УЗО — коммутационный выключатель, предназначенный для остановки подачи напряжения в определенных обстоятельствах. Устройство предупреждает поражение человека электротоком при случайном касании к оголенным контактам и токоведущим деталям бойлера. Также выбивает УЗО на водонагревателе при угрозе пожара, вызванной утечкой электричества из-за нарушенной изоляции. Есть комбинированная разработка — дифавтомат, в корпусе которого автоматический выключатель объединен с устройством защитного отключения (УЗО).
Принцип работы бойлера и УЗО
Водонагреватель подключен к электросети, вода внутри нагревается от ТЭНа. В некоторых случаях оболочка спирали разрушается, что вызывает прямой контакт жидкости и тока. В другом варианте электричество поступает на корпус, если испорчена изоляция.
Устройство защитного отключения защищает человека от удара током. Пользователь может коснуться тех частей оборудования, которые в обычных условиях не являются токоведущими. В результате испорченной изоляции на таких деталях может появиться напряжение и они станут опасными. В другом случае человек случайно касается элементов электроустановки, которые изначально предназначались для прохождения тока.
Принцип работы защиты:
- Прибор измеряет разность электротоков на проводниках, поступающих через дифференциальный преобразователь переменного тока.
- Определяет векторную сумму электротоков, проходящим по ним (2 — для однофазных кабелей, 3 — для проводов с тремя и больше фазами).
- Сравнивает векторные суммы.
- В нормальном регламенте значение нулевое (входящий и выходящий показатель равны) — устройство не отключает питание.
- При касании ток начинает уходить, поэтому векторная сумма уже не равна нулю.
- Электроток проходит только по фазе, а во вторичной обкладке трансформатора появляется напряжение, пропорциональное величине утечки.
- Если допустимый порог превышен, защищаемая цепь отключается устройством от подачи электричества.
С точки зрения безопасности устройство отличается от предохранителя тем, что срабатывает при меньших значениях тока. Электроток отсечки УЗО не превышает 30 мА, поэтому защита реагирует сразу. Срабатывает УЗО на водонагревателе через 25 – 40 с — за этот период электроток, проходящий по организму, не приводит к началу фибрилляции сердца.
Технические параметры устройств:
- По числу фаз бывают однофазные (два полюса) и трехфазные (четыре полюса). Прибор работает с фазой и нейтралью, поэтому имеет контакты для соответствующего подключения.
- По электротоку отсечки — максимальной разнице между токами производят УЗО на 10 мА (влажные комнаты), 30 мА (защита человека), 100 мА (выявление поврежденной изоляции).
- По номинальному электротоку от 16 до 80 А.
Правила подключения
Устройство устанавливают в сети в процессе подсоединения питания к бойлеру.
Монтаж выполняют двумя способами:
- подключают в розетку напрямую;
- устанавливают в распределительный щиток с применением трехжильного провода.
Водонагреватель нежелательно подключать к защитному устройству через розетку, допустимо так работать только с установками небольшой мощности. Мощные бойлеры вызовут нагрев розетки, корпус ее может оплавиться, поэтому соединение гнезда и вилки станет ненадежным.
Подключение в щитке медным трехжильным снижает риск повреждения электросети, т. к. отсутствует контакт вилки и гнезда. Сочетают УЗО с автоматическим выключателем, который реагирует на короткое замыкание и отключает сеть по сигналу от защитного устройства при утечке напряжения.
Есть три схемы врезки:
- Однофазное включение. Прибор размещают в замкнутом контуре цепи регулировки, а нейтраль и фазу соединяют с учетом обозначений на контактах защиты. При этом рабочий номинальный электроток УЗО должен превышать показатель его отключения.
- Трехфазное. Для такой схемы применяют отдельное трехфазное устройство защиты с имеющимися восьмью контактами. Или используют три однофазных прибора с четырьмя контактами.
- В цепь с заземлением. Вместо нейтральной линии используют заземляющую магистраль. Магнитное поле в ветке подключения сбалансировано за счет трех равных по величине токов.
Розетка должна иметь заземляющий контакт, который подключают к соответствующей жиле. Для ванной комнаты берут розетки с соответствующим классом защиты от влаги и крышкой.
Возможные причины срабатывания УЗО
Как только фазное напряжение попадает на корпус водонагревателя, при включении бойлера выбивает автомат. Ток не возвращается по нейтральной жиле, а уходит по заземляющему проводу. Защитный прибор это выявляет и мгновенно обесточивает сеть.
Теоретически защиту можно не ставить, но именно для бойлера устройство является обязательным. Металлические конструкции работают во влажной среде, по ним проходит электричество. Опасность пробоя на корпус и массу воды повышена.
Устройство отключает питание в следующих случаях:
- Человек или животное касаются электрических частей прибора под напряжением, имеющих заземление.
- Изолирующий слой имеет повреждения, поэтому есть его контакт с токоведущими элементами и землей.
- Нулевой (N) и заземляющий (PE) переставили местами.
- При путанице с подключением нулевого и фазного проводника, прикасании к кабелю под напряжением.
- Если нуль оборван и есть прикосновение к внезапно оказавшимся под током деталям бойлера.
- Повреждена изоляция трубчатого ТЭНа в результате коррозии, вода непосредственно контактирует с токоведущей спиралью.
- Неправильно смонтировано УЗО или оно испортилось
- На корпус бойлера замыкает оголенная проводка, а заземление не подключено — прибор срабатывает регулярно.
- УЗО выбрано без учета величины напряжения и мощности, поэтому не справляется с нагрузками.
Также защита отключает питание при повреждении электропроводки (обрыве, пробое гвоздем) на участке подачи электричества к бойлеру. Срабатывание неизбежно при механических повреждениях корпуса водонагревателя. Если заземлитель и нуль сети объединены, бойлер включится, но есть опасность токового поражения.
Устранение неисправности
Защитный прибор проверяют не реже 1 раза в месяц. Для этого есть кнопка «Тест». При нажатии в сети создается пробная ситуация утечки, которая находится под контролем. Если устройство имеет неисправности, происходит автоматическое прерывание подачи напряжения.
Ремонт неисправностей в разных случаях:
- Автомат срабатывает при включении бойлера. Убеждаются, что мощность агрегата не больше расчетного рабочего показателя защиты. Для водонагревателя предусматривают отдельную линию и ставят выключатель.
- Увеличения нагрузки не выявлено, но УЗО срабатывает. Проверяют исправность УЗО, обследуют контакты, выявляют слабые соединения, т. к. именно эти места нагреваются и вызывают срабатывание устройства.
Проверяют нагреватель, выявляют неисправности. Для этого воду сливают, разбирают основание (фланец) с ТЭНом, проверяют целостность трубки, оболочки, чистят накипь на элементе и внутри бака.
