УЗО в силовом щите

Я давно обещал накатать пост, но из-за творческого кризиса он чуть-чуть задержался =) И мне схемы было лень рисовать, а теперь они как-то сами собой нарисовались. И сегодня мы говорим про УЗО! =) И как минимум для того, чтобы рассеять жутчайшее мракобесие, которое начало рождаться в Сети на форумах в контексте «а я тут где-то слышал, что ууууу..» — «да-да-да, наверное ыыыы» и прочее подобное. УЗО стало обязательно к применению в нашей стране уже как 12 лет назад (с 2001 года), но прямо вот до сих пор для большиснтва электриков (особенно ЖЭКовских) УЗО является каким-то мифическим прибором, которые вроде как надо ставить, и которое иногда почему-то выбивает и, наверное, сломано?

Придётся разбираться. Начинаем с самого простого: нафига оно нужно? А в первую очередь, чтобы защитить человека от поражения электрическим током и, соответственно, от смерти. Известно, что человек помирает при токе около 80 мА (0,08 А), а током неотпускания (когда человек не может самостоятельно оторваться от провода) считается ток около 50 мА (0,05 А). Обычный автомат защищает линию только от перегрузки по току (замыкания или большой нагрузки), и при токе даже в 1..2 ампера он и не должен сработать. Поэтому в таком варианте (когда на линии из защиты только автомат) мы можем соверешнно спокойно получить обугленную тушку человека и неотключённый автомат.

ОКей! Что мы можем делать? Сначала надо немного проанализировать что вообще происходит. Происходит обычно следующее. Если человек просто засунул два пальца в розетку — ему ничем не поможешь, это эволюция («Технический прогресс сделал розетки недоступными большинству детей — умирают самые одарённые» ©). А вот если он коснулся чайника или стиральной машины, в которой прохудился нагревательный элемент, и из-за этого на его корпусе оказалось опасное напряжение, то опасный ток потечёт с корпуса устройства через тело человека. Например, в мокрый пол.

Зашибись. Отлично! А если придумать какой-то дополнительный проводник, который нам будет имитировать человека, попавшего под действие тока? И заранее подключить его к корпусу? И в случае опасности весь ток будет идти по нему? Дык именно так и придумали! Это и есть всем известное «заземление» или, говоря правильно, защитный проводник — PE, Protection Earth. И тут сразу же надо поговорить о терминологии.

К сожалению, с терминологией тоже творится полная задница! Потому что до 2001 года таких устройств в нашей стране вообще не было]
>>Мне тут сообщили поправочку. Я взял дату 2001 года как выход новой редакции ПУЭ, где установка УЗО стала обязательна. Но оказалось, что их производили ранее, и даже на эту тему есть некая статья. Да и да, действительно — маханул я. Ставропольские ДифАвтоматы я видел в панельках 90х годов постройки. Упоминанием же даты я хотел на самом деле сказать то, что надо было написать простыми словами: «До сих пор много народа вообще не понимают что это и зачем нужно».
[, и когда они появлялись, их обзывали как попало. В западных странах УЗО называется следующим образом: «Выключатель дифференциального тока«. Имеется ввиду принцип работы этого УЗО, который мы рассмотрим чуть позже и который основан на измерении разницы (difference — разница) протекающих токов. У нас же эта штука называется Устройство Защитного Отключения.

А слово «дифференциальный» у нас, мать его, используется обычно для обозначения дифференциального автомата — штуковины, которая содержит в себе обычный автомат и УЗО! Причём этот же дифавтомат называют ещё и «Дифференциальный автоматический выключатель«.

Как вам путаница? Итак, получается:

  • Автомат, Автоматический выключатель — это обычный прибор, который обеспечивает защиту линии от превышения тока в ней. Ещё в общем виде можно сказать, что это защита от сверхтоков;

  • Дифференциальный выключатель, Выключатель дифференциального тока, УЗО — это устройство, которое обеспечивает защиту человека от поражения электрическим током. В общем виде такой вид защиты можно назвать или «дифференциальная защита», или «защита от токов утечки» или «защита от утечек тока».

  • Дифференциальный автоматический выключатель, Диф, Дифавтомат — это устройство, содержащее в себе свойства обычного автомата и УЗО, обеспечивающее защиту ОДНОЙ линии от сверхтоков и токов утечки.

Поэтому если вы видите в прайсах или счёте какие-то странные нессответствия или сокращения типа «Вык. Диф» или «Авт диф вык» — обязательно УТОЧНЯЙТЕ что там имеется ввиду!

Теперь ещё затронем тему PE-проводника.

Защитный проводник правильно следует называть «Защитный проводник», PE-проводник, PE! Не надо использовать слова «заземление» и ему подобные, потому что они не совсем верно обозначают то, что хочется сказать! Перевожу на правильный язык. Только лишь в зависимости от конкретной системы электроснабжения (TT, TN-C-S) защитный проводник будет или занулением, или чистым заземлением, или вообще повторным заземлением =)

Поэтому если вы пытаетесь сказать что-то в общем виде («А у вас этажный щиток с заземлением?») — говорите «А есть ли в этажном щитке PE?». Если же речь идёт о каком-то вводном устройстве — говорите точно то, что там есть: «Вам необходимо выполнить повторное заземление нуля при помощи заземляющего контура».

Проблема неправильной терминологии ещё и в том, что если речь идёт о заземлении в многоквартирном доме, то некоторые уникумы начинают плодить разные идеи «Опа! Я ща каааак штырей в землю понабиваю, протащу кабель на 9й этаж, и у меня будет охрененное заземление!». На деле оказывается то, что потом через это заземление начинает питаться или весь дом, или на него выносится опасный потенциал в случае аварии. И из-за этого снова помирают люди.

А теперь вернёмся к тому, как это самое УЗО работает. Значит мы пришли к выводу, что УЗО у нас защищает человека от повреждённого устройства, на корпусе которого имеется опасный потенциал. Работает это так:

Пути токов утечки у УЗО

Через УЗО проходят фаза и ноль питания. УЗО контролирует силу тока на «входе» и на «выходе». Если тока уходит столько же, сколько вошло в УЗО — отключения не будет. А вот если ВДРУГ ток нашёл какой-то другой путь, и часть его стала утекать в другое место (вот откуда термин «утечка»), то УЗО сразу же отрубит линию. На моём рисунке это показано толстыми и тонкими стрелками.

Сразу ещё раз обращаю внимание, что УЗО НЕ защитит от того, если взяться за фазу и ноль! Тогда человек (дибил) для этого УЗО будет обычной нагрузкой, и он всё равно умрёт. Однако УЗО защитит:

  • От пробоя на корпус в технике. Чаще всего это нагревательные элементы (ТЭНы). Причём пробой может возникать только тогда, когда ТЭН нагреется. Мне приходилось несколько раз объяснять моим заказчикам о том, почему это у них «вдруг» стало вышибать стиральную машину, хотя на старой квартире всё работало хорошо. Конечно же выясняется, что новый щиток собирал я — и поставил УЗО на все линии, а на старой квартире было всего лишь два автомата на всё. Один раз у меня был очень-очень серьёзный скандал из-за этого. Но всё же проблема оказалась в технике =)
  • От кривого монтажа проводки, когда всякие доблестные «электрики» замуровывают где-нить в штукатурке скрутку. Если стенка мокнет (например, штукатурка не высохла) — фаза с этой скрутки будет честно утекать в стенку, и УЗО отрубит линию. И будет, сцуко, отрубать, пока не высохнет или пока не переделают.
  • УЗО может срабатывать от неочевидных, но опасных вещей. Например, если у вас есть газовая плита с электроподжигом, или стиральная машинка подключена шлангом в металлической оплётке к водопроводным трубам. В некоторых случаях из-за соседей, которые куда-то не туда «заземлились», снова будет возникать утечка тока (или разница токов), из-за которой будет срабатывать УЗО. В этом случае надо внимательно подумать, посоображать и, возможно, предупредить серьёзную аварию.
  • От неправильного монтажа в щитке. Если вы перепутали разные нули (до УЗО и после) — УЗО тоже будет срабатывать. Про это мы поговорим снова чуть позже.

УЗО ОБЯЗАТЕЛЬНО надо ставить! Не слушайте тех, кто говорит что «да оно будет у вас выбивать»! Это значит, что они, скорее всего, не понимают, почему оно выбивает, что делать и (или) не хотят исправлять свои косяки! Если ваша разводка бюджетная (и щиток в пяток автоматов) — вам достаточного одного УЗО на всю квартиру. Если у вас сложный щиток — вы можете поставить несколько УЗО по разным зонам или типам помещений.

Однако напоминаю: УЗО не имеет защиты от сверхтоков!! Это устройство, которое защищает человека от поражения током! Поэтому в цепи, где стоит это УЗО, обязательно должен быть ещё и автомат!

УЗО имеют три параметра, по которым их можно выбирать:

  • Номинальный ток контактов. На УЗОшке он обозначается цифрами амперов без буквы категории отключения, как на автомате. Например, стандартный ряд таких токов для УЗОшек ABB — это 16, 25, 40, 63, 80А. ВНИМАНИЕ!!! Это — НОМИНАЛ!! Это не точные амперы тока!!! Точно так же, как на обычном автомате: написано B16, а по таблице он отключится в диапазоне от 48 до 80А при замыкании.
    Номинал призван помочь правильно подобрать УЗО при составлении начинки щитка. Про это мы тоже детально поговорим ниже =)
  • Номинальный ток утечки. Это самый важный параметр УЗО: он показывает, при каком значении дифференциального тока УЗО будет срабатывать. По нормам УЗО должно срабатывать в диапазоне от 0.5 до 1 тока утечки (например от 15 до 30 мА для УЗО на 30 мА). Варианты значений:
    • 10 мА (0,01 А) — самое чувствительное значение тока. УЗО с таким током утечки можно использовать в очень ответственных местах или в особо влажных помещениях. Однако такие УЗО специально выпускаются с низким номиналом тока контактов, чтобы под них не напихали много линий. Каждый кабель, техника — все имеют некоторое сопротивление изоляции и естественный ток утечки. И если таких линий будет много, то чувствительное УЗО может ложно сработать.
    • 30 мА (0,03 А) — МАКСИМАЛЬНОЕ значение тока утечки для защиты людей и жилых помещений! Если вы хотите защитить людей — ставьте УЗО именно этого номинала. Не более!
    • 100 и 300 мА — УЗО, которые можно поставить на ввод в здание для обеспечения селективности: чтобы сначала отключались групповые УЗО низших номиналов, а потом уже — вводные. В некоторых случаях эти УЗО могут защищать вводной кабель, разводку щита и срабатывать при авариях, потопах и прочих катаклизмах. Из-за этого их прозвали «противопожарными».
  • Категория тока утечки. Это то, на какие токи утечки УЗО будет срабатывать:
    • AC — УЗО будет палить только переменный ток утечки. Это самый обычный распространённый номинал, который можно применять везде. Переменный ток утечки у нас может возникать, если прямо непосредственно нашу питающую фазу пробило на корпус. Скажем, хреновая изоляция нагревателя, пробило обмотку двигателя, трансформатора, перетёрся питающий провод.
    • A — более дорогой и чувствительный вариант. В этом случае УЗО палит как и переменный, так и пульсирующий ток утечки (полуволны синусоиды). Это может быть полезно, если внутри устройства цепи вторичного электропитания могут пробить на корпус. Скажем, повредится импульсный блок питания, что-то после выпрямителя и прочее подобное. Эти УЗО более дорогие, и, если вы не хотите потратить много денег на щиток, вам следует подумать, где эти УЗО можно применить.
      UPDATE 2014.02: Сейчас даже энергосберегающие и светодиодные лампочки имеют импульсные блоки питания. И Европа потихоньку переходит на УЗО типа «A». Поэтому УЗО типа AC могут остаться только на обогревателях и тёплых полах.
      В Россию поставляются УЗО типа «AC» и типа «A». Если нужен щиток попроще — то достаточно оставить УЗО типа «AC». Если хочется дикой паранойи и полной защиты — то можно ставить все УЗО типа «A».
  • Виду внутренней схемы:
    • Электромеханическое. Это УЗО более дорогое, потому что работает именно от величины тока утечки. Но это требует высокоточной механики: она должна сработать от тех самых 10 или 30 мА тока, но при этом, будучи точной, не срабатывать от разных ударов, встряхиваний и других внешних воздействий. Обычно для этого УЗО пофигу куда подключать фазу, а куда — ноль, и на корпусе про это ничего не написано.
    • Электронное. Внутри у такого УЗО простой усилитель на микросхеме или транзисторах. Это позволяет настроить его на любые токи утечки. Но — вот беда — в случае аварийного напряжения сети такое УЗО может сдохнуть, потому что от него же и питается. Но эти УЗО дешевле, и именно поэтому их чаще всего делают разные китайцы. Обычно для этих УЗО важно подключение фазы и нуля (и даже иногда сторона подачи питания — сверху или снизу).

Давайте-ка возьмём УЗО ABB F202 AC-40/0,03 и разберём его! Мне попался полностью рабочий экземпляр, но с браком: его флажок не менял цвет на зелёный при выключении этого УЗО.

УЗО ABB серии F200

Напоминаю, что у УЗОшек ABB сделаны двойные зажимы. Именно это позволяет подключить одновременно два провода нулей под одно УЗО без дополнительной нулевой шинки. И про это мы тоже поговорим позже.

Двойные зажимы УЗО для подключения двух проводов одновременно

Вскрываем УЗО и смотрим что там есть:

Механизм УЗО внутри

Спереди мы видим механическую часть, а сзади — платку с деталями. Кое-кто может подумать, что это электронное УЗО, но это не так. На платке находятся пара диодов (для выпрямления переменного тока с дифференциального трансформатора) и фильтрующие конденсаторы, видимо, для защиты от ложных срабатываний.

На фото ниже виден ещё и рычажок питания кнопки «Тест». Эта кнопка имитирует утечку тока, и при её нажатии УЗО должно сработать. Если УЗО не срабатывает — значит оно или бракованное или сдохло. В своих щитах я все УЗОшки проверяю именно таким способом.

Электрическая часть УЗО

В данных УЗО кнопка ТЕСТ питается только тогда, когда УЗО включено.

Внутри УЗОшки есть дугогасящая камера:

Контактная группа и дугогасители

А вот неподвижные контакты УЗО из электротехнической латуни.

Неподвижные контакты УЗО

На подвижных контактах есть серебряные напайки:

Подвижные контакты УЗО

Теперь поглядим на дифференциальный трансформатор — основу основ УЗО. Именно он «меряет» токи, протекающие через УЗО. В данных УЗО он выполнен в виде цельного блока:

Выводы дифференциального трансформатора

Внутри трансформатора основные питающие провода жёстко зафиксированы в специальных каналах. Качество изготовления трансформатора мне понравилось. На фото ниже виден ещё и резистор для создания искуственного тока утечки.

Дифференциальный трансформатор УЗО

А вот и вторичная обмотка трансформатора. Количество её витков определяет величину тока утечки, при котором УЗО будет срабатывать.

Первичная и вторичная обмотки дифференциального трансформатора

УЗО работает так. Если через УЗО втекает и вытекает ток одинаковой величины, то магнитные потоки от обоих проводников, в которых в один момент времени ток течёт в разные стороны, уравновешиваются, и тока во вторичной обмотке трансформатора не возникает. Если же токи, втекающие и вытекающие через УЗО будут отличаться, то на вторичной обмотке трансфоматора появится ток.

Он выпрямляется и подаётся на электромагнит, который и отключает УЗО.

Поляризованный электромагнит для отключения УЗО

Вот такое издевательство получилось над УЗОшкой:

Трешак после разборки УЗОшки =)

А вот фотография электронного УЗО TDM из форума MasterCity.ru:

Внутренности электронного УЗО от TDM (с форума)

Мне кажется, что пояснять разницу тут не требуется? Мы видим усилитель на микросхеме (вдали), фильтрующие ёмкости, и транзистор, которым, видимо, коммутируется питание электромагнита.

Ну а теперь начинаем практическую часть, в которой, на самом деле, нюансов ещё больше чем в теоретической!

Подключение УЗО

На самом деле важных нюанса два:

1. УЗО ОБЯЗАТЕЛЬНО должно быть защищено по своему номиналу! То-есть в цепи, где стоит УЗО, должен находиться предохранитель или автомат, который будет защищать УЗО. Некоторые понимают это буквально, и начинают ставить прямо перед УЗО перcональный автомат, и ещё и двухполюсный. Из-за этого начинаются странные дебаты в форумах, мутные схемы щитков и прочие странности.
Технически же это значит именно то, что написано: до или после УЗО должен быть один или несколько автоматов. УЗО будет защищено, если автомат имеет номинал равный или меньше номинала УЗО. Ниже я покажу примеры таких схем.

2. Фаза и Ноль, которые прошли через УЗО, не должны «смешиваться» с другими фазами и нулями. То-есть, если по схеме щита фазу вы взяли после одного конкретного УЗО, то и ноль вы тоже должны брать после именно этого УЗО. Если вы сделаете ошибку — то УЗО будет отключаться, а вы будете ломать голову что это было =)

Давайте посмотрим схему какого-нибудь щитка:

Схема включения УЗО с дополнительными шинками

Что мы тут имеем? Я тут упрощённо нарисовал простой щиток: два автомата на свет и три автомата на розетки. Вводной автомат у нас на 40А. Свет у нас сделан без УЗО, а все розетки — под УЗО. Обратите внимание на то, как сгруппированы линии, и на разводку нулей. Так как у нас свет подключен до УЗО — то и ноль на свет мы берём до УЗО, используя для этого нулевую шинку N. Ноль на розетки, которые подключены после УЗО, взят тоже после УЗО и с шинки N’.

Всё просто? На самом деле — да, но на форумах продолжаются дебаты про защитные автоматы ДО УЗО. Поэтому тоже посмотрим на вот эту схему:

Для защиты УЗО не нужны дополнительные автоматы!

И поглядим мою переписку с ABB: ABB_F200_Protect.pdf. Там ясно написано то, что если сумма номиналов автоматов после УЗО не превышает его номинал, то УЗО защищено и дополнительных автоматов не надо.

UPDATE 2014.02: ВНИМАНИЕ!!! Эта информация справедлива только для УЗО ABB, потому что я рыл её в каталогах и докапывался до технических специалистов. Что удалось узнать.

На самом деле выделяют две защиты УЗО: по перегрузке и по к.з. По перегрузке номинал автомата должен быть 100% не больше номинала УЗО. По к.з. можем защищаться и автоматами и предохранителями с большим номиналом. На УЗО показан уровень защиты при использовании 100 А предохранителя потому что есть такой стандартный тест. Но мы же не будем брать отдельно автомат и отдельно предохранитель. Поэтому защищаемся просто автоматом с небольшим номиналом.

Относительное положение автомата и УЗО и общее кол-во автоматов не важно. Главное чтобы суммарный номинал автомата (если он сверху) и автоматов (если они снизу) был не более номинального тока УЗО.

Как у других производителей — я не знаю, поэтому перед тем, как тупо копировать схему, показанную выше и ещё доказывать всем «А вот CS тут нарисовал, а вы все дураки» — читайте, блин, технический каталог производителя!!

Как правильно выбирать УЗО по номиналу тока контактов? Правила можно описать, применительно к нашим щиткам, так:

  • Если номинал вводного автомата меньше или равен номиналу тока УЗО — после УЗО может стоять сколько угодно автоматов;
  • Если номинал вводного автомата больше номинала УЗО — тогда после УЗО автоматы ставятся так, чтобы сумма их номиналов не превышала номинал тока УЗО.

Я нарисовал картинок. На первой у нас стоит два УЗО на 40 и 25А. Номинал вводного автомата у нас при этом 40А. Первое УЗО имеет номинал 40А, и оказывается защищено вводным автоматом. Поэтому после него можно напихать чего угодно и сколько угодно. Под ним торчат автоматы суммой номиналов аж на 58А. Второе УЗО имеет номинал на 25А (для примера), и поэтому защитить мы его можем только тем, что поставим после него автоматов не более чем на 25А (6+6+10А = 22).

Пример защиты УЗО 1

Посмотрим вторую схему. Тут у нас вводной автомат на 50А (как в новостройках с однофазным вводом). Так как у нас под первым УЗО на 40А стояло автоматов на сумму 58А, то УЗО на 40А не прокатит никоим образом. Что делать? поднимем номинал этого УЗО до 63А — и всё поправится. А вот на втором УЗО я показал пример того, как не надо делать. Второе УЗО у нас на 40А, а автоматов под ним стоит на 48А. Вот оно не защищено и так делать не надо!

Пример защиты УЗО 2

Как же придумывать щитки на УЗО? УЗО в щитках удобнее использовать в случае однофазного питания. Тогда весь щиток превращается в древовидную структуру, как на картинках выше: УЗО, под которым несколько автоматов. Это самый простой и бюджетный вариант. И щиток собирать проще, если все УЗО удаётся поставить в ряд и соединить специальной шинкой-гребёнкой (я писал о них ранее). Бюджетность этого варианта в том, что какое-нибудь УЗО типа А на 10 мА стоит дешевле, чем дифавтомат соответствующего номинала, да ещё и с категорией B.

Однако есть и неудобство. Если на какой-то из линий, которые стоят под УЗО, возникает утечка — УЗО отрубит сразу все эти линии. Это будет несколько неудобно, как вы понимаете, особенно если место утечки сразу найти будет сложно. В некоторых случаях даже приходится отключать нули от шинки, чтобы найти проблемную линию, или же использовать двухполюсные автоматы (применительно к ABB) или автоматы 1P+N (у других производителей они есть в виде одного модуля).

Однако мы помним, что если под одним УЗО будет слишком много линий, то УЗО может ложно срабатывать из естественного тока утечки через изоляцию кабелей и фильтры питания. Поэтому обычно идеальный щиток на УЗО содержит несколько УЗО, сгруппированных по типу помещений или виду нагрузки. Это позволяет отключать линии по утечкам небольшими участками, не отключая сразу всё.

А теперь ещё пару слов о том, что делать если нет PE, и как вообще проверить УЗО.

Если PE — нет, то УЗО ставить всё равно надо! Не слушайте тех, кто говорит «без заземления работать не будет». Во-первых, напомните им о правильном названии PE, а во-вторых, УЗО будет работать, но по факту. Если в схеме с PE току утечки есть куда деваться (в PE), то без PE у тока утечки только один путь: через прикоснушегося человека. Что будет? Если ток утечки настолько мал, что УЗО не сработает — вас просто дёрнет током. Если ток утечки велик — то вас дёрнет, но сразу же сработает УЗО, отключив линию и сократив время действия на вас опасного тока. Напоминаю, что при этом все линии всё равно надо укладывать с PE, просто PE никуда не подключать до реконструкции системы электроснабжения.

УЗО можно проверить так:

а) Нажать кнопку «Тест». Если УЗО отключилось — значит с именно ним всё хорошо
б) Если есть штатный PE — закоротить в розетке или кабеле питания ноль N и PE. Не перепутайте с фазой! УЗО должно отключиться.
в) Косвенным путём: если где-то что-то залило, или перекусили кабель целиком — то УЗО сработает =)

Вот как-то неожиданно про всё-всё и рассказал. Думал, что будет длинно и нудно, а вышло просто и наглядно. Обо всём, о чём я забыл сказать — спрашивайте в комментах!


Закрыть ... [X]

УЗО: Что это такое и зачем надо? / Обзор с фотками на CS-CS Дэвид линчи цитаты

Импульсные блоки питания своими руками на 494 Импульсные блоки питания своими руками на 494 Импульсные блоки питания своими руками на 494 Импульсные блоки питания своими руками на 494 Импульсные блоки питания своими руками на 494 Импульсные блоки питания своими руками на 494 Импульсные блоки питания своими руками на 494