Применяя электричество в производственных и бытовых нуждах, необходимо предусмотреть меры, обеспечивающие безопасность и работоспособность проводки и всех приборов. Очевидно, что самой действенной мерой, является установка различных защитных приспособлений. Одним из них является устройство защитного отключения или, сокращенно, УЗО. Знание характеристик этого прибора позволит сделать полезное и правильное приобретение.
Зачем ставить
УЗО призваны обесточивать электрические цепи, если возникает токовая утечка. Иными словами, если ток течет не туда, куда надо. При этом выполняются две задачи:
- защита людей и животных от удара электричеством при появлении пробоя фазы на корпус электрического прибора;
- предупреждение пожаров или возгораний вследствие нарушения изоляции.
Существует перечень правил устройства электроустановок (ПУЭ), согласно которому требуется обязательное применение устройств защитного отключения во влажных помещениях. Необходимо устанавливать УЗО в помещениях для содержания животных, если не смонтировано приспособление выравнивания потенциалов. Характеристики защиты также регламентированы.
Внешний вид
Выглядит УЗО примерно так же, как и автоматический выключатель, но имеет немного большие размеры. Оно может быть двухполюсным для однофазной сети, и четырехполюсным – для трехфазной. Принадлежность к типу сети – одна из основных характеристик.
Информацию об этой и других характеристиках обязательно содержит маркировка УЗО. Значение рабочего напряжения обычно нанесено на корпус чуть выше или чуть ниже токовых характеристик. Особо выделяется кнопка «Тест» для тестирования устройства. Имеется рычаг взвода и клеммы, присутствует индикатор включения.
Как работает отсечка
Главенствующие параметры УЗО – его тип, фазность, номинальный и дифференциальный ток отключения.
В рабочем, включенном состоянии, УЗО как бы сравнивает токи на фазном и нейтральном проводе. При наличии разницы, свидетельствующей о том, что в цепи произошла утечка, УЗО отключается.
Разница эта называется дифференциальным током отключения или утечки. Также встречается название «отсечки». Это важная характеристика, которая обязательно наносится на корпус, измеряется в мА (mA, миллиамперы). Выпускают приборы номиналом от 10 мА до 500 мА.
Дифференциальный ток отключения – это как раз та характеристика, которая и отвечает за правильную работу УЗО в цепи. При его достижении УЗО отключается. Он зависит от чувствительности электромагнитного реле.
Для реализации принципа отсекания в УЗО имеется дифференциальный трансформатор из катушек, намотанных на сердечнике в форме тора. Вот краткое описание процесса.
По катушкам во время работы электрической системы протекают фазный и «нулевой» токи. В нормальном состоянии они равны по значению. Соответственно, в катушках они создают магнитные поля, закрученные в противоположном направлении, но равные по абсолютному значению. В результате суммарное магнитное поле в сердечнике будет нулевое.
Если появляется токовая утечка, например, при замыкании проводника на корпус, которого коснулся человек, стоящий на земле, то магнитный поток в нулевой катушке уменьшается. Суммарный магнитный поток в сердечнике становится положительным. Он создает в контрольной обмотке ток, который приводит в действие электромагнитное реле, отключающее УЗО путем разъединения силовых контактов.
Таким образом, такая характеристика, как чувствительность УЗО, будет напрямую зависеть от чувствительности электромагнитного реле.
Так же будет происходить отключение при изношенной изоляции проводов или при отсыревших контактах, когда происходит утечка. Это поможет предотвратить возгорание проводов и кабелей.
Из принципа работы УЗО видно, что оно будет защищать человека от поражения, даже если неисправное электрооборудование не заземлено.
Действие при замыкании
Очевидно, что при возникновении короткого замыкания, оно будет распознано, как нагрузка. В этом случае устройство защитного отключения не сработает, так как наличие тока утечки не будет диагностировано.
При подключении нагрузки, имеющей большую мощность, чем допустимо проектом электросети, УЗО может просто сгореть, и не выполнить при этом свою функцию.
Для защиты цепей от закорачивания, после УЗО монтируют автоматический выключатель, отключающий питание в случае возникновения тока, превышающего номинал УЗО, или в случае короткого замыкания.
В последнее время производятся дифференциальные выключатели-автоматы, объединяющие в своей конструкции УЗО и выключатель. Соответствующие изменения произошли и в характеристиках.
Три основных типа
Разными производителями выпускается великое множество моделей, но все они разделены на три типа:
- АС для синусоидального переменного тока;
- А для пульсирующего постоянного (а также для синусоидального переменного);
- В для постоянного (а также для пульсирующего постоянного и для синусоидального переменного).
Самым простым и недорогим является устройство АС. Оно срабатывает только при возникновении утечек на участках цепей с переменным током.
Для жилых помещений, где установлены приборы, использующие в работе постоянный ток (телевизоры, компьютеры, некоторые осветительные приборы), необходимо применять тип А. Модели эти дороже, но они обеспечат отключение при любой утечке, если ее параметры соответствуют параметрам выбранного УЗО.
Устройства типа В обладают повышенной надежностью, они дороги и используются на промышленных объектах.
Иногда, при последовательном включении нескольких устройств, применяют УЗО селективного действия (S), которые отключаются с минимальной задержкой, позволяющей сработать устройствам, установленным ближе к нагрузке.
Поскольку тип относится к важным характеристикам, его изображают на корпусе в виде прямоугольника. Синусоида внутри прямоугольника – показатель переменного тока (АС). Прямая и пунктирная линии указывают на тип В, в свою очередь А обозначается специальным значком для импульсного тока.
Нагрузка
Следующая характеристика – номинальный ток УЗО, который измеряется в амперах (A). Он обозначает величину тока в цепи, при которой устройство способно выполнять свои функции.
Не следует путать эту характеристику с аналогичным параметром выключателя-автомата. Выключатель при достижении током номинальной величины должен отключаться, а УЗО даже при превышении номинальной нагрузки останется включенным, пока не сгорят обмотки трансформатора, если не будет диагностирован ток утечки.
Выпускают УЗО по номиналу тока нагрузки от 16 до 100 А. Для обычной квартиры подойдет устройство на 32 А. Чем больше нагрузка на сеть, тем больший выбирают параметр.
Время срабатывания
При правильном подборе характеристик УЗО, оно будет надежно защищать от поражения электричеством и пожара. Насколько успешной будет защита, зависит от чувствительности и времени срабатывания УЗО.
Время отключения УЗО регламентирует пункт 5.3.12 ГОСТа Р под номером 51326.1 http://docs.cntd.ru/document/1200026544
Таблица 1 показывает время отключения для устройств типов АС и S, в зависимости от величины дифференциального тока. Из таблицы следует, что максимальное возможное время отключения – 0,3 с.
Маркировка
На все изделия наносится маркировка. Она позволяет определить технические характеристики устройства защитного отключения, заявленные предприятием-изготовителем. Умение читать маркировку необходимо для правильного выбора прибора, который в будущем должен обеспечивать безопасность эксплуатации электрических систем.
Содержание маркировки на устройствах защитного отключения определяет в главе 6 вышеупомянутого ГОСТ.
На корпусе устройства указывают:
- торговую марку (название или логотип фирмы);
- номинальный ток, при котором может эксплуатироваться устройство;
- напряжение и его частоту;
- величину тока утечки;
- условный ток короткого замыкания (еще один параметр, не рассмотренный выше, показывающий ток, который способен выдержать защитный прибор в течение времени отключения);
- тип прибора (может отображаться знаком, регламентированным ГОСТ);
- схема подключения;
- температурный диапазон эксплуатации УЗО;
- знак (S), если устройство относится к типу селективных.
Для уверенности в правильной работе устройства защитного отключения необходимо не реже одного раза в месяц проверять на срабатывание отключения, нажатием кнопки ТЕСТ.
