Схемы подключения УЗО в однофазной и трехфазной сети

Схемы подключения УЗО в однофазной и трехфазной сети

С понятием УЗО на сегодняшний день уже знакомы многие. Установка этих устройств необходима, если мы заботимся о себе и своих близких, и хотим иметь в домах безопасную электрическую сеть. Многие игнорируют эти устройства защитного отключения – одним не хочется переделывать распределительный щиток, для других это слишком дорого. И совершенно напрасно, потому что схема подключения УЗО не отличается сложностью. А что касается финансовых затрат, то существуют варианты схем, когда монтируют всего одно устройство на вводе. Уж на это можно раскошелится, тем более, если речь идёт о безопасности человеческой жизни.

Схемы подключения УЗО и дифавтоматов

Согласно требованиям современных норм и правил, функционирование домашней электропроводки подразумевает использование защитных устройств. И на сегодняшний день наиболее популярны дифференциальные автоматы и устройства защитного отключения. Они поставляются на отечественный рынок в различных конструктивных исполнениях, что позволяет подобрать устройство с оптимальными характеристиками для использования в однофазных и трехфазных схемах электроснабжения. Вместе с тем, все эти устройства функционируют по одному общему алгоритму.

Принцип работы УЗО и дифавтомата

Устройство защитного отключения работает по принципу, схожему с дифференциальным автоматом, за тем исключением, что в его схеме отсутствует автоматический выключатель, который реагирует на превышение токов нагрузки. В связи с этим, при подключении одно- или трехфазного УЗО требуется установка дополнительной токовой защиты для обеспечения защиты от недопустимых нагрузок и коротких замыканий. Этот момент, собственно, и отличает УЗО от дифавтомата.

Что касается элемента, конструктивно объединяющего эти устройства, то им является схема, которая основана на сравнении входящих в устройство и выходящих из него векторов токов. В обоих случаях схема отключает электрооборудование, как только будет зафиксировано отклонение от установленных предельных величин.

Набор элементов, обеспечивающих функциональность схемы, может быть разным и основываться на использовании электромагнитных реле или полупроводниковых устройств. Для того чтобы иметь понятие о правильном подключении УЗО и дифавтомата, нужно рассмотреть один из вариантов конструкции, используемый в упрощенной однофазной сети. Алгоритм работы внутренних элементов статических устройств аналогичен, поэтому способ подключения у них не отличается.

Работа в режиме нормального электроснабжения

Через тоководы УЗО, включенного под нагрузку, протекает ток нагрузки. При хорошем качестве изоляции в схеме возникновение токов утечки исключается. То есть, величина входящего по фазному проводу тока соответствует значению тока, выходящего из тороидального магнитопровода, в который вмонтированы тоководы УЗО. При этом входящий и выходящий токи противоположны по направлению.

В данном варианте рассмотрена работа идеального устройства, что возможно только теоретически. На практике же всегда имеет место небаланс соотношений магнитных потоков, образованных фазными токами. Однако отличия настолько незначительны, что не сказываются на нормальной работе схемы.

Несмотря на то, что устройства защиты на отключение, такие как УЗО и дифавтоматы, срабатывают в автоматическом режиме, их повторное включение требует выполнения ряд обязательных действий:

• анализ состояния микросхемы с целью определения причины отключения;
• устранение выявленной неисправности;
• включение УЗО или дифавтомата при помощи расположенного на их корпусе рычага.

Если устройство срабатывает повторно, в этом случае должен следовать вывод о вероятно плохой изоляции электрооборудования. Дальнейшие действия заключаются в описке поврежденного участка и восстановлении целостности изоляционного слоя.

В процессе первичного монтажа автоматической защиты в схему электропроводки требуется лишь правильное подключение входных и выходных фазных и нулевых проводников к соответствующим клеммам. Для этого на всех корпусах присутствует четкая маркировка.

Подключение однофазного УЗО

Входные и фазная и нулевая клеммы обозначаются надписями “1” и “N”, а выходные – “2” и “N”. Устройства, функционирующие на основе электронной базы, особенно требовательны к правильному подключению нейтрали, поскольку ошибка с ее полярностью может привести к повреждению электронной схемы.

Функциональный набор устройства позволяет периодически проводить тестирование с целью определения его технического состояния. При воздействии на соответствующую кнопку в конструкции создаются условия для отключения защиты. Если в этом случае отключения нет, это свидетельствует о неисправности УЗО.

Подключение трехфазного устройства дифференциальной защиты

Монтаж трехфазных УЗО проводится по принципу, аналогичному однофазным решениям. В этом случае также важно соблюдение полярности фазных и нулевых проводников. Для того чтобы обеспечить это, входные цепи принято подключать к нечетным клеммам, а выходные – к четным. Устройства защиты подобного рода срабатывают, как только возникнет небаланс от создаваемых токами всех четырех токопроводов магнитных потоков.

Трехфазное УЗО также может быть задействовано в трех однофазных сетях с общей нейтралью. Такое решение обеспечивает защиту одновременно трех однофазных электрических схем. Вся что требуется для реализации этого – выбор места установки с возможностью использования шины для подключения к выходу защиты нейтрали. Данная мера позволяет разделить ее одновременно по трем сетям.

Подключение трехфазного УЗО к трехпроводной сети без нейтрали

Подобные схемы имеют место при организации защиты трехфазных двигателей без нейтрали. В этом случае отпадает необходимость в использовании нулевых клемм УЗО.

При таком подключении более предпочтительно использование защитного устройства электромагнитной конструкции, оснащенного механическими расцепителями. Связана данная рекомендация с тем, что работа статических моделей требует подачи напряжения на блок питания, который может подключаться между фазой и нулем.

Помимо прочего, из-за отсутствия нулевого потенциала становится недоступной функция периодического тестирования прибора на предмет исправности. Поэтому подключение в таком виде сопряжено с проведением доработок прибора.

Чем отличаются схемы подключения УЗО и дифавтоматов

Как уже было отмечено выше, конструкция дифференциального устройства защиты лишена интегрированной защиты от токов коротких замыканий и перегрузки. Для того чтобы предотвратить выхода устройства из строя из-за короткого замыкания, следует принять соответствующие меры. Они заключаются в установке автоматического выключателя перед каждым УЗО.

Конструкция дифференциального автомата имеет встроенную защиту от КЗ и токов перегрузки, что является одним из факторов, увеличивающих стоимость устройств из этого разряда. При подключении дифавтомата отпадает необходимость в установке дополнительного автоматического выключателя.

В любом случае, УЗО и дифференциальный автомат способны долго и бесперебойно работать только в том случае, если их подключение выполнено правильно. Здесь необходимо учитывать конкретные условия схемы, а также требуется точное выставление уставок на срабатывание, что обеспечивает соответствующие защитные функции.

Установка УЗО и автоматов в щитке

Проложить кабель и выполнить разводку – полдела. Основная задача – монтаж распределительного щитка. В нем располагается прибор учета и распределения нагрузки. А также это место для монтажа устройства защитного отключения и автоматов. Эти приборы призваны ликвидировать возможные неисправности в сети:

• короткое замыкание, возникающее при снижении сопротивления нагрузки до минимальных величин;
• перегруз провода мощными приборами, который вызывает перегрев токоведущих жил, а изоляция теряет диэлектрические свойства;
• нарушение изоляции ведет к утечке токов через случайную цепь на землю.

Защитное отключение один из важнейших элементов всей системы, обеспечивающее безопасность. Для установки УЗО и автоматов понадобится схема и минимальный набор инструментов. Также нужен кабель определенного сечения – ВВГ разных цветов. Для маркировки проводников используют изоляционную трубку ПВХ.

В случае прикосновения человека к токопроводящим частям проводки прибор распознает утечку тока и моментально разрывает цепь питания

Особенности схемы подключения

Рассмотрим основной принцип построения однофазной сети с использованием УЗО. Подключать такое устройство необходимо строго после автоматического выключателя. Так как устройство защитного отключения считывает разницу поступающего и выходящего тока на потребителях, то в случае неполадок сработает автоматический выключатель.

Если произвести установку обратным способом, то поступление тока не будет прекращаться. После включения УЗО, система стает полностью надежной и безопасной.

Отключающее устройство срабатывает практически мгновенно, после чего поступление тока прекращается. УЗО однофазное ABB устанавливать должен специалист.

Чтобы устройство всегда срабатывало, необходимо перед установкой произвести предварительный расчёт максимального номинального тока. Это действие показывает максимально-допустимую нагрузку, которую может выдерживать создаваемая цепь.

Превышение заданного номинального значения приводит к тому, что УЗО не срабатывает или полностью выходит из строя.

Подключение УЗО в трехфазной сети

Защита устройств, питаемых сразу тремя фазами, производится по аналогичному принципу, с тем отличием, что УЗО выбирается на четыре вывода. Пример подключения приведен на рисунке ниже:

Рис. 5: Подключение УЗО в трехфазной системе

Как видите, в данном случае подключение защитного устройства производится также после электрического счетчика и вводного пакетника. За ним уже подключаются индивидуальные автоматы, реагирующие на замыкание фаз, а при необходимости и более чувствительные УЗО для выстраивания селективного срабатывания на определенные группы потребителей.

Так как установка отдельного устройства для каждой фазы слишком затратное удовольствие, в трехфазных цепях применяются групповые УЗО, которые работают сразу со всеми элементами линии.

Дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат – это устройство, объединяющее функции автоматического выключателя и УЗО в одном корпусе. За счет этого экономится место на электрощите. Устройство срабатывает на токи перегрузки и короткие замыкания, а также защищает человека от токов утечки и предотвращает возгорание при нарушении изоляции проводов или токоведущих частей приборов.

Внутри двухполюсного дифавтомата установлен трансформатор, сравнивающий токи на входе и выходе. Разница сигналов поступает на вход усилителя и катушку отключения, срабатывающую даже при незначительном токе.

Каким по номиналу должен быть автомат больше или меньше УЗО?

На каждом защитном устройстве указывается его номинальный ток (16А, 25А, 40А, 63А . ). Это ток, который может длительно протекать через узо, не причинив ему никакого вреда.

Если реальный ток, протекающий через УЗО, будет больше номинала, это приведет к его повреждению (начнут перегреваться контакты, оплавится корпус, повредятся внутренности). Поэтому УЗО всегда должно быть защищено автоматом по своему номиналу. Автомат по номиналу ОБЯЗАТЕЛЬНО должен быть меньше или равен номинальному току УЗО. Только в этом случае защита будет обеспечена.

Не важно, где будет размещен автомат до или после УЗО. Главное чтобы он был. Какое количество автоматов будет подключено одни или несколько также значения не имеет. Для понимания вышеописанного давайте рассмотри несколько вариантов схем подключения узо на группу автоматов.

Пример 1. Нужен ли отдельный защитный автомат для УЗО?

В данном примере, хотел бы показать, в каких случаях нужен отдельный защитный автомат для УЗО .

Например есть схема вводной автомат 50 А, два УЗО по 40 А, по две пары отходящих автоматов от УЗО по 16А каждая. Получается, при максимальной загрузке линий через каждое УЗО будет протекать ток 32 А.

Нуждается УЗО в защите? В данном случае нет, потому что его нагрузочная способность позволяет длительно пропускать через себя такую нагрузку. Отсюда можно сделать вывод:

Пример 2. Подключаем к УЗО автоматы не более чем его номинал

Схема, которая состоит из вводного автомата на 40 Ампер. Затем идет два УЗО на 25 А и 40 А. К каждому УЗО подключена своя группа автоматов. К первому подключены два автомата с номиналом 6А и 16А. Ко второму подключены три автомата номиналом 16А и одни автомат на 10А. Что можно сказать о данной схеме?

Первое УЗО имеет номинал на 25А. Выше него установлен вводной автомат на 40 А, который не может быть использован как защитный для этого УЗО (40А > 25 А). Из этой ситуации есть два выхода. Первый — установить дополнительный автомат перед ним номиналом не более 25 А. Это затратно, так как придется покупать дополнительный автомат. Второй – подключить к нему автоматы, суммарный ток которых будет не более 25 А. Что в принципе у нас и выполнено (6А + 16А = 22 А).

Второе УЗО на этой схеме имеет номинал 40 А. Защитным для него, является вводной автомат, номинал которого не превышает его собственный. От УЗО отходит четыре автомата, суммарный номинальный ток которых 58А (16А + 16А + 16А + 10А). Страшного в этом ничего нет. Защита УЗО ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ вводным автоматом. В случае перегруза отключится вводной автомат .

Еще один наглядный пример схема состоящая из вводного автомата на 32 А и двух устройств защитного отключения номинальным током 25 А каждое. К первому устройству защитного отключения подключено два автомата по 16 А, суммарный номинальный ток которых 32 А. Узо явно будет перегружено при таком подключении. Вводным автоматом защита данного узо также не обеспечивается (25 А > 32 А).

Максимальная возможная нагрузка, которая будет проходить через второе узо, будет не более его номинала (25А >20 А), то есть перегружаться оно не будет.

Пример 3. Если вышестоящий автомат по номиналу выше, то УЗО по номиналу не должно быть меньше номиналов подключенных автоматов

Третья схема подключения узо на группу автоматов состоит из вводного автомата на 50 А и двух УЗО по 40 А со своими отходящими автоматами.

От первого УЗО у нас подключены автоматы с суммарной нагрузкой 57А (16А + 16А + 25А), что НЕДОПУСТИМО. Защиты для УЗО в этом случае нет. Как выйти из ситуации в этом случае? Нужно заменить УЗО номиналом на одну ступень выше. Ставим УЗО на 63 Ампера и все Ок. Сумма отходящих автоматов не превышает номинал УЗО.

По второму УЗО замечания аналогичные, три отходящих автомата по 16 А суммарный ток которых превышает его номинал 48 А > 40 А. Вводным автоматом защита УЗО тоже не обеспечивается 50 А > 40 А. Так делать ЗАПРЕЩЕНО!

Особенности подключения групповых узо

С выбором номиналов для УЗО думаю, разобрались. Если остались вопросы обращайтесь в комментариях. Теперь хотел бы кратко напомнить об особенностях из серии ошибочного подключения узо, которые Вы все наверняка знаете. Как известно, через устройство защитного отключения проходит два полюса «фаза» и «ноль». На вход подключается фаза от вводного автомата, ноль берется от автомата или от общей нулевой шины (в зависимости от схемы).

Провода, которые прошли через УЗО, не должны смешиваться с другими проводами. Например, фаза после УЗО идет на автоматы определенной группы и не смешивается с другими. Ноль после УЗО также должен подключаться к потребителям только этой группы. Для удобства лучше использовать на каждую группу свою нулевую шинку. Вышел ноль с УЗО и сразу подключается на эту шину. Так меньше вероятности запутаться с подключением.

Ошибочно новички собирают щит так, что нулевые провода смешиваются либо с нулевыми проводами других УЗО либо с общим нулевым проводом. Так делать нельзя иначе УЗО будет ложно срабатывать.

Например, имеется схема подключения узо на группу автоматов. Схема состоит из трех групп, две из которых, подключены через УЗО 40А. Питание на вводные клеммы УЗО подается от вводного автомата (фаза) и от общей нулевой шины (ноль). После выхода с УЗО фаза идет на свою группу автоматов. Ноль после УЗО подключается уже на свою нулевую шину. Потребители каждой группы должны подключаться к автоматам и нулевой шине только своей группы.

Если взять фазу от автомата одной группы, а ноль от другой, через УЗО начнет протекать ток небаланса, что приведет к его срабатыванию.