Варианты схем
Нельзя сказать, что существует одна конкретная схема. Каждый случай имеет свои особенности, поэтому подключение УЗО может производиться по-разному. Во-первых, устройство применяется в сетях однофазного и трёхфазного напряжения (это уже две разные схемы). Во-вторых, можно установить УЗО на вход и защитить таким образом от токовых утечек всю квартиру. А можно производить монтаж устройств для каждой отдельной линии, тем самым защищая только определённый участок электрической сети.
Пример подключения УЗО в однофазной сети на видео:
Так как схема для подключения УЗО имеет несколько вариантов, очень важно, чтобы вы могли их читать. Сейчас в паспортах многих электробытовых приборов и техники указано, как и через какой тип УЗО необходимо выполнять их подключение к электрической сети
Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах.
Что такое однофазная сеть?
При однофазной электрической сети потребители запитаны по двум проводникам – фаза и рабочий ноль. Номинальное напряжение в таких сетях – 220 В.
Однофазная сеть может быть двухпроводного и трёхпроводного исполнения. В первом случае используется два проводника – фазный и нулевой, на схемах они обозначаются английскими буквами «L» и «N».
Второй вариант помимо фазы и ноля предусматривает ещё наличие проводника защитного заземления (его обозначение «РЕ»). Основная функция этого заземляющего провода – дополнительно защитить людей от поражения электрическим током. За счёт его подсоединения к корпусам электроприборов, в случае замыкания фазы на корпус произойдёт отключение электропитания. Это спасёт и жизнь человека, и саму технику от перегорания.
А теперь поговорим о том, какой может быть схема подключения УЗО в однофазной сети.
Подключение на входе (в однофазной сети)
В этом случае монтаж УЗО производится в щитке после вводного двухполюсного автомата. Вслед за устройством защитного отключения располагаются отходящие автоматические выключатели. Такая схема включения УЗО обеспечивает одновременную защиту от токовых утечек всем отходящим потребителям.
Недостаток схемы в сложности поиска места повреждения. Например, произошло замыкание фазы на металлический корпус какого-то бытового прибора, включенного в данный момент в розетку.
Происходит срабатывание УЗО, в квартире исчезает напряжение. Если в это время в розетки были включены несколько приборов, то сразу определить повреждённый будет проблематично.
Такая схема имеет и положительные стороны. За счёт того, что используется только одно устройство защитного отключения, монтаж распределительного щитка обойдётся дёшево, да и сам он будет небольших размеров.
Имейте в виду, что широкое распространение получила ещё одна разновидность такой схемы, в ней между вводным автоматом и УЗО принято устанавливать счётчик электрической энергии.
Подключение на входе и на отходящих линиях (в однофазной сети)
При таком варианте схемы установка УЗО производится после вводного автоматического выключателя и ещё на каждую отходящую линию.
О том, что такое селективность поговорим чуть ниже.
Например, произошла утечка тока на одной из отходящих линий. Должно сработать устройство, которое защищает именно эту группу.
Если по каким-то причинам УЗО не отработало, то через определённое время (это называется выдержкой времени) отключится общее УЗО на входе, оно как бы подстраховывает отходящее.
Несомненный плюс такой схемы в том, что в момент повреждения будет отключаться только аварийная линия, а во всей остальной квартире подача напряжения не прекратится.
Недостатки подобной схемы в больших габаритах распределительного щитка и в дороговизне (УЗО – вещь не дешёвая, а при таком варианте их понадобится несколько).
На видео сравнение нескольких схем подключения:
https://youtube.com/watch?v=EQs-iqz-kAE
Можно немного сэкономить и опустить в этой схеме однофазное УЗО на входе, то есть выполнить монтаж только групповых устройств на отходящих линиях. Многие электрики вообще считают вводное УЗО лишней тратой денег, потому что каждая линия уже имеет свою защиту. Но как мы говорили выше, оно является своеобразной подстраховкой, на случай если выйдет из строя групповое устройство. Поэтому здесь всё зависит от ваших финансовых возможностей. Есть деньги – монтируйте схему с УЗО на входе. Если так накладно, установите только отходящие устройства, это тоже будет замечательно. Многие люди совсем не ставят УЗО, предпочитая экономить средства на собственной безопасности.
Ошибки, которые не следует допускать
Очень важно избежать следующих ошибок. Некоторые для того, чтобы повысить безопасность цепи, подключают заземляющие проводники розеток к нулевому проводнику либо к самостоятельно сделанному заземлению
Это опасно, ведь только рабочее, правильно выполненное, заземление может обеспечить безопасность человека. Самодельные схемы могут стать причиной поражения током. По этой же причине нельзя подключать заземляющие проводники розеток к водопроводу и другим токопроводящим инженерным конструкциям сооружения.
Строго не рекомендуется подключать нейтральный провод к заземлению, с целью якобы повысить надежность системы. И последнее: при неработающем заземлении рекомендуется отключить и заизолировать заземляющий проводник, приходящий в электрический щиток от электроприборов. Если этого не сделать, то в аварийной ситуации все корпуса приборов окажутся под опасным для жизни напряжением.
Монтаж заземления, а также установку УЗО в квартире или частном доме лучше всего доверять квалифицированным специалистам. Помните, что от качества монтажа электрической сети может зависеть жизнь и здоровье людей.
Подключение УЗО к трехфазной сети
В отличие от однофазной сети, где имеется лишь фаза и ноль, трехфазная сеть характеризуется тремя фазными проводниками, обозначаемыми на схемах, как L1, L2 и L3. Напряжение между фазами составляет 380 вольт, а между фазой и нулем – 220 вольт. трехфазных электрических сетях нагрузка между фазами должна распределяться равномерно, так как перекос может привести к аварийной ситуации.
Количество проводников в сети может быть четыре или пять. Первый вариант используется при подключение УЗО без заземления, а во втором случае пятый проводник является заземляющим. В качестве примера можно рассмотреть четырехполюсное УЗО, подключаемое к трехфазной сети, где четвертым проводом является нейтраль. Схема подключения такая же, как и в однофазном варианте, за исключением количества фаз. В процессе монтажа нужно правильно соединять провода на соответствующих входах и выходах.
Как правило, трехфазные 4-х полюсные УЗО предназначены для защиты от больших токов утечки и пожаров. Защита людей осуществляется с помощью дополнительных однофазных приборов, устанавливаемых на каждой отходящей линии и реагирующих на незначительные токи в пределах 10-30 мА. Все однофазные УЗО защищены автоматическими выключателями.
Таким образом, данная схема защищает не только трехфазную сеть. Она вполне может защитить три однофазные сети. В последнем варианте все нулевые провода соединяются с выходной нулевой клеммой УЗО на специальной шинке.
Как выбрать и не ошибиться
Прежде чем произвести подключение в доме четырехполюсного УЗО необходимо учесть систему заземления электросети, по которой к нему поступает электроэнергия. Произойдёт имитация тока утечки, устройство должно среагировать и отключиться. Его часто путают с защитным нулевым проводником, который предназначен для подключения заземляющей жилы.
При возникновении утечки тока по любому из проводов, происходит разбаланс, и, как следствие, сердечник трансформатора намагничивается. Знать нормативные документы и методику выбора Понятно, что рядовой обыватель скорее всего с этими вещами не знаком, поэтому будет приглашать мастера.
Ток, питающий электроприборы, поступает через одну из обмоток сердечника в одну сторону.
Существуют такие УЗО, в которых допустимую величину тока утечки можно регулировать. Заземляющий компонент предназначен для отвода токов, возникших в результате короткого замыкания, не взаимосвязан с основными фазами и подключается к защитному нулевому проводнику.
Этот элемент оснащен отверстиями с перфорацией, которые предназначены для соединения с тыльными защелками автомата.
Большинство несчастных случаев связано именно с некомпетентностью. Подключить автомат и после подачи напряжения при помощи ранее описанных методов проверить правильность функционирования системы.
Как подобрать Первый параметр, по которому выбирается УЗО — это тип проводки в помещении, где будет установлено устройство.
Распределительный щит — компоновка при 3-х фазном вводе
Рекомендуем: Подключение электричества к участку
2 способа подключения стиральной машины без заземления с помощью У З О
В первом случае используется дифференциальный автомат, использование в этом случае самого автоматического выключателя не обязательно. Дифференциальный автомат совмещает его функции и защиту. Но в тоже время стоимость такого оборудования чуть больше чем УЗО.
Дифференциальный автомат
Вторым вариантом будет установка защиты и автоматического выключателя, в этом случае электрооборудование займёт больше места, будет более громоздким, но стоимость такой схемы гораздо ниже.
Подключение УЗО без заземления для стиральной машины
На примере показано подключение УЗО без заземления для стиральной машины. Легенда на схеме наглядно показывает, как его подключить.
Разновидности электрических сетей
Электропитание в наши квартиры и дома поступает из однофазной сети или трёхфазной.
Однофазное электрическое питание представляет собой одну фазу и ноль. Для питания бытовой техники и осветительных приборов нужно фазное напряжение, которое получается на выходе после понижающего трансформатора. Такое однофазное питание предполагает запитку от одной фазы линии.
По фазному проводнику движется электрический ток, а по нулевому он возвращается в землю. Чаще всего такой тип электропроводки применим в квартире, и имеет он две разновидности:
- Однофазная сеть двухпроводного исполнения (без земли). Такой тип электросети чаще всего можно встретить в домах старой постройки, в ней не предусмотрено заземление электрических приборов. Цепь включает в себя только нулевой провод, имеющий буквенную маркировку N, и один фазный проводник, он соответственно обозначается буквой L.
- Однофазная сеть трёхпроводного исполнения. В ней помимо нулевого и фазного имеется ещё защитный заземляющий проводник, обозначаемый РЕ. Корпуса электрических приборов нужно подсоединять к заземляющим проводникам, это обеспечит защиту самой техники от перегорания, а человека от действия электрического тока.
В доме зачастую присутствует техника, которой нужно трёхфазное напряжение (насосы, двигатели, если есть станки в сарае или гараже). В данном случае сеть будет состоять из нулевого и трёх фазных проводов (L1, L2, L3).
Аналогично трёхфазная сеть бывает четырёхпроводного исполнения и пятипроводного (когда присутствует ещё защитный заземляющий проводник).
С разновидностями сетей определились, а теперь будем непосредственно переходить к вопросу, возможно ли подключение УЗО без заземления и как правильно устанавливать это устройство?
Можно ли подключать УЗО без заземления – на видео:
Выбор УЗО по параметрам
После того как схема подключения УЗО готова, надо определяться с параметрами УЗО. Как вы знаете, оно сеть от перегрузок не спасет. И от короткого замыкания тоже. Эти параметры отслеживаются автоматом защиты. Чтобы обеспечить безопасность всей проводки, на входе ставят вводной автомат. После него стоит счетчик, а затем обычно ставят противопожарное УЗО. Оно выбирается специфически. Ток утечки 100 мА или 300 мА, а номинал — тот же что и у вводного автомата или на ступень выше. То есть, если входной автомат стоит на 50 А, УЗО после счетчика ставят либо на 50 А, либо на 63 А.
Противопожарное УЗО выбирают по номиналу вводного автомата
Почему на ступень выше? Потому что срабатывают автоматические защитные выключатели с задержкой. Ток, превышающий номинальный не более чем на 25%, они могут пропускать не менее часа. УЗО на длительное воздействие повышенных токов не рассчитано, и с большой вероятностью оно сгорит. Дом останется без электричества. Но это касается определения номинала противопожарного УЗО. Другие выбираются по-другому.
Номинальный ток
Как выбрать номинал УЗО? Он подбирается по методике определения номинала автомата — в зависимости от сечения провода, на который устанавливается устройство. Номинальный ток защитного устройства не может быть больше максимально допустимого тока для данного провода. Для простоты выбора есть специальные таблицы, одна из них ниже.
Таблица подбора номинала автомата защиты и УЗО
В крайнем левом столбце находим сечение провода, правее есть рекомендуемый номинал автомата защиты. Такой же должен быть и у УЗО. Так выбрать номинал защитного устройства от тока утечки несложно.
Величина тока отключения
При определении этого параметра тоже понадобится схема подключения УЗО. Номинальный отключающий ток УЗО — это величина тока утечки, при котором происходит отключение питания на защищаемой линии. Этот параметр может быть 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 500 мА. Самый малый ток — 6 мА — используется в США, в европейских странах и у нас их и в продаже нет. Устройства с максимальным током утечки в 100 мА и выше ставят в качестве пожарной защиты. Они стоят перед входным автоматом.
Для всех остальных УЗО этот параметр выбирается по простым правилам:
- Устройства защиты с номинальным током отключения 10 мА ставят на линии, которые идут в помещения с повышенной влажностью. В доме и квартире это ванная комната, еще может быть освещение или розетки в бане, бассейне и т.д. Этот же ток отключения ставят если линия питает один электроприбор. Например, стиральную машину, электроплиту и т.д. Но если в той же линии есть розетки, нужен больший ток утечки.
- УЗО с током утечки 30 мА ставят на групповые линии питания. Когда подключено более чем одно устройство.
Это простой алгоритм, основанный на опыте. Есть другой способ, который учитывает не только количество потребителей, но и номинальный ток в зоне защиты, а, вернее, сечение провода, так как именно от этого параметра зависит номинальный ток линии электропитания. Это более правильно, так как объясняет, как подобрать величину тока утечки для общего УЗО, к примеру, а не только для устройств, которые ставят на потребителей.
Таблица подбора номинального тока отключения для УЗО
Надо еще учитывать индивидуальные токи утечки каждого из приборов. Дело в том, что на каждом более-менее сложном устройстве какой-то небольшой ток «утекает». Ответственные производители указывают его в характеристиках. Допустим прибор на линии один, но его собственный ток утечки более 10 мА, ставят УЗО с током утечки 30 мА.
Тип отслеживаемого тока утечки и селективность
Разные приборы и устройства используют ток разной формы, соответственно, УЗО должно контролировать токи утечки разного характера.
- АС — отслеживается переменный ток (синусоидальная форма);
- А — переменный + пульсирующий (импульсы);
- В — постоянный, импульсный, сглаженный переменный, переменный;
- Селективность. S и G — с выдержкой по времени отключения (для исключения случайных срабатываний), у G-типа выдержка меньше.
Выбор типа отслеживаемого тока утечки
УЗО выбирается в зависимости от типа защищаемой нагрузки. Если к линии будет подключена цифровая техника, требуется либо тип A. На линии освещение — АС. Тип В, конечно, хорош, но слишком дорог. Его обычно ставят в помещениях с повышенной опасностью на производстве, а в частном секторе или в квартирах очень редко.
УЗО класса G и S ставят в сложных схемах, если есть УЗО нескольких уровней. Этот класс выбирают для «высшего» уровня, тогда при срабатывании одного из «низших», входное защитное устройство не отключит питание.
Принцип работы УЗО
Второе противоречивое мнение о целесообразности использования УЗО без заземления вытекает из его устройства и принципа работы.
Внутри устройства защитного отключения находится трансформатор тока, выполненный на тороидальном ферромагнитном сердечнике с тремя обмотками (двумя первичными и одной обмоткой управления). Первая первичная обмотка, в которой протекает ток к нагрузке, образована фазным проводом. Во второй обмотке (нулевой провод) протекает обратный ток от нагрузки.
Прежде чем перейти к дальнейшему объяснению принципа работы УЗО (УДТ) рассмотрим наглядную схему. И стоит отметить, что в ней зелеными штрихами указан путь движения тока утечки при схеме подключения с заземлением (занулением). Красные же штрихи иллюстрируют ситуацию, когда заземление отсутствует.
Схема узо без заземления (с заземлением):
Действие УЗО основано на сравнении токов, которые протекают через устройство. В штатном режиме токи, протекающие в первичных обмотках равны по значению, но противоположно направлены. Они наводят в сердечнике трансформатора тока встречно направленные и компенсирующие друг друга магнитные потоки. В этом случае суммарный магнитный поток (ΣФ) равен нулю и на вторичной обмотке не возникает ток для срабатывания электромагнитного реле.
Теперь перейдем к аварийным режимам с применением УЗО. И в первую очередь рассмотрим проводку с заземлением (или занулением), где произошел пробой фазы на корпус электроприбора (зеленые штрихи на схеме):
- Токи в фазном и нулевом проводах будут различны, так как появится дифференциальный ток утечки IΔ.
- Разные по значению токи в первичных обмотках будут наводить в сердечнике разные по значению магнитные потоки.
- Результирующий магнитный поток (ΣФ) будет отличен от нуля, что приведет к наводке электрического тока в обмотке управления. Если этот ток достигнет значения, достаточного для срабатывания электромагнитного реле, то оно сработает и приведет в движение расцепитель.
- Силовые контакты УЗО разомкнутся и электроустановка будет обесточена.
Вторая ситуация (красные штрихи на схеме) — человек касается оголенного фазного провода (не зависит, есть заземление или нет) или к корпусу электроприбора, на который произошел пробой изоляции (когда нет заземления или зануления). В этом случае также возникает ток утечки, который течет через тело человека на землю. В трансформаторе создается магнитный поток, который вызывает напряжение на вторичной обмотке. Через выпрямитель напряжение подается на поляризованное (электромагнитное) реле, которое в случае превышения предельного значения тока утечки сработает, и цепь разомкнется.
Схема подключения УЗО
Рассмотрим способы установки УЗО в различных сетях.
Однофазная сеть
В таких сетях чаще всего устанавливают однополюсные УЗО.
В однофазных сетях УЗО устанавливается сразу после электросчётчика перед группой автоматических выключателей
В среде профессиональных электриков принято заводить контактные соединения в УЗО и автоматические выключатели только сверху вниз. Мы рекомендуем придерживаться этого правила по следующим причинам:
- в некоторых моделях таких приборов при подключении снизу увеличиваются потери (снижается КПД устройства);
- если ремонтными работами в электрощите будет заниматься другой специалист, то при общепринятом способе подключения он не запутается и не ошибётся.
На приведённой схеме общее УЗО (поз. 2) обеспечит противопожарную защиту осветительных цепей (автоматические выключатели на 10 А, поз. 5, 6, 12) и подстрахует прочие УЗО.
Каждое «розеточное» УЗО обслуживает по три группы розеток, оснащённых автоматическими выключателями. Устанавливать УЗО на каждую группу было бы накладно, поэтому предлагается своего рода компромисс: с одной стороны, схема удешевляется за счёт сокращения количества применяемых УЗО, с другой — при срабатывании одного из них будет обесточена не вся сеть, а только её часть.
Обнаружить цепь с утечкой тока будет достаточно просто: если, к примеру, сработает (отключится) УЗО поз. 7, нужно отключить автоматы поз. 8, 9 и 10 (отвечают за группы розеток 2, 3 и 4), затем включить УЗО поз. 7 и по очереди включить упомянутые автоматы. Как только будет включён автомат цепи с утечкой тока, УЗО тут же отключится.
Нулевой проводник после противопожарного УЗО поз. 3 нужно закрепить на общей нулевой шине (поз. 4). Затем от этой шины «ноль» протягивается ко всем остальным УЗО и дифференциальному выключателю. Поскольку дифференциальный выключатель (поз. 13) обслуживает выделенную линию, нулевой проводник после него заводится не на нулевую шину, а прямо на нагрузку.
В данной схеме имеются ещё две нулевые шины — они обозначены позициями 11 и 18. К первой подключаются нулевые проводники УЗО поз. 7 и розеток поз. 2, 3 и 4, а ко второй — нулевые проводники УЗО поз. 14 и розеток 5, 6 и 7. Если бы их не было и все приборы подключались бы только на общую нулевую шину, то при появлении утечки тока в одной из розеточных групп с большой вероятностью могли бы отключиться оба «розеточных» УЗО (поз. 7 и 14) либо общее УЗО (поз. 3).
Нулевые проводники осветительных цепей (автоматы поз. 5, 6 и 12) выводятся на общую нулевую шину (поз. 4), минуя УЗО.
Проводники заземления выводятся на шину РЕ (поз. 19).
Видео: как правильно подключить УЗО
Трёхфазная сеть
В таких сетях у нас чаще всего устанавливают 4-полюсные УЗО. Подключается оно по тому же принципу, что и в однофазной сети.
Учтите, что в УЗО различных производителей нулевая клемма может располагаться как слева, так и справа. Поэтому перед подключением нужно внимательно изучить схему, изображённую на корпусе выключателя или в его паспорте.
Общее трёхфазное УЗО предохраняет цепь только от возгорания, для защиты от поражения электрическим током на каждую фазу устанавливают отдельное устройство
УЗО этого вида (3-фазные 4-полюсные) бывают только противопожарными. Для защиты людей от поражения током на каждой линии нужно дополнительно установить однофазное УЗО с уставкой тока утечки не более 30 мА. При этом у каждой линии должен быть свой нулевой проводник, который выводится к соответствующему УЗО.
Схемы подключения УЗО в трехфазной сети
Городское жилье, как правило, питается от трехпроводной однофазной сети. В предыдущем разделе было рассказано, как подключить УЗО в квартире.
Загородные дома и домовладения часто потребляют намного больше электроэнергии. Их часто подключают к трехфазной сети. В загородном доме могут применяться электрические отопительные котлы, мощные водонагреватели для горячего водоснабжения. В подсобных помещениях часто организуются мастерские, оборудованные станками различного назначения.
Многие мощные нагрузки рассчитаны на напряжение 380 В. Для их питания должна использоваться проводка, состоящая из пяти проводников — трех фазных, нулевого и провода защитного заземления. Во многих местах эксплуатируются устаревшие четырехпроводные сети, в которых отсутствует отдельный заземляющий проводник. В этом случае для применения трехфазного УЗО хозяевам приходится самим изготавливать заземляющий контур и прокладывать сеть заземления.
При наличии заземления установка УЗО в трехфазной сети ничем не отличается от подключения однофазных устройств защитного заземления. Схемы подключения и критерии выбора аппаратов защиты остаются прежними.
В случае если есть значение мощности трехфазной нагрузки, питающейся от сети 380 В, номинальный ток можно рассчитать по формуле:
I = P /1,73 U,
где I — номинальный ток; P — мощность трехфазной нагрузки; U — напряжение трехфазной сети.
Смотрите это видео на YouTube
