Что такое УЗО?

Здравствуйте, уважаемые читатели! Сегодня нужно продолжить разговор об аппаратах защиты домашних линий, о таком устройстве, как УЗО. Многим из вас известно, а многие, может быть, узнают впервые, что УЗО – это, пожалуй, единственный принятый во всем мире активный способ обезопасить людей при случайном прикосновении к токоведущим частям и оборудованию, от токов замыкания на землю (токов утечки).

Внешне УЗО очень похоже на обычный автомат.

Это приспособление, которое сможет осуществить защиту от возгораний и пожаров, возникших вследствие повреждений изоляции или неисправностей электропроводки.

История создания УЗО

Схема, поясняющая принцип защиты.

Первое УЗО было запатентовано германской фирмой RWE в 1928 г., когда принцип токовой дифференциальной защиты, ранее применявшийся для защиты генераторов, линий и трансформаторов, был применен для защиты человека от поражения электрическим током.

В 1937 г. фирма Schutzapparategesellschaft Paris & Co изготовила первое действующее устройство на базе дифференциального трансформатора и поляризованного реле, имевшее чувствительность 0,01 А и быстродействие 0,1 с.
В середине 50-х годов в Австрии, ФРГ и во Франции началось массовое внедрение УЗО во все без исключения электроустановки. Ниже представлена копия фотографии одного из первых серийных УЗО, выпущенного в 1956 г.

Шли годы. Развитие техники не стояло на месте. Постепенно УЗО превратилось в компактное обязательное устройство.

Международная классификация УЗО.

По своему внешнему виду УЗО сильно напоминает обычный автомат: тот же корпус и рычаг отключения. Собственно говоря, УЗО и может выступать в качестве АВ, то есть как выключатель определенного участка цепи.

В наше время спрос на УЗО остается стабильно большим, поэтому наряду с отечественными производителями, многие зарубежные фирмы продолжают в значительных количествах выпускать эти устройства в самых разных модификациях, постоянно их совершенствуя.

Здесь хочется сказать еще об одной особенности. Термин УЗО, принятый в отечественной спецлитературе, наиболее точно определяет назначение устройства и его отличие от других коммутационных электроаппаратов. В настоящее время действует международная классификация УЗО, разработанная международной электротехнической комиссией – МЭК (IEC). Ниже приведена та самая таблица международной классификации.

Кроме того, принято общее название – RCD (residual current protective device). Если точно перевести данную фразу, то это будет выглядеть так – защитное устройство по разностному (дифференциальному) току.

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке. Ниже приведена структурная схема УЗО.

Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока.

В абсолютном большинстве УЗО, которые производятся и эксплуатируются в настоящее время, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока.

Структурная схема УЗО.

Пусковой орган (или, как его еще называют, пороговый элемент) обычно выполняется на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах.

Вот его схематичный рисунок:

1. Магнитопровод.
2. Обмотка.
3. Постоянный магнит.
4. Якорь.
5. Пружина.
6. Шток.

Исполнительный механизм включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода.
УЗО предназначено для непрерывной и продолжительной работы.

Оно должно отключать защищаемый участок сети при появлении в нем синусоидального переменного или пульсирующего постоянного тока утечки, равного отключающему дифференциальному току устройства.

Схематический рисунок принципа работы УЗО.

УЗО, функционально не зависящее от напряжения питания, не должно срабатывать при снятии и повторном включении напряжения сети. УЗО не должно производить автоматическое повторное включение.

УЗО также не должно зависеть от наличия напряжения в контролируемой сети. Оно сохраняет свою работоспособность при обрыве нулевого или фазного провода. Также УЗО должно срабатывать при нажатии вами кнопки ТЕСТ.

УЗО защищается от токов КЗ последовательным защитным устройством (здесь подразумевается, что это будет АВ).

При этом номинальный ток ПЗУ не должен превышать номинальный рабочий ток УЗО. Можно привести таблицу, которая вам в дальнейшем может пригодиться.

Номинальные токи ПЗУ.

После всего сказанного следует объяснить принцип действия УЗО.

Режимы работы устройства

Схема работы УЗО с заземлением.

Как вы видите из данного рисунка, весь процесс работы УЗО можно разбить на три режима:
1-й режим – нормальная работа.
2-й режим – активация в случае проблемы магнитного потока.
3-й  режим – режим срабатывания и прекращения подачи напряжения.

По условиям функционирования, УЗО разделяются на свои типы:
АС – УЗО, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно либо медленно возрастающий.
А – УЗО, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно либо медленно возрастающие.
В – УЗО, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.
S – УЗО селективное (с выдержкой времени отключения).
G – то же самое, что и тип S, но с меньшей выдержкой времени.

Конструкции УЗО различных производителей могут различаться не только своими параметрами, но и схемами подключениями.

Наиболее распространенные схемы подключения УЗО

Схемы подключения УЗО.

По своим техническим данным существуют два типа УЗО.

Электромеханические – функционально не зависят от напряжения питания. Источником энергии, необходимой для функционирования, выполнения защитных функций, включая операцию отключения, является для устройства этого вида сам сигнал – дифференциальный ток, на который оно реагирует.

Электронные – функционально зависят от напряжения питания. Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника. Но применение таких устройств более ограничено в силу их меньшей надежности, подверженности воздействию внешних факторов.

Итак, прочитав данную публикацию, вы решили установить это устройство. Но не торопитесь. Все электрики – как опытные, так и начинающие, – могут допустить ошибки при подключении. И, чтобы этого не произошло, следует принять во внимание данные из ряда схем, где указаны наиболее типичные ошибки.

Типичные ошибки при подключении УЗО.

В заключение следует добавить, что на каждом УЗО должна быть стойкая маркировка с указанием таких данных, как:

1. Наименование или торговый знак (марка) изготовителя.
2. Обозначение типа, номера по каталогу или номера серии.
3. Номинальное напряжение U.
4. Номинальная частота, если УЗО разработано для частоты, отличной от 50 или 60 Гц.
5. Номинальный ток нагрузки I.
6. Номинальный отключающий дифференциальный ток I_D.
7. Номинальная наибольшая включающая и отключающая коммутационная способность I_m.
8. Номинальный условный ток короткого замыкания I_Z.
9. Степень защиты (только в случае ее отличия от IP20).
10. Символ (S) для устройств типа (S G) – для устройств типа G.
11. Указание, что УЗО функционально зависит от напряжения сети, если это имеет место.
12. Обозначение органа управления контрольным устройством – кнопки «ТЕСТ».
13. Схема подключения.

От этой маркировки зависит ваш правильный выбор УЗО.

Степень защиты УЗО в нормальных условиях эксплуатации после завершения монтажа должна соответствовать классу IP 20.
Также вашему вниманию представляется несколько таблиц, которые будут вам интересны.

Пределы превышения температуры частей УЗО.

Нормы VDE для различных объектов.