УЗО, защита человека и электробытовых приборов

Основная защита человеческого организма от опасного напряжения и действия электрического тока в бытовых и силовых электрических сетях − это установка устройства защитного отключения. Кроме этого, УЗО используется для защиты электробытовых приборов от аварийных режимов работы в бытовых и силовых сетях постоянного и переменного синусоидального тока. Но очень часто оно срабатывает и бытовому потребителю интересно, почему отключается УЗО на вводе или постоянно срабатывает УЗО.

Принцип действия и работы УЗО

Сумма токов, которые входят в участок, должна равняться токам, которые выходят. Это главный принцип работы данного аппарата защитного отключения. Причина отключение УЗО на электропитание − это то, что токи, которые выходят из участка электрической сети, не равны токам, которые входят в эту сеть. Эта разница называется величина тока утечки или же дифференциальный ток. Векторная сумма токов в фазном проводнике (I1) должна равняться токам в нулевом рабочем проводнике (I2). По величине они одинаковы, но по направлению разнонаправленны и тем самым компенсируют друг друга и ЭДС (электродвижущая сила) отсутствует. Если эти токи не равны, значит, разница между ними есть и это ток утечки. Он в свою очередь создает ЭДС и оно в свою очередь через соленоид воздействует на отключающий механизм и УЗО отключается.

Мотивация установки УЗО. Опасный для человеческого организма электрический ток

На рис.1 нормальный режим это I1 = I2. Когда человек касается оголенного провода, то возникает дифференциальный ток I∆n. Если посчитать ток, который будет проходить через человека, то получится I = 230/R_ч, А, где 230 В напряжение бытовой электрической сети, R_ч – сопротивление человека. Хотя у каждого человека эта характеристика индивидуальна, но принято считать его примерно 1 кОм (1000 Ом). В итоге получаем 230/1000 = 23 мА. Необходимо отметить, что порог чувствительности у человека начинается с 0.6 – 1.5 мА. При этом токе у человека ощутимое раздражение. При токе в 10 – 15 мА у человека происходит судорога мышц, и данный ток называют неотпускающий. В данном случае человек не может самостоятельно отпустить оголенный провод, если он за него взялся. При токе 90 – 100 мА возникает фибрилляционный ток. При таком токе сердечные мышцы хаотично сокращаются, и через несколько секунд происходит остановка сердца. Безопасный для человека ток считается 2 мА при прохождении его более 10 с, а если более 120 с, то безопасный ток 6 мА. Эти токи, а так же время отключения необходимо помнить при выборе УЗО по дифференциальному току, чтобы понимать, что будет с вами, если вы попадете под опасное напряжение. По этим причинам помните, если выключается УЗО водонагревателя, то оно спасает вас как минимум от неприятных ощущений.

Выбор УЗО в зависимости от токов утечки

Согласно СП31-110-2003 п.А.4.15, если ванная запитана по отдельной линии, то необходимо предусмотреть УЗО на 10 мА, если линия общая с кухней и коридором, то необходимо устанавливать УЗО на ток до 30 мА. Для обычной бытовой электролинии (розетки, освещение) защитное устройство выбирается на ток не более 30 мА (ПУЭ п.7.1.79.). УЗО на дифференциальные токи на 100 и 500 мА как видно выше, не защищают человеческий организм от опасного напряжения, а основное назначение это защита от пожара. При установке аппарата защитного отключения нужно понимать, что оно не защищает от длительной перегрузки, максимальных токов или повышенного напряжения. По этим причинам его установка должна быть совместно с автоматическим выключателем с электромагнитным и тепловым расцепителем, а для защиты от перенапряжения необходимо установить реле от перенапряжения или УЗИП (устройство защиты от импульсных напряжений). По этим причинам, если термекс отключает УЗО, а автомат не срабатывает, значит причиной неисправности является ток утечки.

Если выключается УЗО одновременно с автоматическим выключателем, то причиной неисправности может быть как дифференциальный ток, так и максимальные токи, которые возникают при коротком замыкании.

Причины появления тока утечки

Необходимо хорошо понимать, что присутствие тока утечки — это аварийный режим работы или неисправности в электрических сетях бытового назначения или неполадки в электробытовых приборах. Причины возникновения этого тока довольно распространенные. Основные причины возникновения тока утечки это касание человека к оголенному проводу, протекание его через деформированную изоляцию кабеля или через токопроводящий элемент. К примеру, причина отключения УЗО на водонагревателе это может быть ток утечки через воду. Изоляция кабеля повредилась, влага попала на оголенный провод и по нему пошел ток. Этого тока как раз и не хватает для того, что бы разница входящих и выходящих токов была равна 0 (нулю) и защита отключает аварийный участок. Если это водонагреватель термекс, отключается УЗО данного прибора.Вода так же может быть причиной,почему отключается УЗО на насосе перекачивающим различные жидкости.

Типы и виды УЗО; визуальное и техническое обозначение

Разделы УЗО

• Напряжение бытовой и силовой сети 220/380 В.
• По количество полюсов. Если однофазная нагрузка в силовой сети, то УЗО необходимо устанавливать двухполюсное, если трехфазная нагрузка, то четырех полюсное.
• По номинальному рабочему току. Величина номинальных (рабочих) токов для УЗО такая же, как и для автоматических выключателей, это 16, 25, 32, 40, 63, 80 А.
• По дифференциальному току (ток утечки), на величину которого ориентируется устройство защитного отключения 10, 30, 100, 300, 500 мА.

По виду тока утечки, который в свою очередь подразделяется на:

1. Переменный электрический синусоидальный и пульсирующий ток. Тип УЗО для данного тока «АС». Пульсирующий ток присутствует в регулируемых светильниках и лампах, в стиральных машинах у которых регулируется скорость.
2. Переменный и постоянный электрический пульсирующий, тип УЗО «А». Данный тип устройств защиты рекомендуется применять там, где есть бытовая электроника, микроволновая печь, компьютер, телевизор и т.д.
3. Постоянный электрический и переменный, тип УЗО «В». Данный тип устройств защиты в основном устанавливается, где есть выпрямленный ток. В бытовых электрических сетях данный тип не используется.   
4. Для того, что бы соблюдалась селективность при установке 2-х и более аппаратов защиты в бытовых и силовых электрических сетях применяют УЗО с выдержкой времени расцепления, это тип УЗО «S». Этот тип УЗО используется в сетях, где применяется АВР (автоматический ввод резерва), а тип «G», в тех же сетях, но имеет меньшую выдержку по времени.

Срабатывание УЗО, причины основные и дополнительные       

Самые распространенные причины срабатывания УЗО на бойлере электролюкс или водонагревателе, это недобросовестный завод изготовитель или различные виды неполадок в электрической сети. Если отключается УЗО на водонагревателе, то необходимо еще раз включить его. Если электроприбор работает и УЗО не отключает, значит был кратковременный ток утечки. Далее необходимо воспользоваться кнопкой «Тест». Она имитирует аварийный режим работы.

1. Необходимо отключить автоматы, которые включены в сеть совместно с УЗО и определить, почему отключается УЗО. Одновременно с этим отсоединяем нулевые рабочие проводники. После того, как их отсоединили, включаем УЗО. Если оно не отключилось, значит, нажимаем на кнопку «Тест». Если после нажатия «Тест» УЗО сработало, значит оно исправно. Необходимо отметить, что проверка работоспособности устройства защитного отключения необходимо проверять не реже 1 раз в месяц путем нажатия на кнопку «Тест».
2. Если во время подключения срабатывает УЗО без нагрузки, значит оно вышло из строя или в месте его установки существуют токи утечки. Если оно исправно, то надо разобраться, почему срабатывает УЗО без нагрузки. В данном случае, если от него подключено несколько автоматов, то сразу всех их отключаем. Потом определяем, почему выключается УЗО и по очереди включаем автоматические выключатели и определяем аварийный участок электрической сети.

Основные виды подключения УЗО

Подключить УЗО сможет любой электромонтер, имеющий как минимум 3-й разряд электромонтера. Схема подключения написана на самом устройстве и там нет ничего трудного. Единственное что надо сделать перед монтажом, это учитывать нюансы при включении в сеть и правильно выбрать количество отходящих автоматов на одно УЗО. Можно установить одно устройство защиты на всю квартиру в этажном щитке, если это многоквартирный дом, как показано на рис.3. Можно установить отдельно на розеточную сеть и осветительную, если хватает место для монтажа. Это будет лучшим вариантом для квартиры. При монтаже и выборе УЗО необходимо учитывать номинальный (рабочий) ток, который должен быть на одну ступень выше номинального тока автомата, который стоит после защитного устройства. К примеру, если автомат на 25 А, то перед ним необходимо установить УЗО с рабочим током на 32 А и т.д. Если это частный дом, то лучше рассмотреть следующую комплектацию, одно УЗО и один автомат, если автоматов не много.

Одно устройство защиты и несколько автоматических выключателей

Если, к примеру, в доме стоит много автоматов (один автомат=одна комната, или =один электробытовой прибор), то в данном случае размеры электрощита могут быть огромными. По этим причинам лучше скомплектовать электрощит так, под одно УЗО установить несколько автоматов, но не более 5. В данном случае необходимо правильно рассчитать номинальный ток защитного устройства относительно отходящих автоматов так, чтобы их сумма не превышала рабочего тока устройства защитного отключения. К примеру, отходящие автоматы ВА1 16 А, ВА2 16 А, ВА3 32 А, сумма 16+16+32= А. Значит УЗО должно быть на номинальный ток не менее 64 А, и зная линейку номинальных токов оптимальный вариант устройство защитного отключения на номинальный ток на 63 А.

Как видно на рис. 4 ничего сложного при подключении нет, но в некоторых случаях, интересно будет знать, почему срабатывает УЗО  на водонагревателе аристон, если бытовая сеть и устройство защиты находятся в удовлетворительном и рабочем состоянии. Когда срабатывает УЗО, причины могут быть в его не правильном подключении.

Основные виды неправильного подключения УЗО, нулевого рабочего и защитного проводника

• Нельзя соединять нулевой рабочий (N) и фазный проводник, прошедший через УЗО, с другими нулевыми и фазными проводниками после УЗО.
• Нельзя делать соединение нулевого рабочего проводника (N) после УЗО с открытыми конструкциями электроустановки, а так же нельзя его соединять с защитным проводником (PE).
• Категорически запрещается соединять в розетке нулевой рабочий и защитный проводник.
• Если в электрической сети установлены два защитных устройства, то объединение нулевых рабочих проводников приведет к возникновению дополнительного тока утечки и как следствие срабатывания обоих.
• Если в электрическом щите установлено много УЗО, то стоит перепроверить схему подключения, чтобы не было подключения фазного провода и рабочего нуля с разных устройств защиты.

Только правильно выбранное устройство защитного отключение и правильное его подключение защитит человека в случае аварии от опасного воздействия электрического тока.

Конвертер ваты в амперы, онлайн калькулятор