Как правильно выбрать УЗО — точный и быстрый метод

Принцип действия УЗО

Принцип действия УЗО основан на сравнении токов, протекающих через устройство, т.е. если по-своему — какое количество тока прошло через УЗО
к потребителям, такое же количество тока должно вернуться от УЗО через нулевой провод. На рисунке I1 — ток в УЗО к потребителю, I2 — ток в УЗО от потребителя. I1 = I2 — это условие выполняется, если проводка выполнена хорошо или отсутствуют помехи в проводке.

Предположим, человек касается проводника (фазного или нейтрального), в этом случае он «принимает на себя» часть тока I∆n, и равенства между I1 и I2 уже не будет, так как I1 > I2 — I∆n. УЗО почувствует это и отключится, спасая человека от возможной смерти от удара током. УЗО должно срабатывать в течение 25-40 мс, чтобы ток, проходящий через тело человека, не поднялся до смертельного уровня.

УЗО по количеству фаз

Существуют однофазные и трехфазные устройства. Тут я думаю все понятно, если сеть однофазная, то и УЗО однофазное — нужно 2 модуля (фаза и ноль). Если сеть трехфазная, то УЗО трехфазное — требуется 4 модуля (3 фазы и ноль).

Следует отметить, что в частных домах, где недавно подключена трехфазная сеть мощностью 15 кВт, ошибочно для защиты людей от поражения электрическим током или пожарной безопасности применять обычное трехфазное УЗО, так как в случае утечки тока на одной из фаз, трехфазное УЗО отключит все три фазы. Трехфазные УЗО устанавливаются на отдельных трехфазных потребителях, варочных панелях (плитах), бойлерах в частных домах.

Выбор ВДТ по номинальному току

Такие авторитетные производители, как ABB и Schneider Electric, выпускают модульные УЗО, монтируемые на DIN-рейку, с номинальным током 16, 25, 40, 63 А. Номинальный ток УЗО определяет величину тока, который УЗО может пропускать в течение любого промежутка времени. Исходя из этого диапазона номинальных токов, следует выбирать УЗО для квартиры или частного дома.

Важно знать, что УЗО не имеет защиты от сверхтоков (токов короткого замыкания, токов перегрузки), поэтому оно всегда должно быть защищено автоматическим выключателем, номинальный ток которого меньше или равен номинальному току УЗО — это правило. Но я выбираю УЗО по-другому, строго на одну ступень выше автоматического выключателя.

Объясню почему, автоматический выключатель, как вы знаете, будет пропускать ток до 1,13 I ном. бесконечно, и в диапазоне 1,13-1,45 I ном. за 1 час. Предположим, что мы выбрали автоматический выключатель на 25 А и УЗО на 25 А. В результате за целый час УЗО, рассчитанное на 25А, пропустит ток 25 * 1,45 = 36А, что произойдет с УЗО в этом случае, я не знаю, но думаю, что УЗО на 25А сгорит с большой вероятностью.

Номинальный ток УЗО указан на его лицевой стороне.

Существуют УЗО на номинальные токи 32А и 50А, но это китайские УЗО, серьезные бренды, такие как ABB, Schneider Electric или Legrand, УЗО таких номиналов не выпускают.

Классификация защитных устройств

Несмотря на простоту внутреннего устройства, выбор моделей УЗО на рынке достаточно велик. Каждое устройство имеет определенный набор технических параметров, которые нельзя регулировать во время работы.

Производитель и размеры УЗО не влияют на возможность их совместного использования в одной цепи. Они могут быть установлены в любой комбинации

Чтобы облегчить выбор УЗО, важно рассмотреть возможности классификации этих устройств.

1. УЗО делятся на обычные и селективные модели, в зависимости от скорости срабатывания механизма. Первые отключают силовые контакты почти сразу, вторые — с задержкой. Селективные УЗО используются в многоуровневых системах, где важна последовательность отключения.
2. По типу реле УЗО делятся на электромеханические реле отключения, которые разрывают контакт механически, и электронные реле отключения, которые предотвращают протекание тока с помощью полупроводниковых схем.
3. По типу тока. УЗО типа AC срабатывают при утечке переменного тока, УЗО типа A срабатывают при утечке переменного и постоянного тока.
4. По дополнительным функциям: без и с защитой от сверхтока. Автоматические выключатели УЗО с механизмом отключения при коротком замыкании или перегрузке по току обычно называют дифавтоматами.
5. По дизайну конструкции. Существуют УЗО, устанавливаемые на DIN-рейку, настенные УЗО, а также устройства в виде розетки, ручного устройства, адаптера.
6. Для рабочего напряжения: для 220 В, 380 В, комбинированный.
7. По энергозависимости. Существуют модели УЗО, способные и неспособные отключать электрическую нагрузку при отсутствии рабочего напряжения.
8. В зависимости от количества подключенных полюсов: двухполюсные и четырехполюсные.

Чтобы правильно выбрать УЗО, недостаточно знать его технические характеристики. Для того чтобы устройство эффективно выполняло свою защитную функцию, при его покупке необходимо учитывать длину домашней электропроводки, мощность подключаемых приборов и некоторые другие параметры.

Правила выбора защитных аппаратов

Перед покупкой УЗО можно посетить форумы электриков, чтобы получить совет о надежности того или иного производителя.

Однако максимальный и пороговый токи, количество полюсов, схема монтажа и другие технические параметры должны подбираться строго индивидуально, исходя из характеристик помещения и электроустановки.

Выбор прибора по мощности

Устройство остаточного тока (УЗО) не контролирует потребляемую мощность подключенных электроприборов, а ограничивается максимальным протекающим током.

Поэтому важно знать, как выбрать автоматический выключатель остаточного тока в зависимости от его мощности, чтобы при монтаже электрической схемы правильно учесть энергопотребление каждой группы помещений. Если номинальный ток превышает пороговое значение для устройства, оно может перегореть.

В квартирах и частных домах обычно используется одно- или двухуровневая система УЗО. Каждый из них имеет свои особенности.

Одноуровневая цепь с одним УЗО — номинальный ток рассчитывается исходя из суммарной мощности одновременно подключенных к сети электроприборов.

Одна цепь УЗО защитит помещение от пожара и защитит людей от большинства возможных электротравм. Недостатком является то, что необходимо приобрести высокий порог остаточного тока.

Например, для стиральной машины мощностью 2,4 кВт, освещения мощностью 1,1 кВт и других приборов мощностью 2,8 кВт, УЗО должно быть рассчитано на ток (2400+1100+2800)/220=28А.

В этом случае при номинальном токе 30 А УЗО не перегорит, даже если все приборы и освещение будут работать одновременно.

Если установлено одно УЗО, может возникнуть проблема с поиском точки отказа. В какой бы комнате не произошла утечка тока, вся квартира будет выбита. Поэтому лучше не экономить и установить обширную систему защиты.

Одноуровневая схема распространена в частных домах, где УЗО устанавливается отдельно в каждой хозяйственной постройке: гараже, теплице, мастерской

Раздельная схема УЗО. В этой ситуации проводники счетчика разделяются на несколько групп с помощью специальных шин, и каждая группа контролируется отдельным защитным устройством.

Номинальный ток для каждого УЗО в двухуровневой системе рассчитывается отдельно. При этом учитывается максимальная мощность, которая потенциально может быть подключена к прибору.

Например, если стиральная машина с потребляемой мощностью 2,4 кВт подключена только к УЗО, ее номинальный ток должен быть не менее 2400/220=10,9 А.

Двухуровневая система обычно устанавливается в одном электрическом щите и не имеет недостатков, кроме увеличения расходов на приобретение УЗО.

Двухуровневая система УЗО считается оптимальной с точки зрения безопасности и ремонтопригодности.

Его первый уровень устанавливается у входа в жилище и обеспечивает противопожарную защиту. Номинальный ток этого защитного устройства должен быть как минимум равен максимальной мощности счетчика энергии.

Второй уровень защиты энергии возлагается на отдельные группы потребителей. Это могут быть комнаты, этажи, хозяйственные постройки, уличное освещение или отдельные розетки.

Устройства уровня 2 обычно дешевле и имеют более низкий номинальный ток. Сумма его значений для всех установленных устройств должна быть меньше значения первичного УЗО на входе в помещение.

Например, на общем входе должно быть установлено устройство уровня 2 на 10А, 16А и 16А с минимальным номиналом 10+16+16=42А.

Преимуществом двухуровневой системы является то, что отдельные группы приборов могут быть отключены в случае утечки тока. Это позволяет отремонтировать бытовую технику или найти проблемы с изоляцией в стене без необходимости обесточивать всю квартиру.

Расчет необходимого дифференциального тока

Каждая модель УЗО срабатывает при определенном уровне остаточного тока, протекающего между двумя проводниками электрического кабеля. Поэтому важно знать, как выбрать УЗО для дома с безопасными свойствами.

Электричество способно минимально просачиваться через обычную изоляцию проводников, соответствующую нормам электробезопасности.

При расчете порогового остаточного тока УЗО необходимо учитывать несколько параметров

• Длина проводника до устройства, потребляющего электроэнергию;
• Естественный ток утечки устройства;
• Мощность прибора.

Общая формула для определения дифференциального тока выглядит следующим образом:

IΔ=(0,4Iрасч(A)+0,01Lпровода(м))/1000

В качестве примера возьмем приведенную выше схему электроприборов и их мощности. Пусть длина кабеля к каждой группе приборов составляет 12 м.

Расчет УЗО для вышеуказанной цепи будет следующим:

• IΔмаш=(0,4*2800/220)+0,01*12=5,21 мА;
• IΔосв=(0,4*1100/220)+0,01*12=2,12 мА;
• IΔроз=(0,4*2400/220)+0,01*12=4,48 мА.

Согласно рекомендациям, пороговый ток аппарата должен быть в три раза больше рассчитанного дифференциального тока. Это связано с повышенной электрической нагрузкой в первую секунду включения аппарата.

Несоблюдение этого правила может привести к частым ложным срабатываниям УЗО, создавая проблемы для потребителей.

Порог дифференциального тока всегда указывается на лицевой стороне УЗО, так как это ключевая характеристика, влияющая на схему его установки

Таким образом, для каждой из рассмотренных групп устройств минимальный дифференциальный пороговый ток составит

• 5,21 мА*3=15,63;
• 2,12 мА*3=6,36;
• 4,48 мА*3=13,45.

То есть, для группы стиральной машины и розеток потребуется автоматический выключатель с током утечки 30 мА, а для группы освещения будет достаточно автоматического выключателя на 10 мА.

Это обеспечит правильную работу прибора и защитит людей от поражения электрическим током. УЗО свыше 30 мА не рекомендуется использовать в таких случаях.

В двухуровневой системе ток утечки основного защитного устройства, расположенного на входе в помещение, должен составлять 100-300 мА.

Эти УЗО сработают, если старая или поврежденная изоляция внутри стен выйдет из строя. Таким образом, помещение защищено от пожара в случае скрытого повреждения проводки.

Время срабатывания УЗО

В двухуровневой системе значительная утечка тока может привести к срабатыванию автоматического выключателя на обоих уровнях.

Чтобы избежать этой ситуации, можно установить селективное защитное устройство в качестве основного устройства. Время срабатывания составляет 150-500 мс, что в несколько раз больше, чем у стандартного УЗО (20-40 мс).

Время срабатывания УЗО зависит от уровня тока утечки: чем он выше и опаснее, тем быстрее размыкаются контакты питания (+).

При таком выборе аппарата отключится только источник питания на втором уровне, что не приведет к потере питания во всем жилище.

Что касается обычных УЗО, то чем меньше время их срабатывания, тем они безопаснее. Этот факт следует учитывать при их покупке.

Конструктивное исполнение (электронное или электромеханическое)

Хотя принцип действия всех УЗО одинаков, конструкция аппаратов может отличаться механизмом отключения:

1. Электромеханическая. В этих устройствах триггер подключается непосредственно к вторичной обмотке трансформатора тока. Электромеханические УЗО более надежны, но в них отсутствует возможность регулировки тока утечки и задержки перед срабатыванием.
2. Электронные. В этих устройствах сигнал от трансформатора тока подается на встроенный усилитель, поэтому для работы электронных УЗО требуется напряжение на соответствующих проводах. Наличие усилителя обозначено треугольником на принципиальной схеме на передней панели устройства. Если оборван нулевой провод, то питание отсутствует, а если человек коснется фазного провода, то отключения не произойдет. Поэтому они менее надежны и должны использоваться только в том случае, если на схеме присутствует реле ВН.

Тип УЗО: A или AC

Помимо выбора УЗО по мощности, важно определить тип тока утечки, при котором сработает защитное устройство. По этому параметру УЗО можно разделить на три группы:

• Тип переменного тока. Они срабатывают только при наличии переменного тока утечки. Это самые простые и дешевые устройства отключения для большинства бытовых приборов. Украшена буквами «AC» на передней крышке и символом синуса.
• Тип A. Защита этих устройств срабатывает не только от переменного тока, но и от пульсирующего (один полупериод) тока утечки. Эти устройства используются не только в сетях с обычными электроприборами, но и с приборами, внутри которых есть электронная плата и выпрямитель. Такие УЗО имеют букву «А» на передней панели и пиктограмму, состоящую из параллельных изображений переменного (синусоидального) и пульсирующего напряжений. Эти устройства стоят дороже, но обеспечивают лучшую защиту, чем устройства переменного тока.
• Тип B. Предназначен для сетей постоянного тока и используется только в промышленности.

В ПУЭ 7.1.78 говорится, что УЗО типа А и АС могут использоваться в жилых зданиях, но европейские стандарты запрещают использование УЗО типа АС, так как они не обеспечивают адекватной защиты от поражения электрическим током.

Селективность УЗО (задержка в отключении)

При установке УЗО последовательно, на нескольких уровнях, необходимо соблюдать принципы селективности. Это необходимо для того, чтобы в аварийной ситуации было активировано защитное устройство, находящееся ближе всего к месту повреждения.

Для обеспечения селективности УЗО делятся на несколько категорий:

• Немедленное отключение. Эти устройства имеют максимальное значение остаточного тока 30 мА и время срабатывания 25-40 мс. Они используются для защиты от поражения электрическим током и устанавливаются непосредственно на проводники, к которым подключается электрооборудование.
• Они имеют временную задержку 0,2-0,5 с. Такие УЗО маркируются буквой «S» и называются «селективными». Они подключаются после автоматического выключателя и должны сопровождаться кратковременным отключением. Для этого, согласно ПУЭ п.7.1.73 и СП31-110-2003 п.А.4.2, ведущее устройство должно иметь время задержки и уставку как минимум в три раза выше, чем ведомое устройство. Кроме того, селективные реле имеют дополнительную функцию защиты кабеля от возгорания, вызванного утечками в нескольких линиях одновременно. Поэтому другое название этих устройств — противопожарное устройство.
• Тип ‘G’. Также селективное УЗО, но с более короткой задержкой 6-8 мс. Он редко используется и не доступен в продаже.

Сколько нужно УЗО: одно, два, три?

При проектировании проводки необходимо определить количество устройств дифференциальной защиты. В этом случае возможны различные варианты, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки:

• Одно защитное устройство. В этом случае УЗО устанавливается сразу после главного автоматического выключателя, перед отдельными линейными выключателями. Установка только одного устройства экономит деньги и место в распределительном устройстве, но затрудняет поиск повреждений в случае токов утечки.
• Установка нескольких УЗО, по одному на каждую линию. Это позволяет выбрать уставку устройства в зависимости от назначения УЗО. Для ванной комнаты требуется уставка 10 мА; все остальные устройства устанавливаются с уставкой 30 мА. Если количество реле велико, к каждому защитному устройству можно подключить несколько линий с отдельными автоматическими выключателями.
• Установка автоматического выключателя утечки на землю (УЗО) с номиналом 100 мА ниже по потоку от главного автоматического выключателя и нескольких автоматических выключателей с номиналом 30 мА для отдельных линий или групп устройств. Эта схема обеспечивает максимальную безопасность для людей и здания.

Согласно правилам монтажа, параграф 7.1.83, допустимый ток утечки для оборудования составляет 0,4 мА на 1А входного тока и не должен превышать 1/3 настройки УЗО.

Таким образом, при наличии одного автоматического выключателя утечки на землю (УЗО или автоматического разъединителя) на 30 мА максимальный ток прибора не должен превышать 25 А или 16,5 кВт в случае однофазной системы. Если общая мощность выше, потребители должны быть разделены на группы с отдельным УЗО для каждой линии.

Проверка исправности (кнопка ТЕСТ)

Для повышения надежности защиты следует ежемесячно проверять УЗО. Самый простой способ сделать это — нажать кнопку TEST на передней панели корпуса. Обычно это красный или оранжевый цвет с буквой «Т».

При нажатии этой кнопки к цепи устройства подключается резистор, имитируя возникновение тока утечки. Если при нажатии на этот резистор срабатывает защитная цепь, устройство находится в хорошем состоянии. В противном случае его необходимо заменить. Тест может провести любой человек, проживающий в квартире или доме.

Схема установки

УЗО в однофазных и трехфазных системах с L и N проводниками часто используются в сочетании с системой защиты без системы заземления. Подобное расположение обычно встречается в старом жилом фонде.

Схема автоматических выключателей УЗО в заземленной сети 220 В

Модификации для включения в однофазную сеть:

• Общая защита для сети 220 В в доме без контура заземления. Устройство устанавливается в распределительном щите. Он устанавливается между главными автоматическими выключателями и другими однопроводными автоматическими выключателями. Устройство гарантирует защиту абсолютно всех отходящих электрических линий в случае возникновения тока утечки. Единственным недостатком такого типа подключения является то, что в случае аварии невозможно определить линию, на которой произошло повреждение.
• Общее УЗО на 220 В, счетчик электроэнергии и система заземления.

Следует отметить, что новейшие системы защиты не требуют прокладки питающих линий только сверху или снизу прибора для правильного подключения защиты. Они допускают оба варианта, поэтому при подключении УЗО предварительно внимательно изучите техническую документацию, чтобы избежать ошибок.

Основные параметры

После названия бренда на корпусе обозначены основные номиналы и рабочие характеристики УЗО.

1. Название и серия модели. Обратите внимание, что вы не всегда увидите здесь буквы RCD, некоторые производители называют это устройство VDT (устройство остаточного тока).
2. Номинальное напряжение и частота. В российской энергосистеме рабочая частота составляет 50 Гц. Номинальное напряжение составляет 220-230 В для однофазной бытовой установки. В односемейном доме иногда требуется трехфазная система, а рабочее напряжение составляет 380 В.

Характеристики УЗО на видео:

1. Номинальный рабочий ток, это максимальное значение, которое способно коммутировать УЗО.
2. Номинальный остаточный ток. Это значение, при котором устройство сработает.
3. Предел рабочей температуры УЗО (мин. — 25 градусов, макс. + 40 градусов).

1. Другим значением тока является номинальный ток повреждения. Это максимальный ток повреждения, который устройство выдержит и не отключится, но только если последовательно с ним установлен соответствующий автоматический выключатель.
2. Номинальное время срабатывания. Это интервал времени от внезапного возникновения утечки тока до момента, когда она должна быть погашена всеми полюсами УЗО. Допустимый предел составляет 0,03 с.
3. На корпусе должна быть нарисована схема УЗО.

Форма токовой утечки

В соответствии с этим параметром все УЗО делятся на три типа:

1. «А». Эти устройства отключения срабатывают при кратковременном или плавно нарастающем токе утечки, который имеет синусоидальную переменную или пульсирующую постоянную форму волны. Это наиболее распространенный тип УЗО. Поскольку он контролирует как переменный, так и постоянный ток, он стоит дороже.
2. «AC». Также распространены и более доступны. Срабатывает только при утечке синусоидального переменного тока.
3. «В». Это устройство в основном используется для защиты промышленных помещений. Помимо синусоидального переменного тока, УЗО реагирует на выпрямленные и пульсирующие формы постоянного тока утечки.

Возникает вполне логичный вопрос, в бытовых сетях течет синусоидальный переменный ток, достаточно ли установить везде устройства типа «AC»? Но если внимательно изучить характеристики современных бытовых приборов, то большинство из них имеют источники питания с электронными полупроводниковыми элементами, благодаря чему синусоидальная волна преобразуется в пульсирующую полуволну. Если утечка не является синусоидальной, УЗО типа «AC» не обнаружит ее и не сработает.

Именно поэтому в технических паспортах многих бытовых приборов производитель указывает, через какое УЗО их следует подключать.

Советы по выбору УЗО смотрите в видеоролике:

Номинальный и дифференциальный ток

В спецификации этого устройства всегда будет присутствовать обозначение более или менее такого типа: 25/10 мА, 40/30 мА и т.д. Это номинальный и дифференциальный токи, при которых работает устройство. Номинальный ток выражается в амперах (A), это сумма всех токов, которые могут протекать через устройство при нормальной работе, неограниченно долго.

Вот пример. Группа потребителей — электрические розетки и освещение в гостиной — питаются от отдельного автоматического выключателя на 16 А. Прерыватель рассчитан на то, чтобы выдерживать нагрузку 1,13 В в секунду бесконечно и нагрузку 1,45 В в секунду в течение одного часа.

Это не относится к защитным устройствам, поэтому если несколько сильноточных потребителей с общим током, скажем, 17 А подключены к розеткам на несколько часов, автоматический выключатель не сработает, но УЗО может выйти из строя.

Остаточный ток, выраженный в миллиамперах (тысячных долях ампера), — это ток утечки, при котором должно сработать устройство GDC. Устройства с ограничением дифференциального тока 10-30 мА используются для защиты людей от поражения электрическим током. УЗО с запасом 100 мА используются для противопожарной защиты.

Какой бренд предпочесть

Рынок электрооборудования насыщен продукцией различных производителей, поэтому во избежание ошибки стоит выбирать УЗО от авторитетной компании. В их число входят ABB, AEG, Siemens, Legrand и Schneider electric.

Это всемирно известные компании, которые производят действительно надежное электрооборудование. Однако если у вас ограниченный бюджет, стоит обратить внимание на отечественные бренды, можно выбрать DEK или Austro-UZO.