в пределах нормы должны обеспечить строители, а нет – так пусть сами и исправляют бесплатно. Впрочем, подрядчики таких проколов не допускают – знают, чем пахнет по гарантии.

Второй. Хрущевка, пробки на 16 А. Ставим стиралку на 3 кВт; ток потребления – около 15 А. Для ее защиты (и защиты от нее) нужно УЗО с номиналом 20 или 25 А на 30 мА разбаланса, но 20 А УЗО редко бывают в продаже. Берем УЗО на 25 А, но в любом случае ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно пробки убрать, а поставить вместо них автомат на 32 А, иначе возможна ситуация, описанная вначале. Если проводка явно не выдержит кратковременного броска в 32 А, ничего не поделаешь, нужно ее менять.

В любом случае нужно давать заявку в энергослужбу на замену счетчика и реконструкцию электропроводки, с заменой или без замены. Процедура эта не очень сложная и хлопотная, а новый счетчик с индикацией состояния проводки в дальнейшем сослужит добрую службу, см. раздел о сработках и неисправностях. А зарегистрированное при реконструкции УЗО позволит потом бесплатно вызывать электриков для измерений, что тоже весьма неплохо на будущее.

Третий. Коттедж с лимитом потребления в 10 кВт, что дает 50 А. Общая утечка по результатам измерений – 22 мА, причем дом дает 2 мА, гараж – 7, а двор – 13. Ставим общий дифавтомат на 63 А отсечки и 100 мА разбаланс, дом с гаражом запитываем раздельно через УЗО на 80 А номинальных и 30 мА разбаланса. Двор в таком случае лучше оставить вовсе без своего УЗО, но светильники для него взять во влагозащищенных корпусах с заземлительной клеммой (промышленного типа), и завести их земли прямо на контур заземления, так будет надежнее.

Подключение УЗО в квартире

Типовая схема подключения УЗО в квартире приведена на рисунке. Видно, что общее УЗО включается как можно ближе к вводу, но после счетчика и главного (подъездного) автомата. Там же на врезке показано, что в системе TN-C общее УЗО включать нельзя.

При необходимости отдельных УЗО для групп потребителей их включают сразу же ЗА соответствующими автоматами, выделено желтым на рисунке. Номинальный ток вторичных УЗО берут на ступень-две выше, чем у «своего» автомата: для ВА-101-1/16 – 20 или 25 А; ВА-101-1/32 – 40 или 50 А.

Но это в новых домах, а в старых, где защита нужнее всего: земли нет, проводка аховая? Кто-то там обещал просветить на предмет подключения УЗО без земли. Верно, как раз до этого дело и дошло.

УЗО без земли

Процитированный в начале п 7.1.80 существует в ПУЭ не в гордом одиночестве. Он дополнен пунктами, разъясняющими, как все-таки (ну нет в наших домах контуров заземления, нету!) «впихнуть» УЗО в систему TN-C. Суть их сводится к следующему:

Ставить общее УЗО или дифавтомат на квартиру с проводкой TN-C недопустимо.
Потенциально опасные потребители должны быть защищены отдельными УЗО.
Защитные проводники розеток или розеточных групп, предназначенных для подключения таких потребителей, должны быть кратчайшим путем заведены на ВХОДНУЮ нулевую клемму УЗО, см. схему справа.
Допускается каскадное включение УЗО при условии, что верхние (ближние к электровводу УЗО) менее чувствительны, чем оконечные.

Человек сообразительный, но незнакомый с тонкостями электродинамики (чем, кстати, грешат и многие дипломированные электрики-силовики) может возразить: «Погодите, а в чем проблема-то? Ставим общее УЗО, заводим на его входной ноль все РЕ – и готово, защитный проводник не коммутируется, заземлились без земли!» Так, да не так.

Электромагнитное поле установки и шнура к ней также исключаем из рассмотрения. Первое сосредоточено внутри аппарата, иначе он не пройдет сертификацию и не поступит в продажу. В шнуре же провода проходят вплотную друг к другу, и их поле сосредоточено между ними независимо от частоты, это т. наз. Т-волна.

В квартире с повышенной пожароопасностью допустимо, при обязательном наличии индивидуальных УЗО потребителей, включенных по рекомендуемой схеме, ставить и общее ПОЖАРНОЕ УЗО на 100 мА разбаланса и с номинальным током на ступень выше, чем у защитных, независимо от тока отсечки автомата. В описанном выше примере для хрущевки нужно подключить УЗО и автомат, но не дифавтомат! При выбивании автомата УЗО должно остаться в работе, иначе резко возрастает вероятность несчастного случая. Поэтому УЗО по номиналу нужно брать на две ступени выше автомата (63 А для разобранного примера), а по разбалансу – на ступень выше оконечных 30 мА (100 мА). Еще раз: в дифавтоматах номинал УЗО делают на ступень выше тока отсечки, поэтому для проводки без земли они не годятся.

Видео: подключение УЗО

Ну вот, выбило…

А почему срабатывает УЗО? Не как, это уже описано, а почему? И что делать, если сработало? Раз выбило, значит, что-то не так?

Верно. Просто включать после срабатывания нельзя, пока не найдена и не устранена его причина. А найти, где что «не так» можно и самому без каких-либо особых знаний, инструмента и приборов. Большую помощь в этом окажет обычный квартирный электросчетчик, если только он не совсем уж антикварный.

Как найти виновного?

Первое, выключаем все выключатели, вынимаем все из розеток. Вечером для этого придется воспользоваться фонариком; лучше сразу при установке рядом с УЗО прикрепить к стене крючок и повесить на него дешевенький светодиодный фонарик.

Отключаем подъездный или главный квартирный автомат. Не включается? Виновата электромеханика УЗО; нужно отдавать в ремонт. Самому копаться нельзя – устройство жизненно важное, и после ремонта нужна проверка на специальном оборудовании.

Включилось, но при подаче напряжения опять выбило при пустой проводке? В УЗО либо внутренний разбаланс дифтрансформатора, либо залипла кнопка «Тест», либо неисправна проводка.

Пробуем включить под напряжением, смотря на счетчик. Если хотя бы на миг вспыхнул индикатор «Земля» (см. рис), или раньше было замечено, что он подмигивает – утечка в проводке. Нужно проводить измерения. Если УЗО установлено в порядке реконструкции проводки и зарегистрировано в энергослужбе, нужно вызывать муниципальных электриков, они обязаны проверить. Если УЗО «самодуйное» – платить специализированной фирме. Услуга, впрочем, не из дорогих: современное оборудование позволяет за 15 мин. найти утечку в стене с точностью до 10 см.

Но прежде чем звонить в фирму, нужно открыть и осмотреть розетки. Экскременты насекомых дают прекрасную утечку с фазы на землю.

Проводка не внушает опасений, даже отключали посекционно автоматами, но УЗО выбивает «на пустом»? Неисправность внутри него. И разбаланс, и залипание «Теста» вызывают чаще всего не конденсат или интенсивное использование, а все те же «таракашкины какашки». В Ростове-на-Дону отмечен случай, когда в совершенно ухоженной квартире в УЗО было обнаружено гнездилище… туркестанских уховерток, невесть как туда попавших. Здоровенных, с огромными мощными церками (щипцами на хвосте), страшно злющих и кусачих. В квартире они никак себя не проявляли.

УЗО срабатывает при подключении потребителей, но признаков КЗ нет? Включаем все, особенно потенциально опасных (см. раздел о классификации УЗО по индексам), пробуем включитьУЗО, опять смотря на счетчик. На этот раз возможно, помимо «Земли», свечение индикатора «Реверс»; иногда его обозначают «Возврат», след. рис. Это свидетельствует о наличии в цепи большой реактивности, емкости или индуктивности.

Искать дефектного потребителя нужно в обратном порядке; сам по себе он может не дотянуть УЗО до срабатывания. Поэтому включаем все, затем по очереди отключаем подозрительных, и пробуем включать. Включилось, наконец-то? Это он и есть, «реверсивный». В ремонт, но уже не электрикам, а «бытовушникам».

В квартирах с проводкой TN-C-S возможен случай, когда четко определить источник срабатывания УЗО не удается. Тогда вероятная причина – плохая земля. Еще сохраняя защитные свойства, заземление уже не отводит высшие составляющие спектра помех, и защитные проводники работают как антенна, аналогично квартире TN-C с общим УЗО. Чаще всего такое явление наблюдается в периоды наибольшего пересыхания и промерзания почвы. А что делать? Напрягать эксплуатанта здания, пусть доводит контур до нормы, обязан.

О фильтрах

Одним из основных источников сбоев в работе УЗО являются помехи от бытовой техники, а эффективным способом борьбы с ними – поглощающие ферритовые фильтры. Видали набалдашники-«шишки» на компьютерных шнурах? Это они и есть. Ферритовые кольца для фильтров можно купить в радиомагазине.

Но для силовых ферритовых поглотителей определяющее значение имеют магнитная проницаемость феррита и магнитная индукция насыщения в нем. Первая должна быть не менее 4000, а лучше – 10 000, а вторая – не менее 0,25 Тл.

Фильтр на одном кольце (вверху на рис.) можно встроить с «шумящую» установку, если она не гарантийная, как можно ближе в сетевому вводу. Работа эта для опытного специалиста, поэтому точная схема не приводится.

Несколько же колец можно просто надеть на сетевой шнур (на рис. внизу): с точки зрения электродинамики все равно, обмотан проводник вокруг магнитопровода или наоборот. Чтобы не резать фирменный литой шнур, нужно купить вилку, гнездовую колодку и кусок трехжильного кабеля. Продаются и готовые сетевые шнуры с ферритовыми поглотителями помех, но стоит такой дороже, чем самодельный сборный по частям.