Принцип действия и назначение УЗО в электрических сетях

Устройство защитного отключения или УЗО – это прибор, используемый в электрических цепях для предохранения рабочего персонала и бытовых потребителей от удара электрическим током. Его установка возможна не только в однофазных цепях, но и в питающих линиях трехфазного тока, нередко эксплуатируемых в загородных домах. Для более глубокого понимания особенностей функционирования прибора потребуется разобраться с его назначением, принципом работы, а также со всеми тонкостями монтажа в пределах объекта.

Принцип работы

Принцип работы УЗО

При знакомстве с автоматом УЗО самое главное – понять принцип его защитного действия. При этом важно отметить следующее:

  • в конструкции устройства предусмотрен дифференциальный модуль, фиксирующий разность величин втекающего и вытекающего токов;
  • при ее обнаружении он посылает сигнал на исполнительный блок, размыкающий контакты подачи питания;
  • поскольку устанавливается автоматический прибор сразу вслед за электросчетчиком (до распределительного автомата), при его срабатывании цепь питания объекта мгновенно отключается.


Принцип работы УЗО в однофазной сети заключается в его способности реагировать на малейшие утечки тока, возникающие в аварийных ситуациях (в случае разрушения изоляции, например). В этом и проявляются защитные функции данного прибора.

В каких случаях УЗО необходимо

УЗО в щитке

В качестве надежной защиты УЗО автоматы полезны лишь в следующих случаях:

  • при явном повреждении изоляции проводов в электроприборах;
  • при небрежном обращении с действующей электропроводкой (прямой контакт с ней при сверлении стен, например);
  • при нарушении правил обращения с электрическими приборами.

В ситуации с поврежденной изоляцией часть прямого тока начнет течь через тело человека, прикоснувшегося к проводке. В этом случае защитное устройство сразу же реагирует на обнаруженное несовпадение на входе и выходе и мгновенно отключает линию питания от нагрузки. Отключение автомата происходит настолько быстро, что ток за это время не успевает достичь опасной величины.

При сверлении стены с необесточенной проводкой ток потечет по схеме рука человека – его нога – бетонный пол – арматура заземления дома. Из-за этой утечки возникнет разница входных и выходного токов и автомат тут же сработает.

При неосторожном обращении с электроприборами дело обстоит еще проще. Если включенный в сеть фен, например, упадет в наполненную водой ванну – ток утечки через нее тут же вызовет срабатывание защиты, исключив поражение человека. То же самое произойдет при случайном попадании в воду любого другого включенного в электросеть прибора.

Устанавливать УЗО в питающую цепь объекта незачем в ситуации, когда смонтированная на нем электропроводка находится в ветхом состоянии. В этом случае до ее обновления проще всего поставить УЗО на особо ответственный линейный участок (в подвал или в ванную, например). Если в этом месте проводка сохранилась в нормальном состоянии, устройство будет работать без ложных срабатываний.

Сколько УЗО необходимо для квартиры или дома

Схема УЗО на группу автоматов

Чтобы определиться, сколько приборов необходимо установить в квартире, обычно исходят из действующих нормативов, согласно которым для этого хватает одного УЗО. Для обеспечения более высокого уровня защиты еще одно устройство ставится на особо опасные ответвления домашней электропроводки (в ванную комнату, например).

Установка защиты в отдельную линию с рабочей нейтралью питания позволяет защитить человека от случайного поражения в условиях повышенной влажности.

Нередко дополнительные УЗО ставятся в такие опасные с точки зрения климатических условий помещения, как кухня, чердак и подвал загородного особняка или дома. При этом они могут обслуживать целую группу нагрузок, включая лампочки освещения. Согласно ПУЭ, линейные приборы используются совместно с устройством ограничения по максимальному току (автоматом, рассчитанным на соответствующую уставку). Специалисты советую заменять такую пару комплексным защитным прибором – дифавтоматом, объединяющем в одном корпусе УЗО и автоматический выключатель.

Виды УЗО

По виду тока, коммутируемого в рабочих цепях, известные образцы УЗО подразделяются на следующие классы:

  • Приборы типа «АС» предназначены для работы с переменным током аналоговой формы (синусоида).
  • Устройства класса «А» реагируют на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный ток.
  • УЗО типа «В» работают со всеми видами токов.

По своей конструкции и способу переключения исполнительного модуля известные защитные приборы делятся на электромеханические и электронные устройства.
В первых моделях используются э/м реле обычного типа, в их электронных аналогах – выключатели на полупроводниковых элементах.

Прибор может изготавливаться в виде дифференциального автомата, совмещающего в себе сразу две функции (обычного автоматического выключателя и УЗО). В этом состоит отличие двух типов защитных устройств. Как особая их разновидность рассматриваются автоматы дифференциального тока (АВДТ), обозначаемые как УЗО-Д.

Технические характеристики и расшифровка обозначений

Обозначение маркировки на корпусе

Любой автомат УЗО, включаемый в действующую электрическую цепь, описывается рабочими характеристиками, основными из которых являются:

  • торговая марка и серийный номер;
  • тип тока, на который реагирует УЗО: постоянный, переменный или пульсирующий;
  • номинальный рабочий ток;
  • величина утечки, при которой УЗО отключает питающую цепь;
  • рабочее напряжение.

Первый из этих показателей наносится фирмой изготовителем на передней панели корпуса прибора. Торговый бренд защитного устройства удается расшифровать сразу и без особых осложнений, ознакомившись с его символичным обозначением. В качестве примера, иллюстрирующего возможность такой расшифровки, приводятся образцы трех различных фирм, каждом из которых производитель обозначает свою марку и серию. Это изделия от производителей Hager, IEK, а также Schneider Electric.

После обозначения серии на корпусе автомата указывается номинальный ток. Под этим значком понимается его максимальная величина, выдерживаемая электроприбором УЗО длительное время без разрушения. Шкала номинальных токов соответствует стандартному ряду аналогичных значений для защитных автоматов, что позволяет заменить оба эти прибора одним дифференциальным устройством.

Дифференциальный ток УЗО – это значение утечки, при котором данный прибор срабатывает наверняка. Этот показатель наносится на корпус устройства и обозначается как IΔn. Расшифровывается значок стоящими после него цифрами, означающими точнее значение параметра для дифференциальных токов из следующего ряда: 6 – 10 – 30 – 100 – 300 – 500 мА. Рабочее напряжение прибора принимает два значения (220 и 380 Вольт).

Порядок подключения

Подключение УЗО с заземлением и без него

Порядок подключения УЗО в электрическую цепь нормируется действующими стандартами (ПУЭ, в частности). В соответствии с требованиями нормативов место включения прибора определяется с учетом возможности общей или выборочной коммутации питающих линий. Если УЗО используется одно на всю квартиру, оно устанавливается на DIN-рейке электрического щита сразу после электросчетчика и перед линейными автоматами, защищающими отдельные нагрузки.

При применении устройства в качестве селективного элемента оно монтируется в ответвлении от общей линии питания, нуждающейся в особой защите.

При монтаже нужно внимательно следить за тем, чтобы фаза подводящего провода подключалось к верхней клемме с обозначением «1», а отводилась от нижнего контакта под маркировкой «2».

Ноль однофазной сети подключается к верхней клемме под обозначением «N», а отводится от нижнего контакта, имеющего аналогичную маркировку. Для случая установки 4-х полюсного прибора в трехфазной линии питания количество фазных контактов увеличится втрое (клеммы N, к которым следует подключать землю, останутся без изменения).

Правила запуска и эксплуатации

При обслуживании устройства особое внимание обращается на следующие моменты:

  • В современных моделях УЗО предусматривается возможность тестирования устройства с помощью специальной кнопки «Тест».
  • Эта процедура проводится перед запуском его в эксплуатацию, что позволяет убедиться в правильности подключения прибора.
  • Тестирование проводится в двух самых распространенных режимах (10 и 30 мА).

В процессе эксплуатации, согласно требованиям ПУЭ, необходимо периодически проверять тестовую работоспособность устройства, которое может включаться как в линии с заземлением, так и без него. В последнем случае эффективность работы УЗО несколько снижается.

При рассмотрении назначения устройств дифференциального типа следует иметь в виду, что они способны защищать не только силовые цепи. Такой прибор нередко используется и для защиты проводки, прокладываемой до источников света. Это характерно для влажных помещений типа ванны.