Как правильно подключить УЗО: схемы, варианты подключения, правила безопасности

Что такое устройство защитного подключения

Электрический ток — направленное движение заряженных частиц, которое визуально не проявляется, признаки опасности отсутствуют даже при наличии заземления. Последствия негативного воздействия заряда на человеческий организм проявляются мгновенно, бывают разной степени тяжести, до летального исхода.

Метод использования узо до сих пор трактуется двояко: в цепи защиты проводника электроэнергии не предусмотрена установка коммутирующей аппаратуры. Формулировка периодически видоизменялась, но смысл оставался без изменений: запрещено устанавливать, но они являются коммутирующими приборами. Размыкая электроцепь с заземлением, узо одновременно препятствует повреждению защитного прибора при отключении энергии.

Первое применение узо — схема релейной защиты линии электропередач путем отключения электричества в случае аварии при срабатывании тока утечки. Затем область подключения расширилась на охрану безопасности отдельных объектов электрооборудования. Согласно рабочей схемы на узо предусмотрены два контакта, методика функционирования данного прибора не предусматривает обязательного подключения заземления.

Варианты защиты для однофазной сети

О необходимости монтажа комплекта защитных приборов упоминают производители мощной бытовой техники. Нередко в сопроводительной документации к стиралке, электроплите, посудомойке или бойлеру указано, какие устройства необходимо дополнительно установить в сеть.

Однако все чаще используется несколько приборов – по отдельным контурам или группам. В этом случае устройство в связке с автоматом (-ми) монтируется в щитке и соединяется с определенной линией

Учитывая количество различных контуров, обслуживающие розетки, выключатели, технику, максимально нагружающую сеть, можно сказать, что схем подключения УЗО бесконечное множество. В бытовых условиях можно даже установить розетку со встроенным УЗО.

Далее рассмотрим популярные варианты подключения, которые являются основными.

Вариант #1 – общее УЗО для 1-фазной сети.

Место УЗО – на входе силовой линии в квартиру (дом). Его устанавливают между общим 2-полюсным автоматом и комплектом автоматов для обслуживания различных электролиний — осветительных и розеточных контуров, отдельных ответвлений для бытовой техники и др.

Если на каком-либо из отходящих электроконтуров возникнет ток утечки, защитное устройство тут же отключит все линии. В этом, безусловно, его минус, так как нельзя будет точно определить, где именно неисправность

Предположим, что произошла утечка тока из-за соприкосновения фазного провода с включенным в сеть металлическим прибором. УЗО срабатывает, напряжение в системе пропадает, и найти причину отключения будет довольно сложно.

Положительная сторона касается экономии: один прибор стоит дешевле, да и места в электрощите занимает меньше.

Вариант #2 – общее УЗО для 1-фазной сети + счетчик.

Отличительной чертой схемы является наличие прибора учета электроэнергии, установка которого обязательна.

Защита от утечки тока так же подключается к автоматам, но на входящей линии к ней присоединен счетчик.

Если необходимо перекрыть подачу электроэнергии в квартиру или дом, отключают общий автомат, а не УЗО, хотя они установлены рядом и обслуживают одну и ту же сеть

Преимущества такого расположения те же, что и у предыдущего решения – экономия пространства на электрощите и денег. Недостаток – сложность обнаружения места утечки тока.

Вариант #3 – общее УЗО для 1-фазной сети + групповые УЗО.

Схема является одной из усложненных разновидностей предыдущего варианта.

Благодаря установке дополнительных приборов на каждый рабочий контур защита от токов утечки становится двойной. С точки зрения безопасности — это отличный вариант.

Предположим, произошла аварийная утечка тока, а подключенное УЗО контура освещения по какой-то причине не сработало. Тогда реагирует общее устройство и отключает уже все линии

Чтобы сразу не срабатывали оба аппарата (частный и общий), необходимо соблюдать селективность, то есть при установке учитывать и время срабатывания, и токовые характеристики приборов.

Положительная сторона схемы – в аварийной ситуации отключится один контур. Крайне редко происходят случаи, когда отключается вся сеть.

Это может произойти, если установленное на конкретной линии УЗО:

• бракованное;
• вышло из строя;
• не соответствует нагрузке.

Чтобы подобных ситуаций не возникало, рекомендуем ознакомиться с методами проверки УЗО на работоспособность.

Минусы – загруженность электрощитка множеством однотипных приборов и дополнительные траты.

Вариант #4 – 1-фазная сеть + групповые УЗО.

Практика показала, что схема без монтажа общего УЗО тоже неплохо функционирует.

Конечно, страховки от несрабатывания одной защиты нет, но это легко исправить, купив более дорогостоящее устройство от производителя, которому можно доверять.

Схема напоминает вариант с общей защитой, но без установки УЗО на каждую отдельно взятую группу. Отличается важным положительным моментом – здесь легче определить источник утечки

С точки зрения экономии, электромонтаж нескольких устройств проигрывает – один общий обошелся бы намного дешевле.

Если в вашей квартире электросеть не заземлена, рекомендуем ознакомиться со схемами подключения УЗО без заземления.

Назначение заземления

Электрическая линия, использующая заземление, прокладывается с применением трёхпроводного кабеля. Каждый провод кабеля соединяет элементы своей цепи и бывает: фазовым (L), нулевым (PE) и земляным (PN). Величина, возникающая между фазовым проводом и нулевым, называется фазовым напряжением. Она равна 220 вольт или 380 вольт, в зависимости от типа системы.

Эти части могут оказаться под напряжением при неисправности самого оборудования или изоляции проводки. Если существует PN-соединение, фактически возникнет короткое замыкание между фазовым проводом и землёй. Ток, выбирая путь с наименьшим сопротивлением, будет стекать в землю. Такой ток называют током утечки. Во время касания металлических частей напряжение на них будет меньше, а соответственно, и меньше значение поражающего тока.

Заземление также необходимо для работы таких приборов, как УЗО. Если проводящие места приборов не будут подключены к земле, то ток утечки не возникнет и УЗО не сработает. Существует несколько типов заземления, но для бытового применения распространено использование только двух:

1. TN-C. Тип, при котором нулевой и земляной проводники объединяются между собой, другими словами, зануление. Эта система была разработана в 1913 году немецкой компанией AEG. Существенный недостаток в том, что при размыкании нуля на корпусах устройств возникает напряжение, превышающее фазовое в 1,7 раз.
2. TN-S. Тип, разработанный французскими инженерами, внедрён в 1930 году. Нулевой и земляной провода не зависят друг от друга и разделяются между собой на подстанции. Такой подход к организации заземляющего контакта позволил создать приборы учёта дифференциального тока (утечки), работающие по принципу сравнения величины тока в разных проводах.

Как часто бывает, в высотных домах используется только двухпроводная линия, состоящая из фазы и нуля. Поэтому для создания оптимальной защиты лучше дополнительно выполнить заземление. Для самостоятельного выполнения линии заземления сваривается треугольник из металлических уголков. Рекомендуемая его длина сторон — 1,2 метра. К вершинам треугольника привариваются вертикальные столбики с длиной не менее 1,5 метра.

Таким образом, получается конструкция, состоящая из вертикальной и горизонтальной полосы заземления. Далее сама конструкция закапывается в земле столбиками вниз на глубину не менее полуметра от поверхности до основания треугольника. К этому основанию прикручивается с помощью болта или приваривается проводящая шина, служащая третьим проводом, объединяющим корпуса приборов с землёй.

Особенности приборов для отключения нагрузки

Если электрическая система разделяется на контуры, то для каждой линии в цепочке устанавливают отдельный автоматический выключатель, а на выходе монтируют устройство защиты. Тем не менее, существует множество вариантов подключения. Поэтому, для начала необходимо разобраться с отличиями УЗО и другой автоматики.

Автоматические выключатели – усовершенствованные «пробки»

Годами ранее, когда отсутствовали современные приборы защиты сети, при увеличении нагрузки на общую линию происходило срабатывание «пробок» – простейшие приборы аварийного отключения электричества.

Со временем их значительно усовершенствовали, что позволило получить автоматы, которые срабатывают в следующих ситуациях – при коротком замыкании и чрезмерной нагрузке на линию. В общем электрощите может располагаться от одного до нескольких автоматических выключателей. Точное количество будет отличаться в зависимости от числа линий, которые имеются в конкретной квартире.

Стоит отметить, что чем больше отдельно идущих линий электропроводки, тем проще выполнить ремонтные работы. Ведь для того, чтобы сделать монтаж одного прибора, не потребуется отключение всей электросети.

Вместо устаревших «пробок» используют автоматические выключатели

Монтаж автоматики – это обязательный этап сборки электрощита для домашнего использования. Ведь выключатели моментально реагируют на перегрузку сети при возникновении замыкания. Тем не менее, они не защищают систему от утечки тока.

Цены на защитную автоматику

Защитная автоматика

УЗО – устройства автоматической защиты

УЗО – устройство, которое отвечает за контроль силы тока и предотвращает его потерю. По внешнему виду защитное устройство не имеет принципиальных отличий от автоматического выключателя, но функционирует иначе.

УЗО в электрощите

Стоит отметить, что это устройство с несколькими фазами, которое функционирует при напряжении 230/400 В и токах до 32 А. Тем не менее, прибор срабатывает и при меньших значениях.

Иногда используются приборы с обозначениями 10 мА с целью подведения линии в комнату с высоким уровнем влажности. Существует два основных типа УЗО. Для того, чтобы выбрать подходящий вариант, необходимо рассмотреть их подробнее.

Таблица №1. Разновидности УЗО.

Вид	Описание
Электромеханические	Здесь основным функционирующим устройством является магнитопровод с обмотками.  Его работа заключается в сравнении уровня тока, который уходит в сеть, а потом возвращается.
Электронные	Данный прибор позволяет сравнивать значения тока, но только здесь за этот процесс отвечает плата.  Тем не менее, она функционирует только при наличии напряжения.

Стоит отметить, что электромеханическое устройство пользуется большей популярностью. Ведь если потребитель случайно дотронется до проводника фазы при наличии обесточенной платы, получит удар током. В то время как электромеханическое УЗО останется работоспособным.

Получается, что УЗО предохраняет систему только от утечки тока, но оно считается бесполезным при повышенном напряжении на линии. Именно по этой причине его монтируют только в сочетании с автоматическим выключателем. Только два этих устройства позволят обеспечить полноценную защиту электрической сети.

Особенности приборов для отключения нагрузки

Если электросистема разделена на цепи, то на каждую линию в цепи устанавливается отдельный автоматический выключатель, а на выходе устанавливается устройство защиты. Однако вариантов подключения много. Поэтому для начала нужно разобраться в отличиях УЗО от другой автоматики.

Автоматические выключатели – усовершенствованные «пробки»

Годами ранее, когда не было современных устройств защиты сети, при увеличении нагрузки на общую линию срабатывали простейшие устройства для аварийного отключения электроэнергии.

Со временем они были значительно улучшены, что позволило получить автоматы, работающие в следующих ситуациях — при коротком замыкании и чрезмерной нагрузке на линию. Обычный электрический щит может содержать от одного до нескольких автоматических выключателей. Точное количество будет варьироваться в зависимости от количества линий, доступных в конкретной квартире.

Стоит отметить, что чем больше отдельных линий электропроводки, тем проще произвести ремонт. Ведь для того, чтобы произвести установку одного устройства, необязательно отключать всю электросеть.

Вместо устаревших «пробок» используют автоматические выключатели

Установка автоматики — обязательный этап сборки электрощита для домашнего использования. Ведь выключатели моментально реагируют на перегрузку сети при возникновении короткого замыкания. Однако они не защищают систему от утечки тока.

Цены на защитную автоматику

УЗО – устройства автоматической защиты

УЗО — устройство, отвечающее за контроль силы тока и предотвращающее его потерю. По внешнему виду защитное устройство принципиально не отличается от автоматического выключателя, но функционал у него другой.

УЗО в электрощите

Стоит отметить, что это многофазное устройство, которое работает при напряжении 230/400 В и токах до 32 А. Однако устройство работает и на более низких значениях.

Иногда устройства с обозначением 10 мА используются для подключения линии к комнате с повышенным уровнем влажности. Есть два основных типа УЗО. Для того, чтобы выбрать подходящий вариант, нужно рассмотреть их более подробно.

Таблица — разновидности УЗО.

Вид	Описание
Электромеханические	Здесь основным функционирующим устройством является магнитопровод с обмотками. Его работа заключается в сравнении уровня тока, который уходит в сеть, а потом возвращается.
Электронные	Данный прибор позволяет сравнивать значения тока, но только здесь за этот процесс отвечает плата. Тем не менее, она функционирует только при наличии напряжения.

Стоит отметить, что электромеханическое устройство пользуется большей популярностью. Ведь если потребитель случайно прикоснется к фазовому проводнику при наличии обесточенной платы, он получит удар током. Пока электромеханическое УЗО останется в рабочем состоянии.

Получается, что УЗО защищает систему только от утечки тока, но считается бесполезным при повышении напряжения в сети. Именно по этой причине он монтируется только в сочетании с автоматическим выключателем. Только два из этих устройств обеспечат полную защиту электрической сети.

Сколько автоматов можно подключить к одному УЗО?

Оптимально подключать к одному аппарату не более 3-х розеточных групп, соответственно, 3-х ВА, причины следующие:

1. при большем количестве после срабатывания защиты сложно отыскать место токовых утечек;
2. если защищаемая цепь содержит много проводов и контактов, величина нормальных утечек тока, всегда имеющихся в проводке, может вызывать ложные срабатывания дифференциального выключателя.

Нормальные утечки рассчитывают по формуле Iу = 0,4 Iн + 0,01 L, где:

• Iу — нормальная утечка тока, мА;
• Iн — номинальный ток в цепи, А;
• L — длина проводов в цепи, м.

К примеру, в цепи, потребляющей ток в 40 А при длине проводов 300 м нормальные утечки составят Iу = 0,4 * 40 + 0,01 * 300 = 19 мА. При этом по правилам (СП 31-110-2003, приложение А 1.2) данная величина не может превышать 1/3 уставки тока утечки УЗО, иначе возможны ложные срабатывания.

Следовательно, установить на такую цепь устройство на 30 мА, защищающее от поражения током, нельзя, а только на 100 мА, которое обеспечивает лишь защиту от возгорания.

Установка дифференциального автомата в сеть с одной и тремя фазами

Перед тем, как приступить к установке оборудования, необходимо найти на его корпусе кнопку «Тест» и зажать ее. Это позволяет создать искусственную утечку тока, на которую прибор реагирует выключением. Такая особенность проверяет работоспособность защитного устройства. Если при проведении проверки не произошло отключение сети, то следует отказаться от монтажа этого прибора.

Правила подключения

При стандартной электросети с одной фазой (при напряжении 220 В) устанавливают устройство с двумя полюсами. Монтаж дифференциального автомата в сети с одной фазой предполагает правильное соединение проводников нейтрали: от нагрузки ноль подсоединяют с нижней части корпуса, соответственно с верхней части от питания.

Видео – Подключение дифференциального автомата в сеть с одной фазой

Установка дифавтомата с четырьмя полюсами необходима при наличии трехфазной электросети, где напряжение будет 380 В. В остальном, способ подключения не имеет принципиальных отличий. Разница в том, что трехфазный аппарат имеет внушительный размер, а значит, требует больше места. Обуславливается это потребностью установки вспомогательного блока дифференциальной защиты.

Существуют определенные типы защитных устройств, где имеется маркировка 230/400 В. Особенность их в том, что они предназначаются для сетей как с одной, так и с тремя фазами.

Схемы подсоединения

Согласно правилам, при составлении схемы подключения автоматики следует учитывать, что дифавтомат необходимо подключать к проводу нейтрали и фазы только на том ответвлении, для которого он предназначается.

Схема подключения дифференциального автоматаСхема подключения дифференциального автомата

Вводной автомат

Дифавтомат при таком подключении необходимо закрепить на вводе проводки. Схема подсоединения получила характерное название потому, что предполагает защиту разных групп потребителей и ветвей.

При выборе устройства для этой схемы необходимо брать в расчет все критерии линии, особенно степень потребляемой мощности. Такой метод подключения аппарата защиты имеет множество преимуществ:

• экономия средств на покупку оборудования, ведь на целую электросеть, устанавливается только одно УЗО;
• отсутствие необходимости приобретения габаритного щитка (устройство имеет минимальный размер).

Подключение вводного автомата на несколько энергопотребителей

Тем не менее, такая электросхема имеет и некоторые недостатки:

• при наличии перебоев с работой системы защиты, отключается подача электроэнергии на квартиру или частый дом, а не на отдельные линии;
• опять же, в случае неисправностей придется потратить много времени и сил для того, чтобы найти неработоспособное ответвление. Кроме того, придется искать причину возникновения сбоя.

Советы специалистов

В завершение приводятся некоторые советы от специалистов в данной сфере, которые могут помочь при монтаже УЗО:

1. Для установки данного оборудования в жилом помещении, лучше всего отказаться от современных электронных моделей, поскольку их функционирование зависит от встроенной схемы.
2. Если используется схема подключения, которая не предусматривает наличие заземления, в нее обязательно нужно добавить автоматический выключатель. Он обеспечит защиту от перегрузок напряжения и коротких замыканий, в то время как УЗО будет следить за отсутствием утечек тока, таким образом, получается комбинированная защита.
3. После реализации любой схемы или замены одного из ее элементов, всегда необходимо запускать защитное устройство для тестирования его работоспособности, чтобы убедиться в правильном функционировании всей системы.
4. Подключение подобного защитного устройства зачастую является довольно сложной задачей, при этом, данное устройство выполняет важные функции, поэтому при наличии малейшей неуверенности в собственных силах и знаниях, рекомендуется обратиться за помощью к профессиональному электрику.

Разновидности электрических сетей

Электропитание в наши квартиры и дома поступает из однофазной сети или трёхфазной.

Однофазное электрическое питание представляет собой одну фазу и ноль. Для питания бытовой техники и осветительных приборов нужно фазное напряжение, которое получается на выходе после понижающего трансформатора. Такое однофазное питание предполагает запитку от одной фазы линии.

По фазному проводнику движется электрический ток, а по нулевому он возвращается в землю. Чаще всего такой тип электропроводки применим в квартире, и имеет он две разновидности:

• Однофазная сеть двухпроводного исполнения (без земли). Такой тип электросети чаще всего можно встретить в домах старой постройки, в ней не предусмотрено заземление электрических приборов. Цепь включает в себя только нулевой провод, имеющий буквенную маркировку N, и один фазный проводник, он соответственно обозначается буквой L.
• Однофазная сеть трёхпроводного исполнения. В ней помимо нулевого и фазного имеется ещё защитный заземляющий проводник, обозначаемый РЕ. Корпуса электрических приборов нужно подсоединять к заземляющим проводникам, это обеспечит защиту самой техники от перегорания, а человека от действия электрического тока.

В доме зачастую присутствует техника, которой нужно трёхфазное напряжение (насосы, двигатели, если есть станки в сарае или гараже). В данном случае сеть будет состоять из нулевого и трёх фазных проводов (L1, L2, L3).

Аналогично трёхфазная сеть бывает четырёхпроводного исполнения и пятипроводного (когда присутствует ещё защитный заземляющий проводник).

С разновидностями сетей определились, а теперь будем непосредственно переходить к вопросу, возможно ли подключение УЗО без заземления и как правильно устанавливать это устройство?

Можно ли подключать УЗО без заземления – на видео:

Выбор УЗО по параметрам

После того как схема подключения УЗО готова, надо определяться с параметрами УЗО. Как вы знаете, оно сеть от перегрузок не спасет. И от короткого замыкания тоже. Эти параметры отслеживаются автоматом защиты. Чтобы обеспечить безопасность всей проводки, на входе ставят вводной автомат. После него стоит счетчик, а затем обычно ставят противопожарное УЗО. Оно выбирается специфически. Ток утечки 100 мА или 300 мА, а номинал — тот же что и у вводного автомата или на ступень выше. То есть, если входной автомат стоит на 50 А, УЗО после счетчика ставят либо на 50 А, либо на 63 А.

Противопожарное УЗО выбирают по номиналу вводного автомата

Почему на ступень выше? Потому что срабатывают автоматические защитные выключатели с задержкой. Ток, превышающий номинальный не более чем на 25%, они могут пропускать не менее часа. УЗО на длительное воздействие повышенных токов не рассчитано, и с большой вероятностью оно сгорит. Дом останется без электричества. Но это касается определения номинала противопожарного УЗО. Другие выбираются по-другому.

Номинальный ток

Как выбрать номинал УЗО? Он подбирается по методике определения номинала автомата — в зависимости от сечения провода, на который устанавливается устройство. Номинальный ток защитного устройства не может быть больше максимально допустимого тока для данного провода. Для простоты выбора есть специальные таблицы, одна из них ниже.

Таблица подбора номинала автомата защиты и УЗО

В крайнем левом столбце находим сечение провода, правее есть рекомендуемый номинал автомата защиты. Такой же должен быть и у УЗО. Так выбрать номинал защитного устройства от тока утечки несложно.

Величина тока отключения

При определении этого параметра тоже понадобится схема подключения УЗО. Номинальный отключающий ток УЗО — это величина тока утечки, при котором происходит отключение питания на защищаемой линии. Этот параметр может быть 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 500 мА. Самый малый ток — 6 мА — используется в США, в европейских странах и у нас их и в продаже нет. Устройства с максимальным током утечки в 100 мА и выше ставят в качестве пожарной защиты. Они стоят перед входным автоматом.

Для всех остальных УЗО этот параметр выбирается по простым правилам:

• Устройства защиты с номинальным током отключения 10 мА ставят на линии, которые идут в помещения с повышенной влажностью. В доме и квартире это ванная комната, еще может быть освещение или розетки в бане, бассейне и т.д. Этот же ток отключения ставят если линия питает один электроприбор. Например, стиральную машину, электроплиту и т.д. Но если в той же линии есть розетки, нужен больший ток утечки.
• УЗО с током утечки 30 мА ставят на групповые линии питания. Когда подключено более чем одно устройство.

Это простой алгоритм, основанный на опыте. Есть другой способ, который учитывает не только количество потребителей, но и номинальный ток в зоне защиты, а, вернее, сечение провода, так как именно от этого параметра зависит номинальный ток линии электропитания. Это более правильно, так как объясняет, как подобрать величину тока утечки для общего УЗО, к примеру, а не только для устройств, которые ставят на потребителей.

Таблица подбора номинального тока отключения для УЗО

Надо еще учитывать индивидуальные токи утечки каждого из приборов. Дело в том, что на каждом более-менее сложном устройстве какой-то небольшой ток «утекает». Ответственные производители указывают его в характеристиках. Допустим прибор на линии один, но его собственный ток утечки более 10 мА, ставят УЗО с током утечки 30 мА.

Тип отслеживаемого тока утечки и селективность

Разные приборы и устройства используют ток разной формы, соответственно, УЗО должно контролировать токи утечки разного характера.

• АС — отслеживается переменный ток (синусоидальная форма);
• А — переменный + пульсирующий (импульсы);
• В — постоянный, импульсный, сглаженный переменный, переменный;
• Селективность. S и G  — с выдержкой по времени отключения (для исключения случайных срабатываний), у G-типа выдержка меньше.

Выбор типа отслеживаемого тока утечки

УЗО выбирается в зависимости от типа защищаемой нагрузки. Если к линии будет подключена цифровая техника, требуется либо тип A. На линии освещение — АС. Тип В, конечно, хорош, но слишком дорог. Его обычно ставят в помещениях с повышенной опасностью на производстве, а в частном секторе или в квартирах очень редко.

УЗО класса G и S ставят в сложных схемах, если есть УЗО нескольких уровней. Этот класс выбирают для «высшего» уровня, тогда при срабатывании одного из «низших», входное защитное устройство не отключит питание.

Как вам статья?