Как рассчитать ток утечки в групповой линии УЗО (дифавтомата)? Как правильно подключить УЗО и автоматы в квартире (доме) — видео и схема Выбор узо для дома

УЗО - это устройство защитного отключения. Такие приборы предназначены для отключения подачи питания . Последнее может произойти, если прикоснуться к оголенному проводу, если ребенок случайно засунул в розетку что-то металлическое, а также в результате повреждения изоляции проводов.

Для того чтобы защитить себя и свое жилье необходимо правильно выбрать устройство защитного отключения. Для начала разберемся, какие типы защитных аппаратов бывают.

Принципы срабатывания УЗО

Все УЗО делятся на два типа по принципу срабатывания: .

Электромеханические аппараты не зависят от напряжения, их источником является дифференциальный ток (ток утечки), который образуется в линии повреждения.

Электронные наоборот зависят от напряжения сети и чтобы выполнить отключение, поврежденной цепи, аппарату необходим внешний источник. Именно по этой причине электронные УЗО не пользуются большой популярностью, несмотря на то, что цена их значительно ниже, чем на электромеханические.

Типы УЗО

Существует три типа защитного аппарата: АС, А, В. Каждый из этих типов отключается от разного вида утечек тока, одни отключают переменный ток, другие и переменный и пульсирующий.

Защитные устройства типа АС реагируют только на переменный ток. Примеры приборов с таким видом тока: освещение, теплый пол, мелкая бытовая техника и др. Определить УЗО такого типа можно надписью АС на панели аппарата или специальным значком.

Защитные устройства типа А могут реагировать как на переменный, так и на пульсирующий ток. Примеры приборов с пульсирующим током: крупная бытовая техника, компьютеры, все приборы, которые имеют электронное управление. Обозначение УЗО такого типа либо двумя буквами АС, либо специальным значком.

Защитные устройства типа В применяются исключительно в промышленности, поэтому рассматривать их для домашнего использования не стоит.

Прежде чем приступить к покупке УЗО, вам необходимо узнать его технические параметры. Выбирать устройства защитного отключения стоит по нескольким критериям: зависимость от напряжения (электронный или электромеханический), способ установки, номинальный ток, число полюсов.

Номинальный ток

Номинальный ток - это показатель, который влияет на возникновение короткого замыкания. Эта характеристическая единица определяет надежность и прочность устройства, качество его работы.

Выбор УЗО с тем или иным номинальным током, зависит от величины нагрузки. Номинальный ток выбирается из стандартного ряда: 6, 16, 25, 40, 63, 80, 100, 125 ампер. Значение этого технического показателя определяется сечением используемых проводников и их силовых контактов (эти значения указаны на передней панели аппарата).

Многие специалисты по электромонтажным работам рекомендуют выбирать прибор с номинальным током на ступень выше, т.к. такой показатель обеспечит надежность использования УЗО и увеличит его срок службы.

Пример: у вас стоит автомат на 40А, выбрать защитное устройство стоит 63А.

Число полюсов

Для трехфазной сети необходимо УЗО с четырьмя полюсами. Такое устройство обеспечивает защиту однофазной сети или отдельных приборов, которые имеют трехфазную сеть. Обязательно в комплексе с таким УЗО устанавливается четырехполюсной автомат.

Для однофазной сети устанавливаются двухполюсные устройства.

Способ установки

В отличии от стационарных устройств, приборы переносного типа имеют небольшой размер (чуть больше розетки), значительно дешевле, устанавливаются в пределах помещения и рассчитаны для защиты отдельного прибора.

Обзор производителей

Ниже мы приведем список известных отечественных и зарубежных производителей, которые, по мнению электриков, являются самыми долговечными и надежными.

    ABB - шведско-щвейцарская компания, которая занимает лидирующую позицию на рынке электроприборов. По мнению специалистов УЗО этого производителя самые качественные и безопасные. Заплатить за такую продукцию придется больше, чем за отечественную.

    Legrand - французская компания, которая не уступает ABB. Продукция этой фирмы также отличается высоким качеством и немаленькой ценой. Если выбирать между ABB и Legrand, то разницы никакой.

    Schneider Electric - французская фирма, которая заняла лидирующую позицию на российском рынке и пользуется популярностью у многих электриков.

    Siemens - компания специализируется на выпуске приборов для бытового использования. Качество чуть ниже, чем у вышепредставленных конкурентов, но все же устройства этого производителя тоже пользуются большой популярностью.

    Moeller - УЗО немецкого производства, которые отвечают всем стандартам качества и также пользуются популярностью в России.

    IEK - приборы российского производителя по низкой цене.

    Контактор - одна из лучших отечественных фирм. Завод принадлежит французской компании Legrand, а значит для производства используются те же качественные материалы, что и у известного бренда. Цена на такие УЗО примерно такая же как у Легранд.

    DEKraft - российская компания, которая внедрилась на рынок совсем недавно. Низкая стоимость оправдывает невысокое качество, при этом такие приборы часто используются в строительстве промышленных объектов.

    стоит помнить, что в подключении аппарата проводник заземления не нужен;

    питание УЗО подключается только к верхним клеммам;

    нейтраль питания подсоединяется к разъему, обозначенному символом «N»;

    наибольшее значение возможного тока должно равняться или превышать значения тока атоматов;

    после установки обязательно нужно проверить работу устройства защитного отключения.

Окончательный выбор УЗО будет зависеть от того, сколько приборов бытового использования у вас установлено. Так, для жилых помещений, рекомендуется применять УЗО типа А. Также рекомендуется устанавливать приборы защиты в групповых сетях, УЗО должно обеспечивать надежную работу цепи нагрузки с учетом перегрузок.

Выбрать зарубежного или отечественного производителя, решать только вам. Отечественные значительно дешевле, но не забывайте, что УЗО отвечает за безопасность вашего жилья. Ну а чтобы не ошибиться с выбором и быть уверенным в защите, лучше доверить выбор устройства опытному специалисту.

Александр Морошкин

Если в вашей квартире или доме имеется большое количество бытовой техники, тогда целесообразно позаботиться о дополнительной защите. Это обусловлено нормами и возможными повреждениям в ходе эксплуатации изоляции проводников. Ведь если поврежденный провод попадет на корпус прибора, вы прикоснетесь к нему, то это может иметь тяжелые последствия. Установленный в электрическом щите квартиры или дома автоматический выключатель предохраняет цепь лишь от короткого замыкания и высокого тока. Для защиты от утечки тока в паре с ним работает . В качестве альтернативы защитного отключения возможно использование дифавтоматов (автоматов дифференциальной защиты), в корпусе которых размещены оба предохранителя, но это отдельная тема. В данном же обзоре «сфокусируемся» на том, как правильно подключать УЗО и автоматы в квартире или частном доме. При этом рассмотрим электрические параметры проводки и суммарную силу тока бытовых приборов, основные схемы, дополненные видео обзорами.

Данная тема очень актуальная и сложная для понимания неподготовленных читателей. Поэтому постараемся разложить всю полезную информацию по полочкам, конкретизируем и выстроим своего рода логическую цепочку.

При электрификации квартиры или частного дома можно условно выделить три этапа:

  • Подводка электричества к распределительному щиту.
  • Монтаж и комплектация электрического щита.
  • Конечная разводка проводки от щита.

Все эти этапы взаимосвязаны. Ведь не зная конкретных конечных параметров будет невозможно укомплектовать электрический щит и подобрать нужное устройство защиты. Поэтому, прежде чем изучать как правильно подключить УЗО и автоматы, рассмотрим конкретный пример дома или квартиры.

Подбор автоматических предохранителей

Возьмем в качестве отправной точки планировку частного дома. В квартирах, особенно построенных недавно, вопрос подключения устройств защитного отключения стоит не так остро, и все в щите укомплектовано по проекту. А с частным домом дела обстоят несколько иначе — проект и компоновка ложится на наши плечи (с привлечением специалистов).

Для наглядности рассмотрим следующую планировку частного дома (использовалась программа ):

Рассмотрев проект дома, можно выделить такие помещения, как:

  • Гостиная (1 этаж).
  • Комната (1 этаж).
  • Кухня (1 этаж).
  • Коридор (1 этаж).
  • Санузел (1 этаж).
  • Три комнаты (2 этаж).
  • Санузел (2 этаж).

Исходя из этого сформируем определенные группы потребителей:

Розетки 1 этаж:

  1. Гостиная
  2. Комната — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
  3. Коридор + санузел — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
  4. Кухня

Можно объединить розетки гостиной, комнаты и коридора в одну группу. При этом используем автомат C 25, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм². Ориентировочная мощность потребления 4800 Вт.

Выключатели 1 этаж:

  1. Гостиная.
  2. Комната.
  3. Коридор.
  4. Кухня.
  5. Санузел.
  6. Наружное освещение.

Можно объединить выключатели гостиной, комнаты, коридора, кухни и придомовой территории в одну группу. При этом используем автомат В 10, сечение провода (медь) 3 × 1,5 мм². Ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.

Розетки 2 этаж:

  1. Комната 1 — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
  2. Комната 2 — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
  3. Комната 3 — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 1600 Вт.
  4. Санузел + стиральная машина — автоматический выключатель С 16, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм², ориентировочная мощность потребления 3000 Вт.

Можно объединить розетки комнаты 1, 2 и 3 в одну группу. При этом используем автомат C 25, сечение провода (медь) 3 × 2,5 мм². Ориентировочная мощность потребления 4800 Вт.

Выключатели 2 этаж:

  1. Комната 1.
  2. Комната 2.
  3. Комната 3.
  4. Санузел.

Можно объединить выключатели комнаты 1, 2, 3 и санузла в одну группу. При этом используем автомат B 10, сечение провода (медь) 3 × 1,5 мм². Ориентировочная мощность потребления 800 Вт.

Итак, на данном этапе мы определились с группами потребителей, автоматическими выключателями и сечением силового кабеля. Выведем в виде таблицы получившиеся данные:

Таблица 1. Выбор автоматов (автоматических предохранителей) для групп потребителей:

ГРУППЫ ТИП АВТОМАТА ТИП ПРОВОДА
Розетки 1 этаж C25 1P ВВГ 3 × 2,5 мм²
Розетки кухня 1 этаж C16 1P ВВГ 3 × 2,5 мм²
Розетки 2 этаж C25 1P ВВГ 3 × 2,5 мм²
Розетки санузел 2 этаж C16 1P ВВГ 3 × 2,5 мм²
Освещение 1 этаж B10 1P ВВГ 3 × 1,5 мм²
Освещение 2 этаж B10 1P ВВГ 3 × 1,5 мм²
Автомат —это однополюсный 10 амперный автоматический предохранитель. Он защищает фазный проводник, подключенной к автомату однофазной двухпроводной или однофазной трехпроводной электропроводки от расплавления изоляции и проводящей жилы провода в связи с перегревом от токов короткого замыкания и длительного нагрева протеканием тока превышающего 10 А. Автомат обеспечивает прекращение поступления электроэнергии в однофазную электросистему с нагрузкой до 2.2 кВт при наступлении аварийной ситуации отключением подачи напряжения. Характеристическая кривая обуславливает применение автомата B10 для защиты проводок с токами включения (пусковыми токами) до 30 - 50 ампер .
Автомат —это однополюсный 10 амперный автоматический предохранитель. Он защищает фазный проводник, подключенной к автомату однофазной двухпроводной или однофазной трехпроводной электропроводки от расплавления изоляции и проводящей жилы провода в связи с перегревом от токов короткого замыкания и длительного нагрева протеканием тока превышающего 16 А. Автомат обеспечивает прекращение поступления электроэнергии в однофазную электросистему с нагрузкой до 3.52 кВт при наступлении аварийной ситуации отключением подачи напряжения. Характеристическая кривая обуславливает применение автомата C 16 для защиты проводок с токами включения (пусковыми токами) до 80 - 160 ампер .
Автомат — это однополюсный 10 амперный автоматический предохранитель. Он защищает фазный проводник, подключенной к автомату однофазной двухпроводной или однофазной трехпроводной электропроводки от расплавления изоляции и проводящей жилы провода в связи с перегревом от токов короткого замыкания и длительного нагрева протеканием тока превышающего 25 А. Автомат обеспечивает прекращение поступления электроэнергии в однофазную электросистему с нагрузкой до 5.5 кВт при наступлении аварийной ситуации отключением подачи напряжения. Характеристическая кривая обуславливает применение автомата C 25 для защиты проводок с токами включения (пусковыми токами) до 125 - 250 ампер .
— вид медного силового кабеля ВВГ изолированные жилы которого расположены параллельно в одной плоскости. Данный силовой кабель имеет оболочку и саму изоляцию из поливинилхлоридного пластиката (ПВХ), что обеспечивает не распространение горения при одиночной прокладке. Кабель подходит при эксплуатации в сухих и влажных помещениях и на открытом воздухе, но не рекомендуются для прокладки в земле. Хорошо выдерживает низкие (до -50°C) и высокие (до +50°C) температуры. Устойчив к воздействию влажности до 98 % и различных химических веществ. Силовые кабели ВВГ-П имеют различные площади сечения токопроводящих жил, которая зависит от объекта использования. Медный кабель с площадью сечения жилы 1,5 мм² рассчитан под ток 19 А и мощность 4100 Вт, а с площадью сечения жилы 2,5 мм² — под ток 27 А и мощность 5900 Вт.

Как выбрать УЗО. Расчет под рассмотренный пример

В предыдущем пункте мы рассмотрели какие автоматические предохранители понадобятся для конкретного дома. Теперь исходя из этих данных с помощью расчета определим необходимые узо автоматы под данную конфигурацию. Для наглядности и удобства выбирать устройство защитного отключения будем по сформированным в таблице выше группам. Но для начала определимся с рекомендациями и уже известными методиками выбора и расчета:

  1. Для того, чтобы обеспечить лучшую электробезопасность и одновременно с этим максимальную бесперебойность электроснабжения желательно устанавливать отдельный узо автомат на каждую группу потребителей. Для этих целей применяются устройства со значением величины силы тока утечки (уставка) 10 мА и 30 мА , при котором срабатывает защита.
  2. Для влажных групп , выполненных отдельной линией, устанавливается УЗО с уставкой 10 мА. В нашем примере к влажным группам отнесем санузел на втором этаже, в котором будет находиться стиральная машина.
  3. Номинальный ток устройства защитного отключения выбирается равным или на ступень выше номинального тока автоматического выключателя, который защищает данный участок цепи.

Исходя из первого и второго пунктов можно определиться со следующим: во всех группах кроме «розетки санузел 2 этаж» устанавливаем устройства с уставкой 30 мА, а во влажную группу санузла второго этажа — 10 мА.


Как выбрать узо

Исходя из третьего пункта можно предварительно определиться с номиналом устройства защитного отключения под конкретный автоматический выключатель группы потребителей.

Таблица 2. Выбор УЗО для групп потребителей:

Дополнить ответ на вопрос как выбрать узо для квартиры или дома можно проверкой предварительно выбранных нами типов устройств по усечке. Они должны выполнять защитные функций согласно нормам. Для этого необходимо рассчитать ток утечки электроустановки IΔ:

  • IΔ = IΔэп + IΔсети, где IΔэп — ток утечки электроприемника, мА; IΔсети — ток утечки сети, мА.

При расчете тока утечки в электроустановке ПУЭ предписывают принимать ток утечки электроприемников из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки цепи из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. Соответственно:

  • IΔэп = 0,4 X Iрасч, где Iрасч — расчетный ток в нагрузке цепи, А.
  • Iрасч = Iном = Pном / (Uном X cosφном).

Коэффициент мощности cos φ характеризует количество реактивной энергии, потребляемой устройством. Большинство бытовой и офисной техники имеет активный характер нагрузки (реактивное сопротивление у них отсутствует или мало), для них cos φ=1 .

Номинальную мощность Pном (Вт) в нашем случае берем из групп потребления, где каждой задавали ориентировочную мощность потребления. Чтобы стало понятнее, возьмем группу «розетки 1 этаж». В нее входят гостиная, комната, коридор и санузел. Мы задали ориентировочную мощность потребления для отдельных комнат 1600 Вт. Суммарно для группы этот показатель будет 4800 Вт .

Номинальное напряжение для однофазной сети Uном = 220 В.

  • IΔсети = 0,01 X Lпровода, где Lпровода — длина фазного проводника, м.

Согласно требованиям ПУЭ суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального отключающего дифференциального тока IΔn УЗО. То есть номинальный дифференциальный отключающий ток устройства (который нанесен на корпусе) должен быть как минимум в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки IΔ :

  • IΔn > = 3 IΔ.

Пример расчета соответствия устройства в группе потребителей

Рассмотрим группу «розетки 1 этаж» :

  • IΔn = 30 мА (из таблицы 2).
  • Uном = 220 В .
  • Pном = 4800 Вт .
  • Lпровода — в данном случае неизвестно, и его оптимальную длину определим.

По условию IΔn > = 3 IΔ , IΔ <= 30/3 <= 10 мА.

Iрасч = 4800 / 220 = 21,81 А.

IΔэп = 0,4 X 21,81 = 8,73 А.

По основной формуле IΔ = IΔэп + IΔсети:

10 = 8,73 + (0,01 X Lпровода);

(10-8,73) / 0,01 = Lпровода;

Lпровода = 127 метров.

Вывод: установленный на рассмотренную группу УЗО 25 А 30 мА в паре с автоматом C25 1P приемлем при учете что протяженность фазного проводника не превысит 127 метров. Естественно, на этапе проектирования и монтажа вы будете знать длину провода, задействованного в каждой конкретной группе. И для проверки соответствия по формуле рассчитывается IΔ. Полученный ток умножаем на три и сравниваем с маркировкой использованного устройства защитного отключения. Должно выполняться условие IΔn > = 3 IΔ.

Допустим, Lпровода в группе = 250 метров; тогда исходя из предыдущего расчета IΔ=8,73+(0,01 X 250) = 11,23 мА; 3 IΔ = 33,69 > IΔn. Условие не выполнилось. Как выход, можно разделить группу на две.

Подключение УЗО и автоматов в электрощите — основные схемы

Мы рассмотрели пример определенного дома или квартиры и выделили группы потребителей электроэнергии, выбрали для них автоматику и рассмотрели методику расчета соответствию требованиям. Дополним изученное выше наглядным примером и схемой как правильно подключить УЗО и автоматы. Укомплектуем электрический щит:


Схема подключения УЗО и автоматов

Рассматривая данную схему может возникнуть несколько вопросов:

  • Установка вводного автомата.
  • Установка противопожарного узо.
  • Оптимизация количества устройств защитного отключения.

Начнем с последнего пункта. Естественно условие использовать отдельное УЗО на каждую группу потребителей электроэнергии обосновано. Однако всегда есть альтернатива и можно от чего то отказаться в данной схеме. К примеру, можно:

  • Убрать противопожарное устройство защитного отключения.
  • На освещение первого и второго этажа не использовать УЗО.
  • Установить на розетки первого и второго этажа одно общее устройство защиты. При этом номинальный ток группового УЗО выбирается так, чтобы он был равен или больше суммы номиналов групповых автоматических выключателей. Если сумма номиналов групповых автоматов превышает номинал вводного автоматического выключателя, тогда номинальный ток устройства защитного отключения выбирается равным номинальному току вводного УЗО, а если вводное противопожарное устройство не установлено, тогда равным или больше номинала вводного автоматического выключателя.

В любом случае — это всего лишь варианты, которые необходимо просчитать и проанализировать. Вариантам и схемам подключения УЗО посвятим отдельный обзор. А теперь для завершения темы кратко рассмотрим установку вводного автомата и противопожарного узо.

Вводной автомат – это автоматический выключатель подачи электричества от питающей сети к объекту, если возникает перегрузка в цепи, или произошло короткое замыкание. От обычных автоматических выключателе использованных в схеме он отличается большей величиной номинального тока. При малом количестве нагрузок он может быть однополюсным и подключаться через фазный провод. В нашем примере использовали двухполюсный образец. Двухполюсный автомат представляет собой блок с двумя полюсами. Они снабжены объединенным рычажком и имеют общую блокировку между механизмами отключения. Эта конструктивная особенность важна, так как ПУЭ запрещают производить разрыв нулевого провода.

В распределительных щитах могут устанавливаться противопожарные УЗО . От обычных устройств они отличаются большей уставкой по току утечки – 100 мА или 300 мА. Для того, чтобы выполнялась селективность, желательно использовать устройства с буквой S на передней панели. Если установить обычное не селективное, то при срабатывании одного из групповых УЗО почти всегда будет срабатывать и противопожарное.

В качестве дополнения — видео: схемы подключения УЗО

Рассмотренная тема довольна обширна, и мы постарались разобрать как правильно подключить УЗО и автоматы в квартире (доме) по заданной схеме и планировке. Выбор того или иного защитного устройства должен быть обоснован расчетами и соответствовать нормам. Для лучшего понимания рекомендуется изучить дополнительные материалы по этому вопросу.

Подключение УЗО (устройства защитного отключения) – общепринятая в мировой практике мера повышения электробезопасности потребителей. Счет спасенных УЗО человеческих жизней идет на миллионы, а применение УЗО в сетях энергоснабжения многоквартирных и частных жилых домов, жилых массивов и промышленных объектов предотвращает миллиардный ущерб от пожаров и аварий.

Но правило Галена: «Все есть яд и все есть лекарство» справедливо не только в медицине . Внешне несложное, УЗО при бездумном или безалаберном применении может не только ничего не предотвратить, но и стать источником неприятностей. По аналогии: кто-то построил Кижи одним топором, кто-то может им же кой-какой шалашик соорудить, а кому-то топор и в руки давать нельзя, отрубит себе что-нибудь. Так что давайте познакомимся с УЗО поосновательнее.

Прежде всего

Любой серьезный разговор об электричестве обязательно коснется правил электробезопасности, и не зря. Электрический ток не несет видимых признаков опасности, действие его на человеческий организм развивается мгновенно, а последствия могут быть длительными и тяжелыми.

Но в данном случае речь пойдет не об общих правилах производства электромонтажных работ, которые и так хорошо известны, а о другом: УЗО в старую советскую систему электроснабжения TN-C, в которой защитный проводник объединен с нейтралью, вписывается очень плохо. Долго было неясно, вписывается ли вообще.

Все издания ПУЭ однозначно требуют: в цепях защитных проводников запрещается установка коммутирующих устройств. Формулировка и нумерация пунктов менялись от редакции к редакции, но суть понятна, как говорится, и птице марабу. Но как быть с рекомендациями к применению устройств защитного отключения? Они – коммутирующие устройства, и в то же время включаются в разрыв как фазы, так и НУЛЯ, который одновременно и защитный проводник?

Наконец, в (ПУЭ-7А; Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7 издание, с дополнениями и изменениями, М. 2012) п. 7.1.80 все-таки поставил точки над i: «Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C)». Вызвано такое ужесточение, вопреки прежним рекомендациям, зафиксированными случаями электротравматизма ПРИ СРАБАТЫВАНИИ УЗО.

Поясним на примере: Хозяйка за стиркой, в машине пробило на корпус ТЭН, как показано на рисунке желтой стрелкой. Поскольку 220 В ток распределяет по всей длине ТЭНа, на корпусе окажется что-то около 50 В.

Тут вступает в силу следующий фактор: электрическое сопротивление человеческого тела, как и любого ионного проводника, зависит от приложенного напряжения. С его увеличением сопротивление человека падает, и наоборот. Скажем, в ПТБ приводится абсолютно обоснованная расчетная величина в 1000 Ом (1 кОм), при потной распаренной коже или в состоянии опьянения. Но тогда при 12 В ток должен быть 12 мА, а это больше неотпускающего (судорожного) тока в 10 мА. Кого-то когда-то било 12 В? Даже вдрызг пьяного в джакузи с морской водой? Наоборот, по тем же ПТБ 12 В – абсолютно безопасное напряжение.

При 50-60 В на мокрую распаренную кожу ток не превысит 7-8 мА. Это сильный, болезненный удар, но ток меньше судорожного. Возможно, понадобится лечение от последствий, но до реанимации с дефибрилляцией дело не дойдет.

А теперь «защитимся» УЗО, не понимая сути дела. Его контакты размыкаются не мгновенно, а в течение 0,02 с (20 мс), и не абсолютно синхронно. С вероятностью в 0,5 первым разомкнется НУЛЕВОЙ контакт. Тогда, образно говоря, потенциальный резевуар ТЭНа со скоростью света (буквально) наполнится до 220 В по всей его длине, и на корпусе окажется 220 В, а ток через тело пройдет 220 мА (красная стрелка на рисунке). Менее чем на 20 мс, но 220 мА – это два с лишним мгновенно убивающих значения в 100 мА.

Так что же, в старых домах УЗО ставить нельзя? Все-таки можно, но осторожно, с полным пониманием дела. Нужно правильно выбрать УЗО и правильно его подключить. Как? Об этом будет рассказано далее в соответствующих разделах.

УЗО – что и как

УЗО в электрике появились одновременно с первыми ЛЭП в виде релейной защиты. Назначение всех УЗО остается неизменным по сей день: отключать подачу электроэнергии при возникновении аварийной ситуации. Как индикатор аварии в подавляющем большинстве УЗО (и во всех бытовых УЗО) используется ток утечки – при его повышении сверх заданного предела УЗО срабатывает и размыкает цепь электропитания.

Затем УЗО начали применять для защиты от пробоя и возгорания отдельных электроустановок. До поры, до времени, УЗО оставались «противопожарными», они реагировали на ток, исключающий зажигание дуги между проводами, менее 1 А. «Пожарные» УЗО выпускаются и применяются по сей день.

Видео: что такое УЗО?

УЗО-Е (емкостные)

С развитием полупроводниковой электроники начались попытки создать УЗО бытовые, предназначенные для защиты человека от поражения электротоком. Они работали по принципу емкостного реле, реагирующего на реактивный (емкостный) ток смещения; при этом человек работает как антенна. На том же принципе построен всем известный индикатор-фазоуказатель с неонкой.

УЗО-Е обладают исключительно высокой чувствительностью (доли мкА), могут быть выполнены практически мгновенно срабатывающими и абсолютно равнодушны к заземлению: ребенок, стоящий на изолирующем полу и дотянувшийся пальчиком до фазы в розетке, ничего не ощутит, а УЗО-Е его «почует» и отключит напряжение, пока он не уберет палец.

Но УЗО-Е имеют принципиальный недостаток: в них поток электронов тока утечки (ток проводимости) есть следствие возникновения электромагнитного поля, а не его причина, поэтому они крайне чувствительны к помехам. Нет теоретической возможности «научить» УЗО-Е отличать маленького шелапута, расковырявшего «интересную штучку», от заискрившего на улице трамвая. Поэтому УЗО-Е применяются лишь изредка для защиты спецоборудования, совмещая прямые свои обязанности с индикацией прикосновения.

УЗО-Д (дифференциальные)

«Вывернув» УЗО-Е «наоборот», удалось найти принцип работы УЗО «умного»: нужно идти непосредственно от первичного потока электронов, а утечку определять по разбалансу (разнице) полных токов в СИЛОВЫХ проводниках. Если от потребителя оттекает ровно столько же, сколько к нему ушло, все в порядке. Если пошел разбаланс – где-то течет, нужно отключать.

Разница по-латыни differentia, по-английски difference, поэтому такие УЗО назвали дифференциальными, УЗО-Д. В однофазной сети достаточно сравнить величины (модули) токов в фазном проводе и нейтрали, а при подключении УЗО в трехфазной сети – полные векторы токов всех трех фаз и нейтрали. Существенная особенность УЗО-Д – в любой схеме электропитания защитный и прочие проводники, не передающие потребителю мощность, должны проходить мимо УЗО, иначе неизбежны ложные срабатывания.

Для создания бытовых УЗО-Д потребовалось довольно много времени. Во-первых, нужно было точно определить величину тока разбаланса, безопасную для человека при времени воздействия, равном времени срабатывания УЗО. УЗО-Д, настроенные на неощутимый или на меньший неотпускающего ток, оказывались большими, сложными, дорогими, а наводки «ловили» лишь немного хуже УЗО-Е.

Во-вторых, нужно было разработать высококоэрцитивные ферромагнитные материалы для дифференциальных трансформаторов, см. ниже. Радиоферрит вообще не годился, не держал рабочую индукцию, а УЗО-Д с трансформаторами на железе оказывались слишком медленными: собственная постоянная времени даже небольшого железного трансформатора может достигать 0,5-1 с.

УЗО-ДМ

К 80-м годам исследования успешно завершились: ток по опытам на добровольцах выбрали 30 мА, а быстродействующие дифтрансформаторы на феррите с индукцией насыщения в 0,5 Тл (Тесла) позволили с вторичной обмотки снимать мощность, достаточную для непосредственного привода электромагнита размыкателя. В быту появились дифференциальные электромеханические УЗО-ДМ. В настоящее время это самый распространенный тип бытовых УЗО, так что ДМ опускают, а говорят или пишут просто УЗО.

Дифференциальное электромеханическое УЗО работает так, см. рис справа:


Внешний вид с пояснениями обозначений на корпусе трехфазного и однофазного УЗО показан на рисунке сверху.

Примечание: кнопкой «Тест» УЗО положено проверять ежемесячно и при каждом повторном включении.

Электромеханическое УЗО защищает только от утечки, но его простота и «дубовая» надежность позволили объединить в одном корпусе УЗО и токовый защитный автомат. Для этого потребовалось всего лишь сделать тягу фиксатора размыкателя двойной и завести ее в электромагниты токовый и УЗО. Так появился дифференциальный автомат, обеспечивающий полную защиту потребителей.

Однако дифавтомат – не УЗО и автомат в отдельности, это следует четко помнить. Внешние различия (силовой рычаг, вместо флажка или кнопки повторного включения), как рисунке – это только внешность. Важное отличие УЗО от дифференциального автомата сказывается при установке УЗО в системах электроснабжения без защитного заземления (TN-C, автономное электропитание), см. ниже раздел о подключении УЗО без земли.

Важно: отдельное УЗО предназначено для защиты ТОЛЬКО от утечки. Его номинальный ток показывает, до какой его величины УЗО сохраняет работоспособность. УЗО на номиналы 6,3 и 160 А с одинаковым разбалансом в 30 мА дают одинаковую степень защиты. В дифавтоматах ток отсечки автомата всегда меньше номинального тока УЗО, чтобы УЗО не сгорело при перегрузке сети.

УЗО-ДЕ

В данном случае «Е» означает не емкость, а электронику. УЗО-ДЕ выполняются встроенными непосредственно в или электроустановку. Разность токов в них улавливает полупроводниковый магниточувствительный датчик (датчик Холла или магнитодиод), его сигнал обрабатывается микропроцессором, а цепь размыкает тиристор. УЗО-ДЕ, помимо компактности, имеют следующие достоинства:

  1. Высокая чувствительность, сравнимая с УЗО-Е, в сочетании с помехоустойчивостью УЗО-ДМ.
  2. Как следствие высокой чувствительности – способность реагировать на ток смещения, т.е., УЗО-ДЕ упреждающее, отключит напряжение, прежде чем оно кого-то ударит независимо от наличия заземления.
  3. Высокое быстродействие: для «раскачки» УЗО-ДМ необходим хотя бы один полупериод 50 Гц, т.е. 20 мс, и хотя бы одна опасная полуволна должна пройти через тело, чтобы УЗО-ДМ сработало. УЗО-ДЕ способно срабатывать при напряжении «пробойной» полуволны в 6-30 В и отсечь ее в зародыше.

Недостатки УЗО-ДЕ прежде всего высокая стоимость, собственное энергопотребление (ничтожное, но при падении напряжения сети УЗО-ДЕ может не сработать) и склонность к отказам – электроника все-таки. За рубежом чипованные розетки широко распространились еще в 80-х; в некоторых странах их применение в детских комнатах и учреждениях обязательно по закону.

У нас УЗО-ДЕ пока мало известны, а зря. Пререкания папы с мамой по поводу затрат на розетку с «защитой от дурака» не сравнимы с ценой детской жизни, даже если в квартире бесчинствует неисправимый вредина и баламут.

Индексы УЗО-Д

В зависимости от устройства и назначения к наименованию УЗО могут добавляться основные и дополнительные индексы. По индексам можно сделать предварительный выбор УЗО для квартиры. Основные индексы:

  • AС – срабатывают от разбаланса переменной составляющей тока. Выполняются, как правило, противопожарными, на разбаланс 100 мА, т.к. не могут защитить от кратковременной импульсной утечки. Недороги и весьма надежны.
  • A – реагируют на разбаланс как переменного, так и пульсирующего токов. Основное исполнение – защитные на 30 мА разбаланса. Возможны ложные срабатывания/несрабатывания в системе TN-C в любом случае, а в TN-C-S при плохом заземлении и/или наличии мощных потребителей со значительной собственной реактивностью и/или импульсными блоками питания (ИБП): стиральная машина, кондиционер, варочная поверхность, электродуховка, кухонный комбайн; в меньшей степени – посудомойка, компьютер, домашний кинотеатр.
  • В – реагируют на ток утечки любого рода. Это либо промышленные УЗО «пожарного» типа на 100 мА разбаланса, либо встроенные УЗО-ДЕ.

Дополнительные индексы дают представление о дополнительных функциональных возможностях УЗО:

  1. S – селективное по времени срабатывания, оно регулируется в пределах 0,005-1 с. Основная область применения – в энергоснабжении объектов, запитанных по двум лучам (фидерам) с автоматом ввода резерва (АВР). Регулировка времени срабатывания необходима, чтобы при пропадании основного луча успел сработать АВР. В быту иногда применяются в элитных коттеджных поселках или особняках. Все селективные УЗО – пожарные, на разбаланс 100 мА, и требуют установки после себя защитных 30 мА УЗО на ток меньшей ступени, см. далее.
  2. G – быстродействующие и сверхбыстродействующие УЗО с временем срабатывания 0,005 с и менее. Применяются в детских, учебных, лечебных учреждениях и в других случаях, когда недопустим «проскок» хотя бы одной поражающей полуволны. Исключительно электронные.

Примечание: бытовые УЗО чаще всего не индексируются, а различаются по исполнению и току разбаланса: электромеханические на 100 мА – АС, они же на 30 мА – А, встроенные электронные – В.

УЗО-Р

Почти неизвестная неспециалистам разновидность УЗО – не дифференциальные, срабатывающие по току в защитном проводнике (Р, РЕ). Применяются в промышленности, в военной технике и в других случаях, когда потребитель создает сильные помехи и/или имеет собственную реактивность, способную «сбить с толку» даже УЗО-ДМ. Могут быть как электромеханическими, так и электронными. Чувствительность и быстродействие для бытовых условий – неудовлетворительны. Обязательно высококачественное обслуживаемое заземление.

Выбор УЗО

Чтобы правильно подобрать УЗО, индекса мало. Нужно также выяснить следующее:

  • Покупать отдельно УЗО с автоматом или дифавтомат?
  • Подобрать или рассчитать значение отсечки по экстратоку (перегрузке);
  • Определить номинальный (рабочий) ток УЗО;
  • Определить требуемый ток утечки – 30 или 100 мА;
  • Если вышло, что для общей защиты нужно «пожарное» УЗО на 100 мА, определить, сколько, где и каких требуется вторичных «жизненных» УЗО на 30 мА.

Отдельно или вместе?

В квартире с проводкой TN-C о дифавтомате можно забыть: ПУЭ запрещает, а проигнорировать, так электричество само скоро напомнит. В системе TN-C-S дифавтомат обойдется дешевле двух раздельных устройств, если намечена реконструкция проводки. Если же токовый автомат уже стоит, то дешевле выйдет согласованное с ним по рабочему току отдельное УЗО. Писания на тему: УЗО с обычным автоматом несовместимо – дилетантская несусветица.

На какую перегрузку рассчитывать?

Ток отсечки автомата (экстраток) равен максимально допустимому току потребления квартиры (дома), умноженному на 1,25 и дополненному до ближайшего большего значения из стандартного ряда токов 1, 2, 3, 4, 5, 6.3, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 35, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 250, 400, 630, 1000, 1600, 2500, 4000 и 6300 А.

Максимальный ток потребления квартиры должен быть записан в ее техпаспорте. Если нет – можно узнать в эксплуатирующей здание организации (обязаны сообщать по закону). В старых домах и новых бюджетных максимально допустимый ток, как правило, 16 А; в новых обычных (семейных) – 25 А, в бизнес-классе – 32 или 50 А, а в люксах 63 или 100 А.

Для частных домовладений максимальный ток рассчитывают по лимиту потребляемой мощности из техпаспорта (уж его-то прописать инстанции не упустят) из расчета 5 А на киловатт, с коэффициентом 1,25 и дополнением до ближайшего большего стандартного значения. Если в техпаспорте прямо прописано значение максимального тока потребления, за основу расчета берут его. Добросовестные проектировщики на плане электропроводки прямо указывают ток отсечки главного автомата, так что и считать не приходится.

Номинальный ток УЗО

Номинальный (рабочий) ток УЗО берут на ступень выше тока отсечки. Если ставится дифавтомат, его выбирают ПО ТОКУ ОТСЕЧКИ, а токовый номинал УЗО заложен в нем конструктивно.

Видео: УЗО или дифавтомат?

Ток утечки и общая схема защиты

Для квартиры с проводкой TN-C-S не будет ошибкой без лишних размышлений взять УЗО на разбаланс 30 мА. Системе квартире TN-C далее будет посвящен отдельный раздел, а вот для частных домов ясных и окончательных рекомендаций сразу дать нельзя.

По п. 7.1.83 ПУЭ рабочий (естественный) ток утечки не должен превышать 1/3 тока разбаланса УЗО. Но в доме с электрическим теплым полом в прихожей, освещением двора и электроподогревом гаража зимой рабочий ток утечки может достигать 20-25 мА при жилой площади и в 60, и в 300 квадратов.

В целом, если нет теплицы с электроподогревом грунта, прогреваемой водяной скважины, а двор освещается экономками, на вводе после счетчика бывает достаточно поставить пожарное УЗО с номинальным током на ступень выше тока отсечки автомата, а на каждую группу потребителей – по защитному УЗО с таким же номинальным током. Но точный расчет может сделать только специалист по результатам электрических измерений уже готовой проводки.

Примеры расчета

Первый – новая квартира с проводкой TN-C-S ; по техпаспорту лимит потребляемой мощности 6 кВт (30 А) . Проверяем автомат – стоит на 40 А, все ОК. УЗО берем на ступень или две выше по номинальному току – 50 или 63 А, не важно – и на ток разбаланса в 30 мА. О токе утечки не думаем: его в пределах нормы должны обеспечить строители, а нет – так пусть сами и исправляют бесплатно. Впрочем, подрядчики таких проколов не допускают – знают, чем пахнет по гарантии.

Второй. Хрущевка, пробки на 16 А. Ставим стиралку на 3 кВт; ток потребления – около 15 А. Для ее защиты (и защиты от нее) нужно УЗО с номиналом 20 или 25 А на 30 мА разбаланса, но 20 А УЗО редко бывают в продаже. Берем УЗО на 25 А, но в любом случае ОБЯЗАТЕЛЬНО нужно пробки убрать, а поставить вместо них автомат на 32 А, иначе возможна ситуация, описанная вначале. Если проводка явно не выдержит кратковременного броска в 32 А, ничего не поделаешь, нужно ее менять.

В любом случае нужно давать заявку в энергослужбу на замену счетчика и реконструкцию электропроводки, с заменой или без замены. Процедура эта не очень сложная и хлопотная, а новый счетчик с индикацией состояния проводки в дальнейшем сослужит добрую службу, см. раздел о сработках и неисправностях. А зарегистрированное при реконструкции УЗО позволит потом бесплатно вызывать электриков для измерений, что тоже весьма неплохо на будущее.

Третий. Коттедж с лимитом потребления в 10 кВт, что дает 50 А. Общая утечка по результатам измерений – 22 мА, причем дом дает 2 мА, гараж – 7, а двор – 13. Ставим общий дифавтомат на 63 А отсечки и 100 мА разбаланс, дом с гаражом запитываем раздельно через УЗО на 80 А номинальных и 30 мА разбаланса. Двор в таком случае лучше оставить вовсе без своего УЗО, но светильники для него взять во влагозащищенных корпусах с заземлительной клеммой (промышленного типа), и завести их земли прямо на контур заземления, так будет надежнее.

Подключение УЗО в квартире

Типовая схема подключения УЗО в квартире приведена на рисунке. Видно, что общее УЗО включается как можно ближе к вводу, но после счетчика и главного (подъездного) автомата. Там же на врезке показано, что в системе TN-C общее УЗО включать нельзя.

При необходимости отдельных УЗО для групп потребителей их включают сразу же ЗА соответствующими автоматами, выделено желтым на рисунке. Номинальный ток вторичных УЗО берут на ступень-две выше, чем у «своего» автомата: для ВА-101-1/16 – 20 или 25 А; ВА-101-1/32 – 40 или 50 А.

Но это в новых домах, а в старых, где защита нужнее всего: земли нет, проводка аховая? Кто-то там обещал просветить на предмет подключения УЗО без земли. Верно, как раз до этого дело и дошло.

УЗО без земли

Процитированный в начале п 7.1.80 существует в ПУЭ не в гордом одиночестве. Он дополнен пунктами, разъясняющими, как все-таки (ну нет в наших домах контуров заземления, нету!) «впихнуть» УЗО в систему TN-C. Суть их сводится к следующему:

  1. Ставить общее УЗО или дифавтомат на квартиру с проводкой TN-C недопустимо.
  2. Потенциально опасные потребители должны быть защищены отдельными УЗО.
  3. Защитные проводники розеток или розеточных групп, предназначенных для подключения таких потребителей, должны быть кратчайшим путем заведены на ВХОДНУЮ нулевую клемму УЗО, см. схему справа.
  4. Допускается каскадное включение УЗО при условии, что верхние (ближние к электровводу УЗО) менее чувствительны, чем оконечные.

Человек сообразительный, но незнакомый с тонкостями электродинамики (чем, кстати, грешат и многие дипломированные электрики-силовики) может возразить: «Погодите, а в чем проблема-то? Ставим общее УЗО, заводим на его входной ноль все РЕ – и готово, защитный проводник не коммутируется, заземлились без земли!» Так, да не так.

Электромагнитное поле установки и шнура к ней также исключаем из рассмотрения. Первое сосредоточено внутри аппарата, иначе он не пройдет сертификацию и не поступит в продажу. В шнуре же провода проходят вплотную друг к другу, и их поле сосредоточено между ними независимо от частоты, это т. наз. Т-волна.

В квартире с повышенной пожароопасностью допустимо, при обязательном наличии индивидуальных УЗО потребителей, включенных по рекомендуемой схеме, ставить и общее ПОЖАРНОЕ УЗО на 100 мА разбаланса и с номинальным током на ступень выше, чем у защитных, независимо от тока отсечки автомата. В описанном выше примере для хрущевки нужно подключить УЗО и автомат, но не дифавтомат! При выбивании автомата УЗО должно остаться в работе, иначе резко возрастает вероятность несчастного случая. Поэтому УЗО по номиналу нужно брать на две ступени выше автомата (63 А для разобранного примера), а по разбалансу – на ступень выше оконечных 30 мА (100 мА). Еще раз: в дифавтоматах номинал УЗО делают на ступень выше тока отсечки, поэтому для проводки без земли они не годятся.

Видео: подключение УЗО

Ну вот, выбило…

А почему срабатывает УЗО? Не как, это уже описано, а почему? И что делать, если сработало? Раз выбило, значит, что-то не так?

Верно. Просто включать после срабатывания нельзя, пока не найдена и не устранена его причина. А найти, где что «не так» можно и самому без каких-либо особых знаний, инструмента и приборов. Большую помощь в этом окажет обычный квартирный электросчетчик, если только он не совсем уж антикварный.

Как найти виновного?

Первое, выключаем все выключатели, вынимаем все из розеток. Вечером для этого придется воспользоваться фонариком; лучше сразу при установке рядом с УЗО прикрепить к стене крючок и повесить на него дешевенький светодиодный фонарик.

Отключаем подъездный или главный квартирный автомат. Не включается? Виновата электромеханика УЗО; нужно отдавать в ремонт. Самому копаться нельзя – устройство жизненно важное, и после ремонта нужна проверка на специальном оборудовании.

Включилось, но при подаче напряжения опять выбило при пустой проводке? В УЗО либо внутренний разбаланс дифтрансформатора, либо залипла кнопка «Тест», либо неисправна проводка.

Пробуем включить под напряжением, смотря на счетчик. Если хотя бы на миг вспыхнул индикатор «Земля» (см. рис), или раньше было замечено, что он подмигивает – утечка в проводке. Нужно проводить измерения. Если УЗО установлено в порядке реконструкции проводки и зарегистрировано в энергослужбе, нужно вызывать муниципальных электриков, они обязаны проверить. Если УЗО «самодуйное» – платить специализированной фирме. Услуга, впрочем, не из дорогих: современное оборудование позволяет за 15 мин. найти утечку в стене с точностью до 10 см.

Но прежде чем звонить в фирму, нужно открыть и осмотреть розетки. Экскременты насекомых дают прекрасную утечку с фазы на землю.

Проводка не внушает опасений, даже отключали посекционно автоматами, но УЗО выбивает «на пустом»? Неисправность внутри него. И разбаланс, и залипание «Теста» вызывают чаще всего не конденсат или интенсивное использование, а все те же «таракашкины какашки». В Ростове-на-Дону отмечен случай, когда в совершенно ухоженной квартире в УЗО было обнаружено гнездилище… туркестанских уховерток, невесть как туда попавших. Здоровенных, с огромными мощными церками (щипцами на хвосте), страшно злющих и кусачих. В квартире они никак себя не проявляли.

УЗО срабатывает при подключении потребителей, но признаков КЗ нет? Включаем все, особенно потенциально опасных (см. раздел о классификации УЗО по индексам), пробуем включитьУЗО, опять смотря на счетчик. На этот раз возможно, помимо «Земли», свечение индикатора «Реверс»; иногда его обозначают «Возврат», след. рис. Это свидетельствует о наличии в цепи большой реактивности, емкости или индуктивности.

Искать дефектного потребителя нужно в обратном порядке; сам по себе он может не дотянуть УЗО до срабатывания. Поэтому включаем все, затем по очереди отключаем подозрительных, и пробуем включать. Включилось, наконец-то? Это он и есть, «реверсивный». В ремонт, но уже не электрикам, а «бытовушникам».

В квартирах с проводкой TN-C-S возможен случай, когда четко определить источник срабатывания УЗО не удается. Тогда вероятная причина – плохая земля. Еще сохраняя защитные свойства, заземление уже не отводит высшие составляющие спектра помех, и защитные проводники работают как антенна, аналогично квартире TN-C с общим УЗО. Чаще всего такое явление наблюдается в периоды наибольшего пересыхания и промерзания почвы. А что делать? Напрягать эксплуатанта здания, пусть доводит контур до нормы, обязан.

О фильтрах

Одним из основных источников сбоев в работе УЗО являются помехи от бытовой техники, а эффективным способом борьбы с ними – поглощающие ферритовые фильтры. Видали набалдашники-«шишки» на компьютерных шнурах? Это они и есть. Ферритовые кольца для фильтров можно купить в радиомагазине.

Но для силовых ферритовых поглотителей определяющее значение имеют магнитная проницаемость феррита и магнитная индукция насыщения в нем. Первая должна быть не менее 4000, а лучше – 10 000, а вторая – не менее 0,25 Тл.

Фильтр на одном кольце (вверху на рис.) можно встроить с «шумящую» установку, если она не гарантийная, как можно ближе в сетевому вводу. Работа эта для опытного специалиста, поэтому точная схема не приводится.

Несколько же колец можно просто надеть на сетевой шнур (на рис. внизу): с точки зрения электродинамики все равно, обмотан проводник вокруг магнитопровода или наоборот. Чтобы не резать фирменный литой шнур, нужно купить вилку, гнездовую колодку и кусок трехжильного кабеля. Продаются и готовые сетевые шнуры с ферритовыми поглотителями помех, но стоит такой дороже, чем самодельный сборный по частям.

Для расчета устройства защитного отключения (УЗО) необходимо учитывать условия его эксплуатации. В однофазной электрической сети применяются двухполюсные устройства, а в трехфазной – четырехполюсные. Так как УЗО реагирует на токи утечки (Iут), то его выбор будет зависеть от длины проводников, качества изоляции, количества подключенных приборов, устройств, их характеристик. Кроме этого, надо помнить, что Iут величиной 30 mA может быть опасным для жизни человека. Поэтому во влажных помещениях надо обязательно ставить УЗО.

Ток утечки

Чтобы обеспечить безопасность от поражения электричеством, часто приходится увеличивать количество устройств защитного отключения, разбивать сеть на несколько групп. В то же время использование очень чувствительных приборов УЗО приводит к ложным срабатываниям. Задача специалиста сделать правильный расчет и выбор с учетом всех факторов.

Согласно правилам устройства электроустановок, при неизвестном Iут, он принимается равным произведению 0,4 mA на число соответствующее расчетному нагрузочному току в амперах. Утечка цепи принимается равной произведению 0,01 mA на длину L фазного проводника в метрах.

Согласно этим же правилам, суммарные потери сети должны быть меньше одной трети номинального отключающего дифференциального тока УЗО. Сюда же входят все утечки включенных постоянно и подключаемых периодически электроприборов. Произведем расчет.

Суммарный Iут= 0,4* IΣ +0,01*L

Отсюда следует, что предельный ток УЗО должен быть больше суммарного Iут сети в 3 раза.

Соответственно, номинальный отключающий ток равен:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L), где

IΣ – суммарный ток утечки всех электроустановок сети,

L – длина фазного провода в метрах.

Выбор для квартиры

Для примера расчета возьмем квартиру в многоэтажном доме. В этажном щитке на вводе стоит автоматический выключатель. Пусть автомат будет на 40 Ампер. Он защищает от коротких замыканий и перегрузок. Сразу за ним монтируется противопожарное УЗО, расчет его номинала произведем позднее.

Оно нужно для защиты от пожара при нарушении изоляции кабеля или ее пробое. Дальше, для обеспечения большей безопасности и бесперебойности снабжения электричеством, на каждую или несколько групп устанавливаются УЗО с определенным Iут от 10 до 30 mA. Зависит от токов утечки.

Есть даже розетки со своими устройствами УЗО. На каждую группу потребителей устанавливается свой автоматический выключатель перегрузок.

В ванной комнате стоит стиральная машинка мощностью 1,8 кВт. Так как она расположена во влажном помещении, то для безопасности предусмотрим автомат защиты на 16 A и произведем расчет УЗО по мощности.

Рабочий ток для стиральной машинки равен:

Iр=Р/U=1600/220=7,3 А.

Длина фазного провода до нее составляет 20 м.

Отсюда
IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х7,3+0,01х20)=9,36 mA.

Ближайший в ряду УЗО на 16 A, ток утечки 10 mA.

Несколько групп

Допустим, в квартире предусмотрены еще две группы освещения с автоматами защиты на 16 A, две розеточные с автоматами на 20 A и 25 А. В группах освещения длина проводников по 50 м, а нагрузка составляет 0,3 и 0,6 кВт. В розеточных длина фазных проводов 40 и 60 м соответственно, а общая (переменная и постоянная) нагрузка 17 и 22 A соответственно.

Произведем расчеты по группам.

Расчет для первой осветительной:

Ip=P/U=300/220=1,4 A,

P – мощность осветительных приборов,

U – напряжение сети.

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х1,4+0,01х50)=3,18 mA.

Расчет для второй осветительной:

Ip=P/U=600/220=2,8 A,

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х2,8+0,01х50)=9,9 mA.

Расчет для первой розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х17+0,01х40)=21,6 mA.

Расчет для второй розеточной:

IΔn= 3*(0,4* IΣ +0,01*L)=3(0,4х22+0,01х60)=28,2 mA.

Так как УЗО по IΔn имеют номиналы 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер, то некоторые группы электроснабжения можно объединить. При этом нужно помнить, что прибор срабатывает при достижении 50-100% IΔn.

По расчетам первая осветительная и розеточная группы в сумме по IΔn составляют 24,78 мА. Их можно подключить к устройству с отключающим током 30 миллиампер. Вторая розеточная подсоединяется к такому же 30 миллиамперному устройству. Вторая осветительная – к УЗО с током отключения 10 мА. Суммарный рассчитанный отключающий ток получился равным:

IΔn Σ=9,36+3,18+9,9+21,6+28,2=72,24 mA.

Приступаем к подбору УЗО. Ближайшее по отключающему току – на 100 мА. Его и нужно установить в качестве противопожарного.

Номинальный ток

УЗО имеет еще один важный параметр – номинальный ток, который необходимо учитывать при расчетах. При работе в пределах номинала, прибор гарантированно будет выполнять свои функции как угодно долго.

Автоматы защиты от перегрузок, которые устанавливаются на каждую группу электроснабжения, имеют номинал: 16, 20, 25, 32 ампера и так далее. Но при достижении этих значений прибор не отключится.

Его характеристики таковы, что он начинает отключаться при значениях превышающих номинал в 1,13-1,45 раза, только благодаря тепловому расцепителю. Происходит выключение через один-два часа. А для быстрого отключения ему нужно превышение номинала от трех до пятнадцати раз. Данную особенность автомата защиты от перегрузок и короткого замыкания нужно учитывать.

Прибор отключения устанавливается с номинальным током всегда на уровень выше . Например, если от перегрузок и короткого замыкания стоит 32 амперный автомат, то устройство защитного отключения должно быть 40 ампер.

Поэтому в квартире, для которой производился расчет, противопожарный прибор УЗО будет иметь ток отключения и номинальный 100 mA и 63 A соответственно. У стиральной машинки будет устройство 10 mA/16 A. Для второй группы освещения – устройство с пределом 10 mA/25 А. Остальные приборы УЗО имеют пределы 30 mA/32 А.

Дополнительные характеристики

Кроме этих основных характеристик, для которых проводятся расчеты, есть еще величины, требующие внимания при выборе. Это предельный ток короткого замыкания, для дома принимают 4500 A, многоквартирного 6000 A, для производств 10000 A. На корпусе изделия он изображается числом обведенным рамкой. Вид отключающего тока утечки обозначается буквами:

  • АС означает, что он переменный;
  • А – IΔn переменный и пульсирующий постоянный;
  • В – IΔn переменный и постоянный;
  • S – селективный, отключается с задержкой.

УЗО типа АС используют в квартирах. Потребители обычные – освещение, холодильники, теплые полы. Максимальное время отключения этого типа УЗО – 0,04-0,3 секунды, зависит от величины тока утечки.

Тип A применяется там, где много приборов с выпрямителями и импульсными блоками питания: компьютеры, стиральные машинки, телевизоры, посудомоечные машины, СВЧ-печи. Иногда производители прямо указывают, что должен стоять прибор УЗО А, а далее выполняется расчет по току.

Тип B применяют главным образом в промышленности, проводя перед установкой подробные расчеты.

Тип S (селективный). Время срабатывания у такого УЗО составляет 0,2-0,5 сек, поэтому для человека оно не является защитным. Устройство устанавливается в начале линии после основного автоматического выключателя и является второй ступенью дифференциальной защиты всего объекта от пожара.

Кроме этого, нужно определить, какое устройство защитного отключения выбрать: электромеханическое или электронное. Первое более надежное, но и более дорогое. Второй вид дешевле, чем электромеханическое, но его электронные компоненты чаще перегорают при всевозможных перегрузках.

При организации системы защиты электросети необходимо учитывать, что на один УЗО нельзя подключать больше 5 автоматов. Это может привести к ложным срабатываниям. К тому же, при правильном отключении нельзя понять, где произошла утечка.

Выбор УЗО (устройство защитного отключения) является нетривиальной задачей, требующей от человека некоторого погружения в область знаний об электротехническом монтаже и принципах действия электрооборудования. Многие, пугаясь возможных ошибок в расчетах, перекладывают эту обязанность на профессионального электрика, но такая услуга стоит денег. Кроме того, не всегда можно быть уверенным, что сторонний человек сделает оптимальный выбор в соотношении цены и требуемых характеристик. Поэтому полезно знать, как выбрать УЗО для дома или квартиры самостоятельно, тем более что справиться с этим может каждый.

Разновидности приборов

Принцип действия устройств защитного отключения полностью соответствует их определению – когда в сети, которая питается через данный прибор, возникает утечка тока или короткое замыкание, автомат сразу же размыкает цепь внутри себя, прекращая подачу тока. Это позволяет избежать возникновения пожаров, ударов током людей от корпуса электрической техники и других последствий разной степени тяжести. Система работает настолько быстро, что человек, коснувшийся корпуса под напряжением, даже не успеет принять на себя удар (если УЗО отрегулировано на моментальное реагирование). Аналогичные действия происходят при замыкании или предельном повышении температуры проводки.

УЗО в разобранном виде

Перед тем как выбрать УЗО следует знать, что данные устройства подразделяются по типу тока утечки на две категории:

  • AC – простые УЗО, реагирующие на изменения параметров в участке цепи переменного тока. Часто используются для защиты бытовых приборов небольшой мощности или ветки электросети квартиры.
  • А – более совершенные устройства, работающие с утечками не только переменного, но и выпрямленного пульсирующего постоянного тока. В современных квартирах необходимы для защиты стиральных машин, электроплит, бойлеров и других мощных приборов.

УЗО второго типа имеют более сложную конструкцию, следовательно, обходятся дороже при покупке. Кроме данных двух типов существует еще несколько реже используемых исполнений устройств:

  • B – автоматы для работы с постоянным и переменным током, предназначенные для использования в производственных и промышленных объектах;
  • S – устройство защитного отключения с заданной временной уставкой на отключение. Основное предназначение – предотвращение пожара вследствие возгорания кабелей. По этой причине S УЗО устанавливаются в распределительном щитке квартиры, для защиты всей проводки.
  • G – автоматы для противопожарной защиты отдельных устройств, имеющее, как правило, меньшую задержку реагирования.

Выбор устройства по параметрам сети

Пожалуй это самый важный раздел в статье. Именно он поможет грамотно выбрать защитное оборудование.

Подбор устройства защитного отключения необходимо проводить в соответствии с рабочими параметрами сети, в которую он будет встроен, например, по мощности. Во время ремонта эта работа ложится на электрика, который может правильно провести разводку проводки, монтаж отдельных ветвей для мощного электрооборудования. Однако в ситуации, когда ремонт выполняется самостоятельно или прокладка отдельной линии проводки возникает по причине покупки стиральной, посудомоечной машины или бойлера, придется подобрать УЗО самостоятельно.

Основными рабочими параметрами УЗО является номинальный отключающий дифференциальный ток и номинальный ток нагрузки. Первое значение должно быть не выше, чем не треть, относительно суммы токов утечки всех устройств, подключенных и подключаемых в процессе эксплуатации сети приборов. Такая особенность обусловлена тем, что автомат срабатывает в довольно широком диапазоне: 50-100% от номинального тока. Это необходимо по той причине, что подключение в сеть какую-либо сеть может «перекрыть» 17% (треть от 50%) дифференциального тока и УЗО прекратит питание.

Если возможности определить сумму токов утечки не представляется возможным, применяется приблизительный расчет, в котором ток утечки нагрузки принимается равным 0,4 мА на 1А потребляемой мощности, а ток утечки сети – 10 мкА на 1 м фазной жилы.

Расчет

Пример расчета для электроплиты с величиной потребляемой мощности в 5 кВт и расстоянием прокладки проводов до распределительного щитка равным 11 метрам. Исходя из условных данных, представленных выше, расчетный ток утечки составляет 11 мА. Примерное потребление электрической плиты на полной мощности равняется 22,7 А, а расчетный ток утечки – 9,1 мА. Сумма, соответственно, равна 9,21 мА. Для защиты от токов утечки в данном случае предлагается использовать устройство с ближайшим значением номинала по диф. току, то есть УЗО на 30 мА.

После этого нужно определить величину номинального тока УЗО. Для этого нужно взять максимальный ток потребления и подобрать соответствующий защитный прибор. В примере этот максимум равен 22,7 А, значит необходимо брать УЗО на 25А или 32А. Таким образом, подходящее для защиты приведенной электроплиты устройство отключения должно иметь номиналы в 25А 30мА или 32А 30мА. Дифференциальный автомат для защиты УЗО должен иметь соответствующие параметры – 25А для первого и 25-32А для второго случая.

Защита в квартирах и домах

Следует сказать, что УЗО и автомат должны быть подобраны правильно, чтобы их рабочие параметры позволяли отключать подачу тока в нужный момент. В ситуациях, когда связку автомат-УЗО устанавливают для защиты проводки от возгорания, берутся устройства с очень высоким номиналом по току утечки – от 500 мА или 300 мА. Такой задел предотвращает постоянные ложные отключения, но имеет определенную особенность.

Дело в том, что ток потребления у лампочки накаливания мощностью в 60 Вт составляет не больше 0,3А – автомат не срабатывает, потому что это значение ниже номинала даже в ситуации, когда ток уходит в «землю», а не на нулевую жилу. Получается, что защита от пожара сделана правильно, но противоречит требованиям защиты человека от удара током.

На сегодняшний день приняты определенные стандарты по тому, как правильно подобрать устройство защитного отключения для квартиры или частного дома. Для начала, нужно сказать, что в наши дни для обоих случаев рекомендуют устанавливать только устройства защитного отключения типа AC, поддерживающие работу электроприборов с пульсирующим постоянным током.

Итак, в большинстве современных квартир проложена однофазная электрическая сеть с переменным напряжением 220В. Поэтому для них правильно устанавливать УЗО и автомат с номинальным током 32 А. Такой показатель является оптимальным – прибор не срабатывает слишком часто по причине перегрузки, обеспечивает надежную защиту людей от поражения электрическим током и не позволяет проводам загореться. Автомат должен быть общим, если суммарная нагрузка не превышает этот показатель (с учетом всех возможных подключений). Но для стиральных, посудомоечных машин и похожего оборудования ставятся отдельные устройства.

Количество УЗО в квартире

В среднестатистической однокомнатной квартире с современным техническим оснащением (телевизор, микроволновка, компьютер, стиральная машина, утюг) оптимальным будет следующее количество УЗО:

  1. Один прибор с током утечки 30 мА – на кухню.
  2. Один прибор с током утечки 10 мА – на ветку, питающую ванную комнату.
  3. Один прибор с током утечки 30 мА – на остальные помещения.

В частные дома, как правило, сейчас подается трехфазная магистраль с переменным током, поэтому здесь в распределительном щитке следует устанавливать четырехполюсное УЗО и такой же дифференциальный автомат. Ввиду наличия большого количества электроприборов высокой мощности, в распределительных щитах частных домов устанавливают не один автомат, а несколько – на линию освещения, розеток и мощных потребителей. Нередко получается каскадная схема питания.

В этих условиях рекомендуется устанавливать устройство отключения с током утечки не ниже 100 мА в совместимости с дифавтоматом типа S (селективная выдержка отключения). УЗО типа AC с номиналом в 30 мА в данной схеме подходят для питания отдельных помещений и групп комнат.


Технические требования и особенности подбора УЗО

  1. Для избавления от возможных сложностей, желательно выбирать защитное устройств, которое размыкает цепь не только фазных проводников, но и нулевого. Делается это чтобы не приходилось думать о защите от сверхтока на «нуле».
  2. Рабочий «ноль», находящийся в цепи, защищенной УЗО, не должен контактировать с защитным «нулем», или заземленными элементами – это всегда приводит к отключению сети.
  3. Вне зависимости от сферы применения, защитное устройство должно быть рассчитано на возможные перегрузки в зоне действия. По умолчанию, это обеспечивается 30% запасом при подборе номинальных величин. Так, при суммарной утечке в 20 А, безопаснее будет установить УЗО на 32 А, а не на 25 А.
  4. Защитный прибор должен продолжать работу при кратковременных падениях напряжения до 50% (не более 5 секунд) от номинала. Это необходимо для работы дифавтоматов с задержкой реагирования.
  5. Ввиду повышенной электрической опасности в ванных и банных комнатах, кухнях, душевых и других помещениях с высокой влажностью требуется ставить УЗО с током срабатывания 10 мА, если они подключены к отдельной линии на распределительном щитке. Если кухня, коридор и ванная находятся на одной ветви электросети, номинальный ток УЗО должен быть стандартным – 30 мА.
  6. Чтобы правильно установить УЗО с сохранением работоспособности, обращайте внимание на технические особенности требования. Многие импортные модели, например, исключают возможность подключения алюминиевых проводов.
  7. В домах старой постройки, где проложена ветхая, зачастую алюминиевая проводка, с ненадежной изоляцией установка защиты в силовом щитке имеет мало смысла. Из-за слабой проводки с множеством повреждений утечки будут возникать довольно часто и приводить к регулярным отключениям сети. В данном случае для обеспечения безопасности оборудования и людей надо пользоваться переносными УЗО, похожие на адаптер для розетки.
Рекомендуем почитать