Для багатьох вже не новина, що сучасна побутова електрична мережа обов’язково повинна мати захист УЗО. Тим, хто ще нічого не знає про такі захисні елементи, скажімо, що це – основа людської безпеки. Також пристрій сприяє запобіганню пожеж, викликаних загорянням електричної проводки. Тому знайомство з цим елементом захисту і автоматики не буде зайвим. Давайте поговоримо докладно про пристрій, з чого воно конструктивно влаштовано і який принцип дії УЗО?

Як виникає струм витоку?

Трохи нижче ми розглянемо для чого необхідно УЗО, але спочатку розберемося, що таке струмовий витік? Вся робота пристрою пов’язана саме з цим поняттям.

Якщо сказати простими словами, то витоком струму називають його протікання з фазного провідника в землю по шляху, який для цього є небажаним і зовсім не призначені. Це може бути корпус електричного обладнання або побутового приладу, прути металевої арматури або водопровідні труби, сирі оштукатурені стіни.

Струмова витік виникає при порушеннях ізоляції, які можуть відбутися з ряду причин:

  • старіння в результаті тривалого терміну експлуатації;
  • механічне пошкодження;

  • термічний вплив в разі, коли електрообладнання працює в режимі перевантаження.

Небезпека струмового витоку полягає в тому, що при порушенні ізоляції електричної проводки на описаних вище об’єктах (корпус приладу, водопровідна труба або оштукатурена сира стіна) з’явиться потенціал. Якщо людина до них доторкнеться, то виступить в ролі провідника, через який струм буде йти в землю. Величина цього струму може бути такою, що викличе найсумніші наслідки, аж до смерті.

На відео демонстрація дії УЗО

Як визначити, чи є у вашому домі струмовий витік? Першою ознакою цього явища стане ледве відчутний вплив електрики, тобто коли ви до чогось торкаєтеся, вас як би злегка б’є струмом. Найбільш часто це небезпечне явище спостерігається в ванних кімнатах. Для того щоб гарантувати собі безпеку у власній же квартирі, її треба обладнати захисними елементами.

Застосовують для цієї мети УЗО (розшифровуються як пристрої захисного відключення) або диференціальні автомати.

Що лежить в основі спрацьовування УЗО?

Принцип роботи ПЗВ грунтується на методі вимірювань. На вході і виході реєструються свідчення протікають через трансформатор струмів.

Якщо вхідний струмовий показання вище, ніж на виході, значить, в ланцюзі десь є струмовий витік і захисний пристрій відключається. Якщо ці свідчення однакові, то спрацьовування УЗО не відбувається.

Пояснимо трохи докладніше цей принцип для двухпроводной і чьотирьох системи. УЗО в однофазної мережі не спрацьовує, коли по провідникам фази і нейтралі протікають однакового розміру струми. Для трифазного мережі необхідні однакові показання струму в нульовому проводі і суми струмів, що проходять по фазним жилах. В обох варіантах мережі, коли є різниця в струмових величинах, це свідчить про ізоляційному пробої. Значить, через це місце пройде струмовий витік, і пристрій захисного відключення спрацює.

УЗО після цього можна включати, поки не буде виявлено місце пошкодження.

Давайте весь цей теоретичний принцип роботи УЗО переведемо на практичний приклад. У домашньому распредщітке проведена установка пристрою захисного відключення з двома полюсами. До його верхнім клем виконано підключення введеного двожильного кабелю (фази і нуля). На нижні клеми приєднуються нуль з фазою, що йдуть до якоїсь навантаженні, припустимо, в розетку, що живить водогрійний бойлер.

Захисне заземлення корпусу бойлера виконується проводом в обхід УЗО.

Якщо в електромережі нормальний режим, то переміщення електронів здійснюється по фазному проводу від ввідного кабелю на ТЕН бойлера через УЗО. Назад вони рухаються на землю знову через УЗО, але вже по нейтрального проводу.

Що проходять через пристрій струми мають однакову величину, але напрямок у них протилежне (зустрічне).

Припустимо ситуацію, коли на Тене ушкодилася ізоляція. Тепер струм через воду частково опиниться на корпусі бойлера, а потім піде в землю через дріт захисного заземлення. Залишок струму повернеться по нейтрального проводу через УЗО, тільки він вже буде менше вхідного рівно на показання струмового витоку. Цю різницю визначає УЗО, і якщо цифра буде вище уставки спрацьовування, пристрій відразу реагує на розрив ланцюга.

Такий же принцип дії і спрацьовування УЗО, якщо людина доторкнеться до оголених провіднику або корпусу побутового приладу, на якому з’явився потенціал. Струмова витік в такій ситуації відбувається через людське тіло, пристрій моментально виявляє це і припиняє подачу електрики шляхом відключення.

Серйозних травм не буде, тому що УЗО реагує майже моментально.

конструктивне виконання

Конструкція УЗО допоможе нам розібратися, яким чином воно реагує на струмовий витік. Основними робочими вузлами УЗО є:

  • Трансформатор диференціального струму.
  • Механізм, за допомогою якого відбувається розрив електричного кола.
  • Електромагнітне реле.
  • Перевірки вузол.

До трансформатора виконано підключення зустрічних обмоток – фази і нуля. Коли мережа працює в нормальному режимі, то ці провідники в трансформаторному осерді сприяють наведенню магнітних потоків, які мають зустрічний напрямок відносно один одного. За рахунок протилежної спрямованості магнітний потік в сумі дорівнює нулю.

Наочно пристрій і принцип дії УЗО на наступному відео:

У вторинній трансформаторної обмотці виконано підключення електромагнітного реле, при нормальних робочих умовах воно знаходиться в спокої. Виникла струмовий витік, і картина відразу змінюється. Тепер по фазному і нейтральному провідникам починають проходити різні струмові величини. Відповідно і на трансформаторному осерді тепер не буде рівних магнітних потоків (вони будуть різними і за величиною, і за направленням).

У вторинній обмотці з’явиться струм і, коли його значення досягне заданого, спрацює електромагнітне реле. Його підключення виконано в зв’язці з розчіплювати механізмом, він миттєво відреагує і розірве ланцюг.

Як перевірочного вузла служить звичайне опір (якась навантаження, підключення якої виконано, минаючи трансформатор). За допомогою цього механізму імітується струмовий витік і перевіряється працездатний стан пристрою. Який принцип роботи цієї перевірки?

Є спеціальна кнопка «ТЕСТ» на УЗО. Її головне призначення – подати струм з фазного проводу на перевірочне опір і далі на нейтральний провідник, минаючи трансформатор. За рахунок опору струм на вході і на виході буде різний, і створений небаланс запустить механізм відключення. Якщо при перевірці ПЗВ не відключилася, значить, доведеться відмовитися від його установки.

Зверніть увагу! Перевірку УЗО необхідно проводити регулярно, ідеальний варіант – один раз на місяць. Це є вимогою пожежної безпеки і не варто їм нехтувати.

У різних виробників УЗО внутрішнє конструктивне виконання може відрізнятися, але загальний принцип роботи залишається незмінним.

Всі пристрої розрізняються за принципом спрацьовування. Вони бувають електронного та електромеханічного типу. Електронні УЗО відрізняються складною схемою, їм для роботи необхідне додаткове живлення. Пристроїв електромеханічного типу зовнішня напруга не потрібно.

Як позначається УЗО на схемі?

Для підключаються УЗО є по два загальноприйнятих символу на схемах.

Незважаючи на конструктивну складність, позначення пристрою постаралися зробити максимально простим. Зайвого нічого немає, тільки такі елементи:

  1. Трансформатор диференціального струму, який схематично зображується як сплюснене кільце.
  2. Полюса (два для однофазної мережі, чотири для трифазної мережі).
  3. Вимикач, який діє на розрив контактів.

При цьому саме полюса мають два види позначення:

  • Іноді вони малюються рівними вертикальними лініями в залежності від кількості (дві або чотири).
  • В інших випадках із міркувань компактності малюється одна вертикальна пряма лінія, а кількість полюсів наноситься на неї у вигляді маленьких косих рисок.

Основні робочі характеристики УЗО

Щоб пристрій спрацював в потрібний момент, необхідно його правильно вибрати згідно принцип роботи даного продукту і підключити.

  • Основним параметром є значення номінального струму. Це максимальний струм, який витримує даний пристрій при тривалому експлуатаційному терміні, залишаючись в робочому стані і зберігаючи захисні властивості. Ви знайдете цю цифру на лицьовій панелі пристрою, вона повинна відповідати одному зі свідчень в стандартному ряду – 6, 10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100 А. Цей параметр УЗО залежить від навантаження захищається лінії і перерізу провідників.

Схема підключення ПЗВ передбачає спільну установку цього пристрою з автоматичними вимикачами.

Це важливо пам’ятати, тому що УЗО захищає лише від струмових витоків, а автомат зреагує на відключення ланцюга в режимі короткого замикання і перевантаження.

На відео показано, чи можна підключати УЗО, якщо в квартирі немає заземлення:

За номінального струму ПЗВ треба вибирати на порядок вище, ніж встановлений з ним в парі автомат.

  • Наступний важливий параметр – номінальний відключає диференційний струм. Це і є необхідне значення струмового витоку для відключення УЗО. У диференційних струмів також існує стандартний ряд, величини в ньому нормуються в міліампер – 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА. Але на УЗО цю цифру позначають в амперах – відповідно, 0,006, 0,01, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5 А. Цей параметр ви теж знайдете на корпусі пристрою.

Щоб захищати людей на УЗО треба виставляти уставку по току витоку 30 мА, тому що величини, які вище, приведуть до поразки, електротравми і навіть летального результату. Так як найбільш небезпечною вважається середу в вологих приміщеннях, то на що захищають їх УЗО вибирають уставку 10 мА.

Сподіваємося, що зрозумівши основне призначення УЗО і принцип його роботи, ви не станете нехтувати цим важливим елементом захисту, і зробите своє життя безпечною.

Від Борис Каролович

Ололо