Устройство и схема подключения розетки со встроенным УЗО

Принцип работы дифавтомата

Основной элемент устройства, проверяющий наличие тока утечки – дифференциальный трансформатор. Он измеряет величину тока на входе и выходе электрической разводки. Если они отличаются друг от друга, происходит отключение электросети.
Для этого в конструкции присутствует электромагнитное реле. Для правильного выбора на корпусе модели указывают значения номинального тока, напряжения, частоты и дифференциального тока утечки.

Когда и где применяется УЗО:

• жилые, общественные, производственные здания;
• однофазные или трехфазные сети 220В и 380В;
• обязательно наличие в системах заземления TN-C-S или TN-S;
• в сетях для обеспечения быстрого отключения в течение 0,1-0,2 сек;
• совместно с автоматами выключения при высокой токовой нагрузке.

Устройство нельзя интегрировать в схемы, не допускающие перерыва в электроснабжении. В таких случаях применяются другие методы защиты людей от поражения электрическим током.

УЗО предназначено для сравнения величины электрического тока, протекающего в фазном и нулевом проводе. При нормальной работе электрических приборов эта величина одинакова и встречные потоки в обмотках УЗО компенсируют друг друга. Как только возникает аварийная ситуация — где-то нарушается изоляция с последующим протеканием заряженных частиц на землю в обход нуля, дифференциальные токи будут отличаться и защита отключит питание.

Но это не означает, что остальное оборудование не требует подобных приспособлений для защитного отключения: те же светильники, розетки и прочая подключенная нагрузка также может нести угрозу человеку. Поэтому их тоже актуально подключать к УЗО  на щитке как общим для всей электрической проводки, так и отдельно для каких-либо приборов или их групп. Особенности применения электронных и электромеханических УЗО  напрямую зависит от схемы электроснабжения и места их установки.

В дифавтомат встроено три механизма, каждый из которых отключает напряжение в определенной ситуации:

• наличие тока утечки;
• неожиданное короткое замыкание;
• перегрузка электрической сети по мощности.

Утечка определяется с помощью дифференциального трансформатора, который реагирует на разницу между значениями тока на «нуле» и «фазе».

Отличие может возникнуть при контакте человека с предметами под напряжением или при частичном замыкании электроприборов на окружающие их поверхности. В таких случаях срабатывает дифавтомат и отключает электричество.

Датчик короткого замыкания реагирует на высокий ток. А подключение избыточной нагрузки определяется по нагреву металлической термопластины, которая размыкает электросеть при повышении собственной температуры.

Таким образом, любая опасная ситуация, связанная с электропроводкой, быстро определяется дифавтоматом и заканчивается защитным отключением напряжения в проблемном контуре.

Пошаговая инструкция по установке дифавтомата

Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтока. Поэтому при появлении короткого замыкания возникает вероятность его повреждения – выгорание контактов, выход из строя дифференциального трансформатора.
Для этого в схеме устанавливают один или несколько автоматов. В них отключение тока происходит за счет срабатывания расцепителя – теплового или электромагнитного.

Автоматы работают в двух режимах – перегрузки или короткого замыкания, когда значения тока значительно превышают номинальное. При перегрузке это происходит относительно медленно, поэтому используются биметаллические пластины теплового действия.
Во время короткого замыкания ток возрастает быстро, поэтому в конструкции предусмотрен соленоид с движущимся сердечником.

Преимущества и особенности УЗО:

• Защита людей от поражения электрическим током.
• Возможность выбора модели по параметрам монтажа, напряжения питания, механизма отключения и времени его срабатывания, по току применения.
• Ремонтопригодность.
• Стоимость не сильно повлияет на бюджет создания электросети.
• Интегрирование в готовую схему электропроводки без значительных изменений.

Дифференциальный автомат совмещает функции УЗО и обычного автомата. Все компоненты расположены в одном корпусе.
Но при проектировании сложных разветвленных электросетей их применение нецелесообразно, так как к одному устройству защитного отключения можно подключить сразу несколько автоматов.

Установка дифавтомата не представляет сложностей и может быть произведена самостоятельно без специального обучения.

Последовательность действий при этом следующая:

1. Проверить целостность АВДТ и работоспособность его тумблеров.
2. Зафиксировать дифавтомат на специальной металлической DIN-рейке в месте его постоянного расположения.
3. Отключить напряжение в квартире и проверить его отсутствие индикатором.
4. Зачистить питающие жилы в кабеле и подсоединить их к двум верхним клеммам дифавтомата. Синий цвет обычно подключается к «нулю» АВДТ, желтый или коричневый – к контуру заземления, а третий цвет – к «фазе» прибора.
5. К нижним клеммам дифавтомата подключить провода, подающие напряжение в квартиру или на последующие защитные устройства.
6. Подать напряжение на АВДТ и проверить работоспособность прибора.

Для тестирования дифавтомата на нем предусмотрена специальная кнопка «Т».

При её нажатии в электрической цепи появляется ток утечки, который должен привести к срабатыванию аппарата и отключению напряжения. Если АВДТ не отреагировал, значит, он неисправен и подлежит замене.

В электрической сети квартиры дифавтомат является лишь промежуточным звеном, обеспечивающим дополнительную защиту, поэтому его монтаж не вызовет затруднений.

Защита оборудования для однофазной сети

Способы подключения дифавтоматов отличаются не столько вариантами расположения проводов, сколько количеством и характеристиками самих устройств. Поэтому важно разобраться в возможных схемах, узнать особенности их применения и подключения, чтобы обеспечить максимальную защиту себя и бытовой техники за минимальные деньги.

Первая схема подключения дифавтомата подразумевает наличие только одного защитного устройства. Оно монтируется сразу после электросчетчика. К выходу АВДТ подключаются все имеющиеся электрические контуры.

Необходимо, если это возможно, установить в начале каждой цепи концевой выключатель. Так надо, чтобы можно было проводить ремонт электропроводки в одной комнате без выключения света во всей квартире.

Максимальная токовая нагрузка защитного устройства должна соотноситься с мощностью одновременно подключенной техники и характеристиками электросчетчика. Желательно, чтобы АВДТ срабатывал раньше, чем предохранители на приборе учета.

К единственному дифавтомату сверху подключаются питающие провода от электросчетчика, а снизу выходят те, к которым присоединяется внутриквартирная разводка. Плюсом такой схемы является простота, дешевизна и минимальная потребность в месте для размещения АВДТ.

К недостатку описываемого варианта электрозащиты относится неудобство поиска причины выбивания дифавтомата. Так как обесточивается сразу вся квартира, то определить, в какой комнате находится причина срабатывания АВДТ, довольно трудно.

Кроме того, если проблема с электропроводкой возникнет только в одном помещении, то напряжение нельзя будет включить во всей квартире. Чтобы избежать минусов схемы с единственным дифавтоматом, рекомендуется присмотреться к другим вариантам его подключения.

Двухуровневая система дифавтоматов является более надежной и удобной в обслуживании. На первом уровне находится подключенный после электросчетчика АВДТ, через который проход вся нагрузка. Выходящие из него провода параллельно подключаются к нескольким дифавтоматам, число которых равно количеству электрических контуров в квартире.

Устройства второго уровня могут быть менее мощными и иметь меньший пороговый ток утечки. Это позволит сэкономить, сохранив эффективность оборудования.

Теоретически отдельное защитное устройство можно подключить к каждому бытовому прибору, но на практике это нецелесообразно. Иногда в отдельный контур выделяют наиболее мощное оборудование в ванной – стиральную машину, электрифицированную душевую кабину, джакузи.

К преимуществам двухуровневой схемы подключения дифференциального автомата относят:

1. Надежность и безопасность. Дифавтомат первого уровня, по сути, является дублирующим и способен отключать электроэнергию одновременно со следующими за ним защитными устройствами.
2. Легкость поиска электроконтура, в котором возникла неисправность.
3. Возможность отключения лишь одной комнаты от электричества на период ремонтных работ.

К недостаткам такого варианта защиты электросети можно отнести лишь необходимость покупки нескольких дифавтоматов и сложность в выделении места для их установки.

Двухуровневую схему рационально использовать при разветвленной сети с несколькими электрическими контурами. Если же к электросчетчику подключено минимум техники, то будет достаточно установки единственного дифавтомата.

Одноуровневая схема подключения дифавтоматов напоминает двухуровневую. Отличие заключается лишь в отсутствии общего АВДТ. Сторонники этого варианта подчеркивают, что он позволяет сэкономить деньги и место за счет исключения одного защитного устройства из схемы.

Минусом такого способа монтажа является отсутствие в цепи дублирующего устройства, которое бы обеспечивало дополнительный уровень защиты. Что касается особенности установки и сфер применения распределенной одноуровневой схемы, то они идентичны таковым в двухуровневом варианте.

Принципиальная схема подсоединения дифавтоматов при отсутствии заземления практически не отличается от рассмотренных выше одноуровневых и двухуровневых вариантов. Разница заключается лишь в отсутствии специальной жилы, которая должна подходить к каждой электроточке, обеспечивая съем тока с корпуса прибора при нарушении его электроизоляции.

В старых многоэтажках и частных домах заземляющая система просто не была предусмотрена. В результате такой непредусмотрительности возникал риск поражения человека током при контакте с техникой и конструкциями, которые случайно оказались под напряжением.

Дифавтомат функционально замещает провод заземления, разрывая электрическую цепь за сотые доли секунды после определения утечки тока. За это время электроудар не успевает навредить человеку, а воздействие ограничивается максимум легким испугом.

Дополнительно АВДТ защищает оборудование от перегрузок и короткого замыкания, чем выгодно отличается от обычного заземления.

Отличия в действии дифференциальных автоматов и УЗО перечислены и разобраны в статье, посвященной вопросам сравнения двух типов защитных устройств для электропроводки.

Иногда возникает необходимость установить дифавтомат в здании, куда подведена сеть 380В. Это может быть гараж, магазин или небольшое промышленное помещение. В таком случае применяются те же схемы, что и в сети 220В. Отличается только сама конструкция дифавтомата.

АВДТ для трехфазного напряжения имеет четыре входных клеммы и столько же выходных, от которых идут провода к электроприборам. Желательно, чтобы в электрическом контуре была жила заземления. Но при отсутствии таковой на ток утечки обязательно среагирует дифавтомат и обесточит помещение.

Преимущества и недостатки разных вариантов подключения АВДТ к трехфазной сети такие же, как и при напряжении 220В.

Большинство селективных дифавтоматов имеют в названии индекс S. Эти устройства отличаются от обычных АВДТ увеличенным временем срабатывания при обнаружении тока утечки.

Селективные дифавтоматы применяются только в качестве главного прибора в двухуровневых схемах. Они обеспечивают индивидуальное срабатывание устройств второго уровня без отключения электропитания во всей сети.

Их особенность заключается в следующем. При появлении тока утечки его могут обнаружить дифавтоматы обоих уровней. Какой из них сработает первым, отдается на откуп случайности, но обычно отключают электричество оба.

Увеличение времени срабатывания центрального АВДТ позволяет дифавтомату второго уровня сработать первым. Таким образом, в результате неисправности отключается только один электроконтур, а остальная квартира продолжает оставаться под напряжением. Использование селективности позволяет использовать дифавтоматы с одинаковым пороговым током утечки.

Существует и другая схема подключения, без селективного устройства, которая позволяет добиться избирательного отключения АВДТ второго уровня при появлении тока утечки.

Для этого центральный аппарат выбирается с пороговым значением параметра в 100мА, а второстепенные – 30 мА. В таком случае первыми будут срабатывать дифавтоматы второго уровня, избирательно отключая только один электроконтур. Однако 100% работоспособность такой схемы не гарантируется.

Приоритет при покупке необходимо отдавать селективным дифавтоматам, которые обеспечивают большую надежность и удобство.

Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.

В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:

• с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
• с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
• с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).

Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований  п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении  УЗО следует учитывать особенности питающей сети.

Без заземления

Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения.

Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.

Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.

В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для  розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА.

Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.

С заземлением

Подключение УЗО в двухфазной сети

Двухфазное питание относится к нестандартным присоединениям, где переоборудованный трансформатор старого образца на 127 В был переподключен в треугольник под современных потребителей на 220В, которые питаются от него линейным напряжением.

Чтобы подключить устройство защитного отключения в двухфазную цепь, необходимо обязательно отключить оба провода на вводе в щит, так как каждый из них находится под потенциалом. Затем каждая из фаз подключается к соответствующим фазным клеммам и нулевым клеммам с дальнейшим соблюдением их полярности. В отличии от однофазной системы, автоматы на выходе из УЗО должны устанавливаться для каждой линии или их можно заменить одним двухполюсным.

Ошибки подключения

Во время составления схемы или монтажа могут появиться ошибки, влекущие за собой неправильное функционирование системы или ее полную неработоспособность.
Их можно избежать до окончательного запуска, когда большая часть проводов будет скрыта, а устройства установлены.

Частые ошибки подключения:

• Значение номинального тока. Он должен быть равен или выше, чем у входного автомата.
• Несоблюдение полярности. Неправильно подключены входные и выходные ноль и фаза.
• Неправильное группирование каждой электросети. Ноль подключается к другой линии или является общим контуром для всех. Приводит к ложному срабатыванию защиты.
• Монтаж розеток. При соединении нулевого и соединяющего провода в них будет происходить ложное срабатывание УЗО при возникновении нагрузки.
• Лишние перемычки, объединение нулевых проводов между двумя устройствами.

Для проверки правильности работы нужно использовать кнопку «Тест», а также имитацию появления тока утечки. Это делается до окончательного монтажа системы, чтобы исправить возможные ошибки.

При подключении УЗО многие допускают типичные ошибки, которые могут иметь весьма серьезные последствия для человека. Чтобы избежать их, соблюдайте такие правила:

• входные клеммы устройства защитного отключения должны подключаться только после соответствующего автомата, прямое подключение к сети недопустимо;
• соблюдайте соответствие нулевых и фазных контактов, их обозначение специально указано на корпусе;
• при монтаже проводки внимательно соблюдайте схему, особенно это касается объектов с разветвлением, большим количеством подключенных объектов и несколькими УЗО для них;
• если в квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то его ни в коем разе не стоит заменять проводом наброшенным на радиаторы отопления или трубы водопровода, заземление должно изготавливаться в соответствии с правилами;
• обращайте внимание на рабочие характеристики приобретаемых приборов (номинальный рабочий ток и ток отключения) и их соответствие параметрам сети, к примеру, если в линии может протекать ток в 50А, то устройство стоит выбирать минимум на 63А.

Чтобы обезопасить себя во время подключения соблюдайте элементарные правила электробезопасности.

Правила безопасности

Если монтаж осуществляется самостоятельно, нужно изучить правила проведения работ. Главное – отключить электричество и проверить его отсутствие в сети.
Если в распределительном щите есть центральный выключатель, на время проведения работ желательно отсоединить от него контактные клеммы. Это защитит от случайного включения тока другими лицами.

Основные правила безопасности:

• Нельзя использовать провода с одинаковой цветовой маркировкой для разных линий – ноль, фаза, заземление.
• Правило для системы TN-C-S – нулевой и защитный провод не могут подключаться в общий контакт.
• В электрических цепях, которые обслуживают «мокрые» помещения (санузел, кухня, баня) максимальное значение срабатывания – 30 mA.
• Медные и алюминиевые провода не соединяются друг с другом.
• Для соединения отдельных проводов использовать скрутку, скрутку с пайкой, клеммники (под болт или быстрозажимные). Последние должны выдерживать максимальную нагрузку сети.

В технических характеристиках каждой модели указывают значения минимальной и максимальной температуры окружающей среды. При критическом показателе устройство может не сработать или выйти из строя.

Если вы решили самостоятельно подключить УЗО, успех и безопасность выполняемых работ будет зависеть от соблюдения вами правил безопасности:

• Перед началом монтажных операций обязательно снимите напряжение с участка (после отключения не лишним будет проверить наличие потенциала индикатором);
• Позаботьтесь о маркировке проводов – так будет гораздо удобнее подключать устройство, чтобы не перепутать выводы;
• Обязательно пользуйтесь заводскими клеммами и зажимами, ни в коем разе не допускайте накруток, напаек и других соединений с плохим контактом;
• После установки проверьте надежность соединений и наличие достаточной изоляции на всех токоведущих элементах;
• При вводе в работу обязательно проверяйте работоспособность путем нажатия кнопки тест;
• При первой подаче напряжения на вновь установленное устройство оно может разлететься из-за заводского брака или монтажных дефектов, поэтому лучше не стоять поблизости или принять меры для защиты глаз.

Перед подачей напряжения после завершения монтажа обязательно убедитесь, что никто из домочадцев или коллег не касается токоведущих элементов.

Производители УЗО

Производством качественных устройств защитного отключения занимается немного компаний. Остальные копируют их изделия, не уделяя внимание выбору материалов и соблюдению технологии изготовления.
Поэтому при выборе УЗО нужно обращать внимание на его технические характеристики и производителя.

Legrand

Компания Legrand специализируется на изготовлении электротехнической и электронной продукции.
Первые образцы появлялись еще в 1980 году, когда изготовитель выиграл тендер на установку защитной автоматики в гостинице «Космос». Представительство в СНГ открыто в 1993 году.

Особенности УЗО от компании Legrand:

• Принцип действия электромеханический, сохраняет работоспособность даже при обрыве нейтрали.
• Значение номинального тока – 25, 40 и 63 А.
• Есть теплоотвод для охлаждения корпуса.
• Подключение может осуществляться селективным способом.
• Максимальное сечение подключаемых проводников – до 35.

Маркировка на лицевой части читается свободно, крупный шрифт. Есть отдельное место для нанесения дополнительных указателей или записей. На клеммных зажимах есть шторки, что минимизирует вероятность неверного подключения.

Moeller

Немецкая компания Eaton/Moeller занимается изготовлением защитного оборудования с 1926 года. В линейке изделий есть УЗО, автоматы, дифференциальные выключатели. Качество обеспечивается жестким контролем на всех этапах производства.

Преимущества электрозащитного оборудования Moeller:

• Значение отключающих токов – 30, 100, 300 и 500 mA.
• Наличие индикатора включения/выключения.
• Устойчивость к отрицательным температурам.
• Условная устойчивость к короткому замыканию до 6 кА.

В некоторых моделях применены специальные типы срабатывания. Они предназначены для цепей с частотными преобразователями, рентгенов, с задержкой срабатывания.
Предусмотрена возможность повторного автоматического включения. В ассортименте компании есть широкий выбор аксессуаров.

УЗО серии DLF выпускаются компанией ElectroTechProm в Республике Беларусь. Организация работает с 1995 года. Преимущество продукции – цена в сочетании с качеством.
Компания выпускает большой ассортимент электротехнических товаров, аксессуаров и расходных материалов.

Особенности УЗО от производителя:

• Пластик, используемый для изготовления корпуса и комплектующих, не поддерживает горение.
• На контактных зажимах есть насечки. Они обеспечивают надежное соединение, предотвращают оплавление и перегрев.
• Для комплектации электросети можно выбрать автоматы и дифференциальные автоматы этого производителя.
• Возможно приобретение устройств защитного отключения для однофазной и трехфазной электросети.