Противопожарное УЗО принцип работы

Противопожарное узо — принцип работы и схема подключения

Противопожарное УЗО — условный термин, характеризующий рубильник с датчиком дифференциального тока и механизмом автоматического отключения линии в случае опасных утечек. В этом и состоит противопожарный эффект, который обеспечивается любым УЗО. При этом принято подразделять устройства защитного отключения с чувствительностью 10 — 30 мА для защиты человека от поражения токами утечки, и чувствительностью 100 — 300 мА для защиты от возникновения пожара по причине некачественной или поврежденной изоляции.

Противопожарное УЗО защищает только от значительных токов утечки, которые могут привести к возникновению пожара, и оно не предназначено для защиты человека от поражения электрическим током.

В данном обзоре подробно рассмотрим особенности использования УЗО с повышенной уставкой в системе квартирного и домашнего электрообеспечения и схематические примеры подключения в электрощите.

Функции противопожарного УЗО

К основным функциям противопожарного УЗО относят:

Контроль состояния вводного кабеля и его защита.
Контроль и защита линий потребителей, в которых дифференциальная защита не установлена.
Анализ исправности электрической схемы после модуля на предмет тока утечек через изоляцию.
Резервирование (дополнительная ступень защиты) расположенных ниже защит при их отказе и продолжающемся развитии аварийного режима.

Более подробно остановимся на функции резервирования, и отметим, что поскольку УЗО — быстродействующий выключатель, то при использовании обычных вариантов с уставкой 100 — 300 мА не удастся обеспечить селективность последовательно включенных устройств защитного отключения по дифференциальному току. Поэтому, при всплеске тока утечки до многократного значения от номинального отключающего дифференциального тока, во избежание одновременного срабатывания последовательно включенных устройств, основное УЗО должно иметь задержку по времени — селективность.

В качестве противопожарных (резервных) устройств применяют только селективные УЗО типа «S», имеющие выдержку времени на срабатывание 120-60 мс.

Причины возгорания электропроводки

Причинами возгорания электропроводки могут являться:

Нагрев проводников (локальный или на протяженном участке) из-за перегрузки.
Искрение в месте плохого электрического контакта (в соединениях, на клеммах электроприборов и аппаратов)
Утечка с неизолированных участков цепи (в соединительных, ответвительных и проходных коробках, распределительных щитах, электрических аппаратах).
Горение электрической дуги на каком-либо участке цепи, вызванное током короткого замыкания.
Повреждения изоляции кабеля.

Повреждения изоляции кабеля могут происходить по следующим причинам:

Электрические — от перенапряжения и сверхтоков.
Механические — удар, нажим, сдавливание, изгиб, повреждение инородным телом.
Воздействие окружающей среды — влажность, тепло, излучение (ультрафиолет), старение, химическое воздействие.

Развитие короткого замыкания из тока утечки, приводящее к возгоранию, происходит следующим образом:

В месте микроповреждения изоляции между находящимися под напряжением проводниками начинает протекать крайне малый точечный ток.
Под воздействием влажности, загрязнения, проникновения пыли с течением времени образуется проводящий мостик, по которому протекает ток утечки.
По мере ухудшения состояния изоляции, начиная со значения тока примерно 1 мА, постепенно происходит обугливание проводящего канала, возникает «угольный мостик», и происходит непрерывное возрастание тока.
При значениях тока утечки 150 мА, что соответствует мощности 33 Вт, возникает реальная опасность возгорания за счет нагрева теплом, выделяемым в месте повреждения изоляции, различных легко воспламеняемых материалов.

Где ставится противопожарное УЗО

Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатывания максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру (дом) рекомендуется установка УЗО с током срабатывания от 100 мА. Устройства с уставкой 300 мА целесообразны для использования на больших объектах со множеством электрощитов и длинными кабельными линиями.

Защитное устройство применяются в многоуровневых (многоступенчатых, каскадных) схемах как первая ступень дифференциальной защиты. Оно ставится в щитах учета или в этажных распределительных щитах после счетчика. При этом, с вводного автомата фазный и рабочий нулевой проводник заводятся непосредственно к прибору учета (электросчетчику). Далее, после прибора учета, устанавливается противопожарный УЗО.

Приводя частный пример, можно отметить, что применение противопожарного УЗО особенно актуально в деревянном доме, имеющем два и более распределительных щитов. При такой схеме нужно отслеживать как вводной кабель, так и не защищенные групповыми УЗО транзитные кабели, связывающие электрощиты.

Принцип работы противопожарного УЗО

Принцип работы как противопожарного, так и обычного УЗО одинаков основан по постоянном сравнении векторов тока, протекающих по фазному и нулевому проводнику.

Рассмотрим подробно данный механизм:

В нормальном режиме электроснабжения, когда векторы тока равны, наводимые магнитные потоки от каждого провода, складываясь в магнитопроводе, уничтожают друг друга.
При образовании утечки ток в рабочем нулевом проводнике уменьшается на ее величину.
Пропорционально утечке изменяется суммарный магнитный поток. Он индуцирует в катушке магнитопровода электродвижущую силу (ЭДС).
Под воздействием ЭДС срабатывает исполнительное реле KL. Оно полностью снимает питание с защищаемой линии.

УЗО общего применения, обладая высоким быстродействием, предназначено для защиты человека от воздействия электрическим током. Противопожарное УЗО имеет повышенную уставку срабатывания на 100 или 300 миллиампер и, соответственно, меньшее быстродействие. Наглядно данное различие продемонстрировано в следующем графике:

Времятоковые характеристики УЗО

Противопожарное УЗО с чувствительностью в 100 — 300 мА предупредит короткое замыкание и не допустит возгорания, обесточив все здание до устранения утечки тока. И такие устройства с грубой отсечкой в первую очередь прикрывают те участки сети, которые не защищены УЗО общего применения.

Пожарная безопасность электроустановок

Выделим информацию из нормативных документов, которая регламентирует использование УЗО для обеспечения пожарной безопасности электроустановок зданий, сооружений и строений:

Схема подключения УЗО

Переходя к рассмотрению типичных схем расключения противопожарного УЗО в электрощите, необходимо обратить особое внимание на обеспечение селективности дифференциальной защиты в каскадных схемах и соблюсти следующие условия:

Чувствительность по току утечки у таких УЗО должна отличаться от УЗО общего применения минимум в 3 раза.
Время срабатывания также должно отличаться минимум в 3 раза.

Поэтому, для обеспечения селективности при применении противопожарного УЗО, оно помимо повышенную уставки, должно быть селективным (типа S, реже G). В противном случае, при срабатывании нижестоящего УЗО общего применения будет срабатывать и противопожарное.

Рассмотрим схему электроснабжения с использованием вводного противопожарного узо:

В данной схеме:

— вводной автомат
— вводное селективное УЗО для защиты от пожара с током отсечки 100 или 300 мА.
— УЗО общего применения с током отсечки 30 мА для защиты розеточной группы.
— автоматические выключатели без защиты линий групповым УЗО, но защищенные вводным УЗО.
— автоматические выключатели защищенные групповым и вводным УЗО.
— гребенчатая шина, которая переносит фазный проводник на все автоматические выключатели группы.
— основная нулевая шина для связки с вводным УЗО.
— нулевая шина для связки с групповым УЗО.
— шина заземления.
— подключение фазного проводника L от вводного кабеля.
— подключение рабочего нулевого проводника N от вводного кабеля.
— подключение защитного нулевого проводника (заземление) PE от вводного кабеля.

Стоит отметить, что в данной схеме не отображен электросчетчик, который должен располагаться перед противопожарным УЗО.

Подведем итог. Противопожарное УЗО, а точнее селективное УЗО с номинальным дифференциальным отключающим током 100 мА или 300 мА устанавливается на вводе щита для защиты от тока замыкания на землю, который может вызвать возгорание изоляции жил кабеля в случае, если не все групповые линии находятся под защитой УЗО с номинальными дифференциальными отключающими токами до 30 мА.

Применение противопожарного УЗО для защиты проводки от возгорания

Проблемы с проводкой часто становятся причиной возгорания. Старые кабели особенно подвержены ухудшению изоляционных свойств, которое приводит к их нагреву и короткому замыканию. Для борьбы с подобным явлением применяют противопожарное УЗО.

Назначение дифференциальных выключателей

Дифференциальные автоматические выключатели предназначаются для защиты электросети от коротких замыканий и асимметрии токов. Принцип работы подобных устройств основан на сравнении значений и направлений токов, протекающих в L и N жилах питающей сети. Если они равны, то дифференциальный автомат остается во включенном состоянии. Если отличаются, то он отключит нагрузку.

Принцип работы дифференциального автомата

Особенностью работы дифференциального автомата является то, что помимо сравнения токов друг с другом, он замеряет их абсолютное значение. Таким образом, диф автомат, кроме сравнивающей функции, выполняет задачу по отсечке потребителя при перегрузке по мощности. В этом плане его роль схожа с обыкновенным автоматическим выключателем.

В итоге можно выделить 2 задачи, которые выполняет диф автомат:

защита при перекосе нагрузки или утечки тока на землю;
отключение потребителя при перегрузке или КЗ.

Следует понимать отличия между устройством защитного отключения и дифференциальным автоматическим выключателем. УЗО используется только для обнаружения утечки. Диф автомат же работает по схожему принципу, но дополнительно защищает сеть от замыканий и перегрузок по току.

Как УЗО предотвращает пожар

Для подобных целей применяются специальные противопожарные устройства защитного отключения. Их особенность состоит в высоком токе утечки. Его значения подбираются, исходя из мощности потребителя и нормальных токов утечки (возникают из-за старения изоляции). Ориентировочные значения следующие:

до 100 мА — для рядовых потребителей, квартир и частных домов;
до 300мА — для промышленных потребителей, мастерских и небольших цехов.

В большинстве случаев пожар возникает из-за некачественного контакта или плохой изоляции проводки. Ток начинает протекать через защитный слой кабеля на окружающие его предметы. Например, арматуру или металлические корпуса электрических аппаратов. Протекание тока приводит к нагреву поврежденного места. С течением времени его температура возрастает до воспламенения изоляции.

Роль противопожарного защитного устройства заключается в заблаговременном отключении потребителя при возникновении нагревающих токов утечки. Впоследствии такое отключение спасает проводку от пожара. А УЗО не позволит подать напряжение, пока поврежденное место не будет найдено, а проблема устранена.

Дополнительная информация. Если устройство защитного отключения слишком часто срабатывает без ведомой на то причины, то следует обратить внимание на исправность самого прибора. Нередки случаи, когда виновником ложных срабатываний является само УЗО. Во избежание подобных неприятностей лучше приобретать автоматику от надежных производителей, таких как ABB.

Выбор противопожарного защитного устройства

Существует огромное количество различных моделей УЗО. Каждая из них оптимально подходит под определенную задачу. Например, для защиты обычных квартир применяют однофазные защитные устройства, а для небольшой мастерской уже пригодится трехфазный прибор.

Разница существует и в максимальных токах, которые способно пропускать УЗО. Для квартиры достаточно устройства на 25-32 А. Для промышленных объектов, как правило, требуется аппарат минимум на 63 А, что соответствует потребителю мощностью около 15 кВт.

Поэтому существует ряд критериев, по которым следует выбирать устройство защитного отключения. Самые значимые из них таковы:

Ток утечки. Для противопожарных моделей он лежит в диапазоне 100-300 миллиампер.
Электронное или электромеханическое УЗО. Этот фактор влияет на надежность прибора.
Селективное или неселективное устройство. Зависит от масштабов и сложности схемы.

Ток утечки УЗО

Типичные значения составляют 100-300 мА. При выборе следует исходить из двух факторов:

Разветвленность электропроводки. Чем она больше, тем выше утечка.
Состояние изоляции. Чем она старее, сырее и грязнее, тем сильнее утечки.

Для квартиры применяют УЗО на 100 мА. Объясняется это малой разветвленностью и общей длиной проводки. Ведь чем больше площадь проложенных в стенах кабелей, тем проще току найти слабое место в изоляции и утечь на близлежащие заземленные конструкции.

У больших промышленных потребителей маршруты электроснабжения более разветвленные. Также они имеют большую протяженность. Поэтому току проще найти слабую изоляцию и покинуть токоведущую жилу.

Дополнительная информация. Здесь стоит подчеркнуть, что утечка тока и короткое замыкание на землю — вещи разные. При КЗ сопротивление изоляции падает практически до нуля. Поэтому возникают огромные и разрушительные токи замыкания, сопровождающиеся искрами и горением дуги. Утечка тока через изоляцию — явление обычное и нормальнее. В разумных пределах оно присутствует даже у новых электрических кабелей.

Другой важный фактор, повышающий ток утечки — это состояние изоляции. Влага, частички грязи, металлическая пыль и трещины уменьшают сопротивление защитного слоя. Такое обычно происходит со старой проводкой. Из-за этого возрастают утечки тока. Поэтому если проводка старая или находится во влажной среде, то желательно выбрать УЗО, рассчитанное на большие утечки.

Электронное или механическое устройство

Представленные в продаже противопожарные защитные устройства по исполнению делятся на 2 вида:

Электронные. Содержат небольшую печатную плату, управляющую контактами.
Электромеханические. Работают без сложной электроники.

Электронные устройства обладают недостатком. Для их работы необходимо напряжение в защищаемой линии. Поэтому если перед УЗО происходит обрыв нулевого проводника, то оно теряет работоспособность и не срабатывает при повреждении изоляции.

Электромеханические устройства в этом плане надежнее. Они не столь критичны к качеству питающего напряжения и менее восприимчивы к его скачкам и просадкам.

Обычное УЗО или селективное

Обычные защитные устройства пригодны для небольших потребителей. Они подходят для квартир с малым числом комнат и надежной изоляцией проводки. Главный недостаток таких устройств — это невозможность оперативно выяснить, где именно произошла утечка тока. То есть если где-то в квартире повредилась изоляция, то электропитание всей площади отключится.

УЗО селективного действия используются для формирования избирательной защиты. Обычно это устройства категории S. Их применение позволяет локализовать место повреждения изоляции и отключить от электропитания только и именно проблемный участок.

Селективное устройство EKF

Селективные устройства защитного отключения устанавливаются на вводе в электрощит. Они целесообразны для крупных разветвленных потребителей или многокомнатных квартир, в которых поиск места утечки тока способен занять слишком большое время.

Где используется противопожарное защитное устройство

Противопожарные УЗО применяются для защиты от возгорания в многоквартирных домах. Жильцы устанавливают защитное устройство в свои распределительные щиты на вводе в квартиру. При этом УЗО по требованиям энергоснабжающей организации устанавливается после прибора учета. За редким исключением используют стандартные противопожарные устройства с током утечки до 100 мА. Для средней квартиры с современной проводкой такой номинал является оптимальным.

Другая сфера применения противопожарного УЗО — это защита для частного дома из древесины. Материал стен здесь принципиален. Дерево в большей степени подвержено горению. Оно обладает меньшим удельным сопротивлением, чем бетон. Поэтому в доме из дерева риск возникновения пожара из-за проблем с проводкой на порядок выше, чем в бетонном здании. Соответственно УЗО для построек из натуральных материалов гораздо актуальнее, чем для кирпичных или бетонных.

УЗО может использоваться и в составе более сложных систем пожаротушения. Например, в сочетании с противопожарным оборудованием таких компаний как AAB Technology.

Монтаж и типовые схемы подключения противопожарного УЗО

Для установки противопожарного устройства защитного отключения потребуется минимальный набор инструментов, немного опыта электромонтажных работ и подходящая для потребителя схема. Перед монтажом нужно ориентироваться на следующий список инструментов и материалов:

пассатижи, кусачки, 1-2 м провода сечением от 2,5 кв. мм;
индикаторная отвертка, мультиметр или контрольная лампочка;
само УЗО и инструкция по его установке;
подходящая схема подключения.

Важно! Перед установкой защитного устройства требуется снять с электрощита напряжение. Для этого необходимо отключить вводной автоматический выключатель, затем убедиться в отсутствии опасного потенциала при помощи индикатора или вольтметра. В идеале лучше использовать контрольную лампу накаливания.

Сложности существуют с подбором правильной схемы. Квартирный щиток может быть оснащен заземляющим проводом, а может быть и без него. Некоторые потребители для работы требуют 3 фазы питания, а некоторые только одну. Поэтому ниже приведены несколько типичных схем подключения противопожарного УЗО.

Подключение однофазного УЗО

Одна из наиболее популярных схем. Она применима в квартирах и частных домах с однофазным питанием без заземляющего провода:

На вводе в электрощит устанавливается автоматический выключатель. Он защитит последующие цепи от КЗ.
За ним следует прибор учета. В данном случае он однофазный.
Далее подключается УЗО. Монтаж проводов выполняется согласно маркировке на корпусе прибора.
После УЗО ноль следует подсоединить на общую N шину, а фаза расходится по групповым автоматам.

Подключение трехфазного УЗО

Для защиты от пожара трехфазной сети потребуется четырехполюсное устройство на 380 В. Остальные же принципы монтажа остаются теми же. Сначала идет вводной автомат, затем счетчик и групповые автоматы или УЗО.

Основная задача противопожарного УЗО — это защита от возгорания проводки. Устройства этого класса рассчитаны на сравнительно высокие токи утечки до 300 мА. Поэтому они не подходят для обеспечения безопасности человека от поражения электротоком.

Схема подключения противопожарного УЗО

На ток утечки противопожарного УЗО оказывает влияние состояние и возраст проводки. Также сказывается ее протяженность и разветвленность. Чем хуже состояние кабелей, тем выше риск ложных срабатываний устройства защиты.

Принцип действия, устройство и установка УЗО

Что такое токи утечки и как от них защититься? Устройство защитного отключения (УЗО) вовремя фиксирует дифференциальные токи и размыкает электрическую цепь. Другими словами, установка этого прибора поможет защитить дом от пожара и спасти жизнь. Как устроено УЗО и как оно работает? Читайте в этой статье.

Содержание:

1. Конструкция УЗО
2. Особенности устройства
3. Принцип действия устройства защитного отключения
4. Основные характеристики УЗО
5. Как устанавливать УЗО

Встреча с током утечки может произойти, если у прибора, например, утюга, повреждается изоляция проводов из-за износа или внешних воздействий. Ток начинает утекать через бреши, наделяя корпус прибора опасным электрическим потенциалом. Касаясь включенного утюга, человек принимает часть электрического тока, замыкая цепь на себя. Это нередко приводит к печальным последствиям. Кроме того, результатом утечки тока может стать перегрев проводов и даже пожар. Защитить от беды способно заземление. Однако нередки случаи, когда заземляющий контур находится слишком близко к дому, плохо изолирован или в помещении высокая влажность. Тогда заземление может пропускать ток через металлоконструкцию здания. Это наблюдается в частных домах с заземлением, сделанным непрофессионально. А в помещениях с повышенной влажностью, например, в ванной или на кухне, установка узо просто необходима.

Конструкция УЗО

Устройства защитного отключения по принципу работы делятся на две группы.

не требуют внешнего электропитания и включают в себя следующие элементы: трансформатор тока с двумя обмотками, чувствительный магнитоэлектрический элемент и высокоточное поляризованное реле. Трансформатор – это сердце устройства. У однофазного узо первичная обмотка состоит из двух проводов – фазного и нулевого, у трехфазного – из четырех: три из них фазные и один нулевой. Вторичная обмотка – это провод, который соединен с реле.

требуют отдельного электропитания. Имеют примерно такое же строение, как электромеханические. Но вместо магнитоэлектрического элемента используют сразу несколько устройств: компаратор, обеспечивающий сравнение токов, выпрямитель и усилитель сигнала, а поляризованное реле заменено обычным.

Особенности устройства

Почему именно УЗО – эффективное средство защиты от токов утечки? Если сравнивать его с выключателями, то узо наиболее чутко реагирует именно на дифференциальный ток, тогда как выключатели уделяют внимание перегрузке в сети и коротким замыканиям.

Человек ощущает боль при воздействии тока величиной 3 – 5 мА. Ток со значением до 30 мА называется током неотпускания, когда человек не может самостоятельно оторвать руку от токоведущей части. Электрический ток от 30 до 100 мА считается смертельно опасным, так как вызывает фибрилляцию (частые сокращения) сердца. УЗО позволяет разорвать электрическую цепь еще до того, как величина тока достигнет опасного для человека значения.

Принцип действия устройства защитного отключения

В основе работы лежит принцип фиксации дифференциальных токов. Векторная сумма токов в фазном и нулевом проводах равна нулю, когда электрическая цепь замкнута. Если появляется разница между значениями силы тока, значит, часть энергии уходит из цепи. Задача УЗО – постоянно сравнивать значения в фазе и нуле и при появлении малейшей разности отключать питание.

Элементом в устройстве, который отвечает за фиксацию тока утечки, является . Рассмотрим, как работает двухполюсный автомат узо с обычным электромеханическим реле. Классический тороидальный трансформатор для двухполюсного дифференциального выключателя имеет две силовые и одну контрольную обмотки. Силовые обмотки подключены к фазе и нулю и в штатной ситуации создают равные по мощности, но противоположные по заряду магнитные поля, которые взаимокомпенсируются. При возникновении разности токов мощность у магнитных полей также изменяется, вызывает в контрольной обмотке электродвижущую силу (ЭДС) и провоцирует появление тока. Это значение усиливается с помощью усилителя сигнала и сравнивается с эталоном в микросхеме. В случае если ток утечки превышает порог отключения, реле воздействует на расцепитель силовых контактов и питание отключается.

Основные характеристики УЗО

Устройства подбирают по нескольким параметрам.

указывает, сколько проводов можно подключить к устройству. Для однофазных сетей (220 В) – одно- и двухполюсные УЗО; для трехфазных сетей (380 В) – трех- и четырехполюсные устройства. При срабатывании прибора расцепляются все связи.

может быть двух вариантов: АС – устройства срабатывают при утечке переменных (синусоидальных) токов; А – рассчитаны на срабатывание при утечке как переменных, так и постоянных токов. Иногда в инструкциях к бытовым приборам можно встретить требование установить автомат узо именно этого типа, так как он имеет более широкий спектр токов отключения.

может быть в диапазоне от 16 до 63 А. У каждого аппарата есть свой предел пропускаемого тока. В зависимости от количества потребителей на линии подбирается УЗО со значением номинального тока.

может быть от 6 до 500 мА. По достижении определенного значения тока утечки устройство отключается.

Как устанавливать УЗО

Так как монтаж устройства связан с высокой опасностью и риском поражения электрическим током, его должен выполнять специалист. Если вы имеете квалификацию электрика или у вас есть базовые знания электротехники и основ безопасности, то можете выполнить подключение узо самостоятельно.

Устройство защитного отключения размещается в разрыве электрической цепи и устанавливается параллельно с группой приборов, которые находятся под защитой. Процесс установки происходит в такой последовательности.

Продумывается схема подключения узо – производится расчет, сколько устройств понадобится на квартиру или дом.
Определяется местоположение электрического щитка. В стене и в местах крепления на щите сверлятся отверстия для фиксации с помощью дюбелей и шурупов.
В щит устанавливается DIN-рейка, на которую крепится УЗО и слева от него – автоматический выключатель.
Перед тем как выключить напряжение, с помощью индикаторной отвертки определяется фазный провод со стороны электросети и со стороны нагрузки.
Провода со стороны источника питания заводятся в клеммы выключателя сверху.
От нижних контактов выключателя протягиваются провода-перемычки к верхним клеммам узо. К нижним контактам подсоединяются провода с нагрузки. Важно соблюдать соответствие проводов фазы, нуля и нейтрали сверху и снизу.
По окончании монтажных работ еще раз визуально проверяется правильность подключения всех проводов и только после этого подается питание на цепь.
Проверяется работа УЗО и выключателя с помощью кнопки «ТЕСТ» – она имитирует нештатную ситуацию и заставляет автомат сработать.

Внимание! Нельзя устанавливать УЗО в системе заземления TN-C, так как в контуре совмещены функции нулевого защитного и нулевого рабочего проводника по всей длине. Это значит, что устройство может просто не ощутить разницы потенциалов во время утечки тока и, соответственно, не отключит напряжение.

Выбор и установка устройств защитного отключения занимает не так много времени, зато обеспечивает вашу безопасность. Для квартиры или дома может понадобиться несколько устройств – расчет лучше доверить специалисту или произвести самостоятельно. В ассортименте нашего интернет-магазина вы можете купить узо производителей ABB, IEK, Legrand, СВЕТОЗАР, ЭКФ. Выбирайте с подходящим значением номинального тока и тока утечки. Заказывайте не выходя из дома – по телефону или используя услугу «Купить в 1 клик»!

Что такое УЗО в электрике и для чего нужно

Охранные установки электробезопасности предусматривают в каждом современном жилище. УЗО (устройство защитного отключения) с точки зрения безопасности отличается от предохранителей. Его назначение — защищать от удара током. Срабатывают приборы при малых утечках в течение 20 – 40 мс. УЗО не выявляет неисправности, если они не связаны с токовой утечкой.

Определение и назначение УЗО
Устройство и принцип работы
Классы и характеристики
Разновидности устройств защитного отключения
Электромеханическое
Электронное
Селективное
Противопожарное
Когда необходимо ставить УЗО
В каких случаях устройство не поможет

Определение и назначение УЗО

УЗО не может самостоятельно отключить сверхнормативные потоки, поэтому его комбинируют с автоматическим прерывателем. Автовыключатель управляется дифференциальным током, внутри имеет защиту от сверхтоков.

Коммутационный механический прибор предохраняет:

от токового удара при случайном прикосновении к частям электрических агрегатов, находящихся под напряжением;
от поражения при касании к не токоведущим деталям, случайно попавшим под напряжение;
от возгорания при вытекании тока через нарушенную кабельную изоляцию на землю или на корпус.

Обычно используют аппараты с отсекающим током не выше 30 мА. Установки с отключающим электричеством более 100 мА ставят для предохранения больших участков цепи, где низкий порог вызывает ложные тревоги. Эти устройства отвечают за пожарную безопасность, а от поражения защищают не очень эффективно.

Устройство и принцип работы

В работе аппарата используется принцип диагностики разности токов, пропускаемых через трансформатор. Прибор определяет векторную сумму электричества, проходящего по контрольным проводникам. При этом нормой считается равенство входящего и вытекающего тока.

Касание человека к токоведущим деталям приводит к утечке, поэтому на выходе контрольного проводника значение резко отличается от показателей на входе. Аппарат мгновенно отключает подачу через автоматы.

Устройство УЗО:

дифференциальный трансформатор;
реле, реагирующее на величину электричества;
автоматический прерыватель;
прибор проверки.

Выпускают устройства, которые работают только при присутствии напряжения в магистрали. Есть модели, автоматически обесточивающие линию при пропадании вольтажа.

Классы и характеристики

По способу действия различают:

аппараты, функционирующие от вспомогательного источника электроэнергии;
приборы без таких источников, работающие по электромеханическому принципу.

Первый вариант зависит от напряжения в магистрали, для срабатывания нужно питание системы с внутренним усилителем. Такие установки менее надежны, они не реагируют при обрыве нулевого провода, когда потенциал проходит через тело пользователя.

Второй вариант реагирует при выявлении потерь, срабатывает не от питающего электричества, а от взведенной пружины, поэтому более надежны. Есть новые разработки УЗО-Д, которые прерывают напряжение, даже если нет питания. Функциональное разнообразие послужило причиной выделения подгрупп S и G.

Разновидности устройств защитного отключения

Каждый прибор обрабатывает поток с определенными колебаниями и номинальной величиной. Параметры указывают на корпусе аппарата.

Помимо максимально возможного тока прохождения, УЗО делят по характеристикам:

количеству полюсов;
способу установки;
рабочему напряжению.

Число полюсов соответствует количеству проводников. Есть УЗО с четырьмя выводами для работы с трехпроводной или двухпроводной магистралью. Устройство крепят стационарно или используют переносные варианты. Для однофазной сети выпускают приборы на 220В, трехфазной — 400В.

Электромеханическое

Срабатывает всегда, если на участке фиксируются потери электричества, независимо от присутствия напряжения.

Особенности электромеханического устройства:

основной узел — дифференциальный электромагнитный трансформатор в форме сердечника с накрученными обмотками;
потери электричества на участке вызывают появления вольтажа на вторичной обмотке, срабатывает реле и автомат;
для врезки в сеть нужно изучить электрическую схему подключения, показанную на коробке устройства.

В монтаже электромеханического и электронного варианта есть некоторые различия. На схеме первого показано, что через трансформатор проходят ноль и фаза, а реле подсоединено ко вторичной обмотке.

Электронное

Такие установки срабатывают на отключение только при присутствии напряжения, поэтому для их работы нужен источник дополнительного питания.

Особенности электронного УЗО:

главный модуль — электронная пластина из диэлектрика с усилителем, которая не функционирует без внешней подачи электричества;
внутри устройства нет аккумуляторов;
если в магистрали есть 220 в, УЗО отключит подачу, если напряжения нет, автомат не среагирует.

Противопожарное УЗО для частного дома

Пожар в доме может привести к большим материальным проблемам и даже к травмам или гибели людей. Одной из причин возгорания является неисправность электроприборов или проводки.

Для защиты от перегрузки и короткого замыкания используются автоматические выключатели, а для отключения линии при нарушении изоляции между токоведущими частями и заземлёнными элементами применяется противопожарное УЗО.

В этой статье рассказывается о том, как работает этот вид защиты и в каких случаях необходима установка такого прибора.

На чем основана противопожарная защита

Короткое замыкание между деталями электрооборудования, находящимися под напряжением, и заземлёнными частями конструкции вызывает ток короткого замыкания, который достаточен для срабатывания автоматического выключателя.

Однако при повреждении изоляции короткое замыкание возникает не всегда. В некоторых случаях появляется ток утечки, величина которого составляет всего 100-500мА.

При напряжении 220В мощность, выделяемая в месте замыкания, достигает 100Вт. Аналогичную мощность и его вполне достаточно для разогрева места аварии до температуры возгорания рядом расположенных легковоспламеняемых материалов. Для защиты от подобных ситуаций используется противопожарное УЗО.

Уставка такого устройства в зависимости от модели составляет от 100 до 500мА. Такие токи являются опасными для здоровья и жизни людей, но противопожарное УЗО для частного дома может защитить электропроводку от возгорания, а дом от пожара.

Конструкция и принцип действия этого аппарата ничем не отличается от обычных приборов, кроме более высокого тока утечки. В УЗО и дифавтоматах, применяемых в домашней электропроводке, он составляет 10-30мА. Номинальный ток аппаратов противопожарной защиты может быть любым, но обычно он начинается от 25А и зависит от реле, установленного внутри устройства.

Информация! Количество полюсов зависит от числа фаз — двухполюсные приборы устанавливаются в однофазной сети, а четырёхполюсные в трёхфазной.

Схема подключения противопожарного УЗО

Смертельным для человека в сети переменного напряжения является ток 100мА, поэтому для защиты электроприборов используются УЗО с уставкой 10 или 30мА. от поражения электрическим током защитить не может, поэтому такие устройства устанавливают во вводных электрощитах для аварийного отключения всего здания. Это обеспечивает селективность защиты.

Справка! Селективность защиты — это такое построение схемы и выбор параметров устройств защиты, при котором в аварийной ситуации отключается только неисправный участок, а всё остальное оборудование остаётся подключённым к сети.

Противопожарное УЗО отключает питающие кабеля и автоматические выключатели, позволяет отключать только тот участок, в котором имеется короткое замыкание и уменьшает количество ложных срабатываний.

Например, при попадании воды на электронную плату стиральной машины отключится питающая её линия, а все остальные электроприборы остаются включёнными.

В некоторых ситуациях вместо этого прибора целесообразна установка дифавтомата с такими же защитными параметрами. Это позволяет сэкономить место в электрошкафу или улучшить защиту, заменив обычный автоматический выключатель дифференциальным.

Номинал противопожарного УЗО

Выбор противопожарного УЗО для защиты дома связан с необходимостью отключения питания при появлении тока утечки сразу в нескольких линиях. При этом утечка в каждом отдельном кабеле может быть небольшой, но общий ток при этом составляет значительную величину. Например, подобная ситуация возникает при высокой влажности в ванной комнате или затоплении квартиры соседями с верхнего этажа.

Кроме того, параметры противопожарного УЗО должны обеспечивать отсутствие срабатываний при отключении одного из защитных устройств, расположенных ближе к месту аварии. Этим требованиям отвечает двух- или трёхступенчатая система защиты, в которой ток уставки каждой следующей ступени выше, чем предыдущей.

Распространённые модели противопожарных УЗО имеют номинальный ток утечки 100 для квартиры или частного дома и 300мА для вводного щитка в многоквартирном здании. Существуют так же устройства с регулируемыми уставками — 40-100, 63-100, 63-300 и 100-300мА. Количество полюсов зависит от числа фаз — 2 полюса в однофазной сети и 4 в трёхфазной.

Информация! Номинальный ток УЗО определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше номинального тока автомата.

Чем противопожарное УЗО отличается от обычного

Принцип действия всех устройств защитного отключения одинаков. Отличие только в токе уставки, именно он определяет место установки и назначение прибора:

10мА. Используются только для защиты стиральной машины или розеток в ванной. При подключении к устройству розеток или освещения, находящихся в других частях квартиры, ток уставки повышается до 30мА.
30мА. Самый распространённый номинал дифференциальной защиты, устанавливается на всех линиях бытовой проводки.
100, 300 и 500мА. УЗО с такими номиналами называют противопожарными. Они не защищают людей от поражения электрическим током, но предохраняют проводку от возгорания.

Так зачем же нужны противопожарные УЗО? Эти приборы устанавливаются во вводных щитах и шкафах, сразу после вводного автомата или электросчётчика. Они защищают не потребителей, а кабеля и электрощиты. Ток уставки этих приборов выбирается таким образом, чтобы обеспечить селективность защиты.

Отличие между противопожарным и обычным УЗО:

1. Уставка по току утечке;
2. Назначение по защите.

Название этого класса приборов «противопожарные» указывает на основное предназначение таких устройств. В первую очередь они защищают электропроводку от пожара.

При токе утечки 300мА в сети 220В в месте нарушения изоляции выделяется мощность около 60 Вт. Этого вполне достаточно для нагрева конструкции до температуры возгорания. Если лампу накаливания такой мощности накрыть листом бумаги, то через некоторое время бумага может обуглиться или даже загореться.

Так как же работает противопожарное УЗО? Принцип действия этих устройств такой же, как и у приборов с меньшей уставкой и основан на сравнении токов в нулевом и фазном проводах:

1. в обычной ситуации эти токи равны;
2. при нарушении изоляции между фазным проводом и заземлённым корпусом электроприбора или элементами конструкции здания появляется ток утечки;
3. ток, протекающий по нулевому проводу, уменьшается на величину тока утечки;
4. равенство между токами в нулевом и фазном проводах нарушается;
5. при достижении тока утечки величины равной или большей уставке УЗО аппарат отключается.

Важно! Основным недостатком этих устройств является большая величина уставки — выше, чем опасная для жизни человека. Поэтому противопожарные УЗО применяются только в сочетании с групповыми УЗО, имеющими уставку меньшей величины.

Где ставится противопожарное УЗО

Противопожарное УЗО монтируется в квартирных электрощитах после счётчика, в этажных распредщитах или в домовых вводных щитах. Они так же могут располагаться в распредустройстве понижающей трансформаторной подстанции.

Основное предназначение этих приборов следующее:

защита кабеля, соединяющего щит учета и жилое здание.
защита участков электропроводки, в которых отсутствует УЗО;
отключение электрощитов при замыкании внутри щита;
дублирование нижестоящей дифференциальной защиты.

Для обеспечения селективности вышестоящее противопожарное УЗО следует выбирать с уставкой в 3 раза выше, чем у нижестоящего. Например, защитное устройство отдельной линии должно иметь ток срабатывания 30мА, прибор в квартирном щите выбирается с уставкой 100мА, защита на этаже , а общедомовой аппарат должен иметь уставку 500мА.

Кроме того, следует учесть время срабатывания. Оно так же должно отличаться в 3 раза. Самый быстродействующий прибор выбирается для отдельных линий и электроприборов, иначе при больших токах утечки возможно отключение сразу всех защитных устройств — от подключенных к отдельному электроприбору до общедомового.

Каким номиналом выбрать УЗО 100 или 300 мА?

При выборе противопожарного УЗО возникает вопрос — какими параметрами должно обладать устройство? Если с номинальным током всё просто, он должен быть равен или больше соответствующего автоматического выключателя, то ток уставки зависит от места установки прибора.

В квартирном щитке достаточно 100мА, а на этаже желательно установить аппарат с уставкой 300мА.

При отсутствии противопожарного УЗО в квартирном щите прибор с уставкой 100мА располагается в этажном или общедомовом щите. Общее правило при выборе тока срабатывания следующее — чем меньше, тем лучше. Мощность утечки даже в устройстве 100мА составляет 22Вт, что соответствует паяльнику средней мощности.

Нормативные документы по использования

Нужно ли противопожарное УЗО и какими параметрами должно обладать это устройство указано в различных нормативных документах.

ГОСТ Р 50571.17-2000 482.2.10. В этом ГОСТе указаны меры безопасности, позволяющие уменьшить или предотвратить последствия воздействия тока утечки на оборудование или кабеля. Для этого необходимо установить УЗО или дифференциальный автомат с током уставки не более 500мА . Вместо установки УДТ допускается постоянное использование устройства, контролирующего сопротивление изоляции и, в случае её нарушения, подающее сигнал и (или) отключающее питание.
СП 256.1325800.2016 10.13. В этих правилах предусмотрены меры защиты от возгорания электропроводки в квартире или частном доме. Для отключения питания в том случае, если ток утечки на землю недостаточен для срабатывания автоматического выключателя, необходима установка во вводном щитке устройства дифференциальной защиты с током уставки не более 300мА .
ГОСТ Р 50572.4.42-2012. Этот документ предусматривает методы защиты электропроводки от пожара . Для этого ток уставки дифавтомата или УЗО в квартире или частном доме не должен превышать 300мА .

Необходимые параметры защитных устройств основаны на исследованиях ВНИИ противопожарной обороны (ВНИИПО МЧС РФ). Согласно данным, предоставленным этим учреждением, мощности, выделяемой в месте утечки при токе 150мА (33Вт) , достаточно для нагрева повреждённой изоляции .

Вывод

Подведя итог вышесказанному можно определить несколько правил выбора и установки устройств дифференциальной защиты:

номинальный ток УДТ определяется вводным автоматическим выключателем и должен быть равен или больше автомата;
группы электроприборов и отдельные линии подключаются к УЗО с уставкой до 30мА;
в вводном щитке квартир и небольших домов после электросчётчика устанавливаются приборы с уставкой 100мА, в коттеджах, магазинах и других зданий и помещений большой площади применяются приборы с уставкой 300мА;
на вводе коммерческих объектов используются селективные УЗО или дифавтоматы (имеющие на передней панели маркировку «S»).

Основное предназначение таких устройств — защита электропроводки от пожара. Поэтому в квартирах и частных домах необходимо использовать оба вида устройств — обычные и противопожарные УЗО.

Как работает узо?

Не так давно начали появляться инновационные разработки в сфере оборудования для прокладки электрической проводки. Это разнотипные автоматы и устройства защиты.

Теперь они стали безопаснее, менее габаритными, аккуратными. Монтировать такое оборудование стало намного легче, чем их предшетвенники.

Результатом современных подходов к безопасности электропроводки являются защитные автоматы, которые называются УЗО. Они предназначены защитить человека от токов утечки, во время касания человека к оборудованию, где есть короткое замыкания или большая нагрузка.

Как работает узо без заземления.

Установка защитного устройства на потребители электрической энергии осуществляется в местах, где существует опасность поражения электрическим током.

Современные требования к осуществлению подключения проводки к автоматическим устройствам предполагают обязательное вхождение УЗО в электрическую цепь.

Многие специалисты утверждают, что установка УЗО двухпроводниковую цепь не возможна. Регламентируют они свое мнения тем, что для этого нужно понести большие затраты на улучшение и переделку всей проводки или же просто отказаться от УЗО. Это мнение ошибочное.

По своей сути УЗО предусматривает подключение только двух пар проводов, поскольку имеет только две пары клемных устройств. Крепить заземление попросту некуда. Принцип работы УЗО не требует обязательного подключение заземления.

Подключение УЗО без заземления: к нему подключаются фазный и нулевой провода, нагрузка на которых выравнивается и тщательно отслеживается.

Когда на проводку повышается нагрузка или происходит утечка тока (замыкания на металлический корпус), УЗО срабатывает, отключая поврежденный участок.

Как работает узо с заземлением.

Для того, чтобы обеспечить полноту защиты человека от поражения электротоком на металлических частях, что оказались под напряжением в результате обрыва провода, нужно установить дома УЗО с заземлением. Оно устанавливается в том, случае, если есть в доме система заземления.

Заземление и УЗО это совсем независимые части безопасности электрической цепи. Их комбинация позволяет обеспечить надежную безопасность человеку при эксплуатации бытовых приборов и электротехники.

Независимо от наличия заземления, устройство защитного отключения будет работать, и выполнять свою защитную функцию.

Многие системы заземления, сами по себе, не обеспечивают надежную протекцию людей от электричества. Только подключения УЗО в комбинации с заземлением гарантирует надежную безопасность человеку от тока.

Принципы процесса УЗО. В случае обрыва нулевого провода, УЗО не отключит питание. Тогда напряжение появится на корпусах заземленных приборов.

Тогда, в случае касания к ним человека, при котором возникнет ток утечки, устройство моментально сработает, отключив питание. Таким образом, человек обезопасен от поражения электрическим током.

Как работает противопожарное узо.

Противопожарное устройство защитного отключения не защищает человека от поражения электрическим током. В отличи от функций, которые выполняют обычные УЗО для бытовых электропроводок, противопожарное УЗО предназначено для отключения токов утечки с высоким порогом отключения.

Диапазон токов утечки может достигать до 500 мА, при минимальном пороге в 100 мА. Такие токи для человека могут быть смертельными.

Не смотря на такие свойства, противопожарное УЗО считается защитным устройством. Такое устройство осуществляет защиту только от значительных токов утечки, которые могут вызвать возгорание и пожар.

Принцип работы подобного УЗО заключается в том, что при напряжении в 220В, ток утечки достигает отметки в 500 мА, выделяется теплота, которая равна температуре горению обычной бытовой зажигалки.

Советы в статье «Как подключить УЗО и автомат?» здесь.

Чтобы этого не произошло и чтобы предотвратить возникновения пожара, устанавливается противопожарное УЗО, которое отключает токоведущие части поврежденного участка кабельных линий.

Кроме высоких номинальных токов противопожарное УЗО ничем не отличается от принципа работы обычного бытового УЗО.

Источник: gk-rosenergo.ru