Как правильно выбрать узо по мощности: существующие виды узо + тонкости выбора

Чем отличается УЗО от дифавтомата по принципу действия

Самым распространенным и классическим средством защиты электросетей является автоматический выключатель. Главное назначение его состоит в том, чтобы отключить подачу напряжения при коротком замыкании и перегрузках, то есть в случае превышения номинального тока. Принцип действия автомата основан на двойном типе защиты. В своем устройстве он имеет два типы расцепитель:

• Электромагнитный
• Тепловой

Электромагнитный расцепитель отключает подачу напряжения при возникновении короткого замыкания в сети. Принцип действия его основан на том, что при замыкании происходит мгновенное нарастание тока, которое приводит к наведению магнитного поля в катушке расцепителя, в результате чего происходит движение сердечника соленоида, приводящее к размыканию контактов.

Тепловой расцепитель автомат срабатывает при перегрузках. Причиной может послужить включение приборов, потребляющий большой ток, который превосходит номинальные значения автомата. Действие теплового расцепителя основано на деформации биметаллической пластины, которая встроена в выключатель. Из-за прохождения большого тока эта пластина нагревается, деформируется и размыкает контакты.

Выбор автомата и его параметров обязательно высчитывается с учетом возможного одновременного включения электроприборов и с учетом возможностей электропроводки. Выключатели такого типа не имеют технической возможности реагировать на утечки тока, при пробое изоляции приборов.

Основным средством для защиты человека от поражения электротоком служит УЗО. В быту могут возникнуть ситуации, когда происходит пробой изоляционных материалов на корпус прибора, например использование стиральной машины, бойлера, микроволновой печи без заземления достаточно опасно, если электрощит жилища не имеет УЗО. Старый жилой фонд зачастую не имеет провода заземления, в этом случае обычный автоматически выключатель не спасает от поражения током при пробое изоляции.

Основное отличие УЗО и автомата в том, что устройство защитного отключения имеет в своей конструкции трансформатор тока, задачей которого является отключить напряжение при выявлении дифференциального тока, который равен току утечки при пробое изоляции или при контакте человека с оголенным проводом.

УЗО сравнивает входящий к потребителю ток и выходящий от него. Через первичную обмотку встроенного трансформатора проходит ток, допустим, к определенному прибору, а через вторичную – выходит от него.

Если произошло разрушение изоляции, например, человек дотронулся к корпусу и через него начал протекать ток, то по фазному проводу первичной обмотки потечет дополнительный дифференциальный ток, в обмотках наведутся разные магнитные поля, что приведет к возникновению тока в обмотке управления и произойдет расцепление выключателя. На этом основана защитная функция устройства.

Величина дифференциального тока характеризует сферу его применения. Для бытовых условий она составляет 5-30 мА.

УЗО не отключает потребление тока при коротком замыкании и перегрузках сети. Для совмещения задач аварийного и защитного отключения применяется дифференциальный автомат, который сочетает в себе УЗО и автоматический выключатель.

Карта селективности защиты

Идеальных вариантов обеспечения питания не бывает. Разные режимы нагрузки подразумевают различные аварийные ситуации. Именно карта селективности позволяет увидеть работу релейной защиты виртуально. Моделируя проект на бумаге, инженеры могут убедиться, что во всех режимах защита может работать правильно. Для разветвленных схем характерно наличие защитных устройств с различными времятоковыми характеристиками. Для примера возьмем любой автомат и определим его, как «нашу защиту».

Остальные устройства на схеме назовем смежными. Главный принцип правильной организации — времятоковые характеристики всех устройств не должны пересекаться на одном линейном уровне. Если провести временную линию в качестве оси координат, то между ступенями селективности должен быть разрыв. Увидеть это можно только на графиках. Это и есть карта селективности: на нем совмещены характеристики смежных защит.

Для построения карт лучше использовать специальные компьютерные программы. Хотя профессиональные инженеры легко строят графики карандашом. После выстраивания всех параметрических кривых, график проверяется на их пересечение. При возникновении такой ситуации, проверяется критичность: возможно, ничего менять не потребуется. Если линии электропитания не находятся в зависимости друг от друга, разведение ничего не меняет.

В остальных случаях необходимо обеспечить временную разницу по оси времени не менее 0.25 секунды.

Кроме того, даже если пересекаются селективности по времени срабатывания, разведение может быть организовано по разнице тока отсечки. Как правило, используются оба способа, это можно учитывать в построении карты, а можно оставить на практическом уровне.

Классификация УЗО

Рассмотрим, какие бывают защитные устройства в соответствии с ГОСТами.

По способу действия они делятся на:

• УЗО со вспомогательным источником электропитания;
• без дополнительного источника;
• с автоматическим включением после восстановления поступления питания от источника;
• без автоматического включения;
• с выключением после обнаружения опасной ситуации отказа источника;
• без такого автоматического выключения.

По типу установки:

• стационарные УЗО, монтирующиеся на стандартную постоянную электропроводку;
• переносные — монтируются на гибкие кабели и удлинители.

По количеству полюсов:

• однополюсные двухпроводные УЗО;
• устройства с двумя полюсами;
• трехпроводные двухполюсные модели;
• трехполюсные защитные системы;
• четырехпроводные трехполюсные модели;
• четырехполюсные УЗО.

Выделяют классификацию по типу защиты от появления сверхтоков на полюсах и перегрузок:

• без предохранения от сверхтока и с таковой;
• без встроенной системы защиты от перегрузки;
• с защитой от коротких замыканий цепи (КЗ).

По возможностям настройки значения ДТ отключения:

• регулируемые — с дискретной подстройкой;
• нерегулируемые УЗО.

По устойчивости к импульсным напряжениям:

• с выключением прибора после появления импульсного тока;
• стойкие к возникновению импульсного напряжения.

Еще одна важная характеристика — контроль постоянной компоненты дифференциального тока (ДТ). Существуют несколько разновидностей УЗО:

• АС. Они отключаются при возникновении или постепенном увеличении синусоидальных ДТ;
• А. Эти модели отключаются от синусоидальных дифференциальных токов и пульсирующих постоянных. Бывают разновидности с выключением от пульсирующих с уровнем до 0.006А и контролированием угла смещения фаз;
• B. Аналогично А они размыкают цепь при синусоидальных переменных и постоянных ДТ — включая модуляции потока до 0.006 А. Кроме того, тип B умеет выключаться от постоянных ДТ с выпрямителем.

Рассмотренные типы и признаки классификации определяют выбор УЗО в конкретной ситуации, способ и место установки, и прочие важные детали проектирования электросети. Помимо приведенных выше, имеются и некоторые общие характеристики, приведенные в таблице:

Название характеристики УЗО	Возможные значения по паспорту
Напряжение в сети, В	100–440
Номинальный ток работы, А	6–200
Номинальный ДТ отключения, А	0.006–20
Номинальный неотключающий ДТ прибора, А	0.5
Предельный неотключающий ДТ с искаженной симметрией фаз, А	6

УЗО должно срабатывать быстро. Время устанавливается ГОСТами (в частности, ГОСТ Р 50807-95) и вычисляется для различных моделей, работающих с некоторыми номинальными отключающими токами. Например, для прибора с ДТ отключения 0.03 А время срабатывания должно составить 0.5 секунды. Если пороговое значение превышено вдвое, таймаут выключения — 0.2 секунды, а при превышении в восемь раз УЗО-Д разомкнет цепь за 0.04 с.

Подключение УЗО и автоматических выключателей

Если электропотребители в доме или квартире разделены на несколько групп, каждая из которых защищена собственным автоматическим выключателем, то с целью экономии средств можно устанавливать одно УЗО на 2 – 3 таких группы. Сегодня организовать подключение таким образом можно практически в любой бытовой сети: среди современных УЗО с уставкой диф. тока 30 мА имеются модели, рассчитанные на довольно высокие номинальные токи — до 100 А.

Подбирая УЗО для группы автоматов, следует учитывать номинальный ток не только вышестоящего автомата, но и нижестоящих. Поясним на примерах.

Пример 1

Схема к примеру 1

Напомним, что в общем случае рекомендуется устанавливать УЗО с номинальным током, на одну ступень превосходящим номинальный ток выше установленного автомата. Но в данном случае, как видно, каждое из двух УЗО по номинальному току не превосходит, а наоборот уступает вводному автомату: его номинальный ток составляет 50 А, тогда как номинальный ток каждого из УЗО — только 40 А.

Тем не менее, выключатели диф. тока надёжно защищены от перегрузки: суммарный номинальный ток подключённых к каждому из них автоматов составляет всего 32 А (2х16 А), что на 20% меньше номинального тока УЗО в 40 А.

Пример 2

Следующая схема является не столь надёжной:

Схема к примеру 2

Номинальный ток 1-го УЗО составляет 25 А и вводный автомат с номинальным током 40 А его не защищает. Но перегрузка этому прибору не грозит, так как проходящий по нему ток не может превышать 22 А (к УЗО подключены автоматы на 6 и 16 А). А вот 2-е УЗО, рассчитанное на номинальный ток в 40 А, может перегореть: подключёнными к нему автоматами оно не защищается, так как их суммарный номинальный ток составляет 58 А (3х16 + 10), а вводным автоматом защищается, так сказать, впритык.

Если будет иметь место перегрузка, то до срабатывания вводного автомата через УЗО №2 будет протекать ток выше номинального, вследствие чего оно может выйти из строя. Рекомендуется либо установить УЗО с более высоким номинальным током (следующая ступень — 50 А), либо защитить его дополнительным автоматом с номинальным током на ступень ниже (32 А).

Пример 3

А вот эта схема однозначно является неверной:

Схема к примеру 3

Оба УЗО с номинальным током 40 А не защищаются ни вышестоящим автоматом (50 А), ни нижестоящими (суммарные номинальные токи составляют 57 и 48 А).

Оптимальный вариант подключения УЗО

Если имеется несколько УЗО со своей группой автоматов каждое, то очень важно не смешивать провода от разных групп. Для каждой группы лучше предусмотреть свою нулевую шину — при подключении всех потребителей на общую нулевую шину возможны ложные срабатывания УЗО

Подключение с отдельными шинами отображено на следующей схеме. Также здесь показано подключение селективного УЗО.

Схема подключения УЗО

Красным цветом обозначена фаза (L), синим — нулевой проводник (N), жёлто-зелёным — заземление (РЕ).

Как видно, селективное УЗО с уставкой тока утечки 300 мА (поз. 3) подстраховывает УЗО 7 и 14 с уставкой тока утечки 30 мА и одновременно защищает цепи освещения (автоматы поз. 5, 6, 12). Защищать осветительную проводку УЗО с уставкой диф. тока 30 мА не имеет смысла, так как здесь вероятность поражения электротоком практически равна нулю.

Подразумевается, что дифференциальный автомат 13 обслуживает выделенную линию, предназначенную для подключения, например, компьютера или стиральной машины, поэтому нулевой проводник от него проложен прямо к нагрузке, а не к нулевой шине.

Дополнительные нулевые шины обозначены поз. 11 и 18. К первой подключены группы розеток 2, 3, 4 и от неё прокладывается провод к УЗО 7; ко второй — группы розеток 5, 6, 7, сама же шина подключается к УЗО 14.

Заметим, что данная схема имеет тот же недостаток, что и приведённая в примере №2: номинальный ток вводного автомата (поз. 1) является таким же, как и УЗО поз.7 и 14 — 40 А, в то время как суммарный номинальный ток подключённых к каждому из этих УЗО автоматов составляет 3х16 = 48 А. Для большей надёжности следовало бы установить УЗО, рассчитанное на более высокий номинальный ток.

При подключении УЗО на группу автоматов выявить место утечки достаточно просто. К примеру, сработало УЗО поз. 7. Нужно отключить автоматы поз. 8, 9 и 10, затем включить УЗО и по одному включать упомянутые автоматы. Как только будет включён автомат цепи с утечкой, УЗО тут же отключится.

От того, правильно ли вы выбрали и установили УЗО, зависит, сумеет ли оно спасти вашу жизнь в случае внештатной ситуации. Поэтому к данному вопросу следует подходить со всей обстоятельностью. Изложенные в нашей статье рекомендации помогут избежать ошибок, которые могли бы стать фатальными.

Основные характеристики устройства

Итак, среди наиболее важных технических характеристик, на которые нужно опираться при выборе УЗО для квартиры и частного дома, выделяют:

• Номинальное напряжение сети: 220 В (однофазная) либо 380 В (трехфазная).
• Количество полюсов: двухполюсный (если 1 фаза) и четырехполюсный (если 3 фазы).
• Номинальный ток нагрузки может составлять 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 63А, 80А, 100А.
• Номинальный отключающий дифференциальный ток (утечка) 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.
• Номинальный условный ток короткого замыкания – варьируется от 3 кА до 15 кА. Простыми словами данная величина показывает надежность УЗО и его устойчивость при возникновении КЗ. На передней панели значение отображается в прямоугольнике в амперах, либо после символа «Inc».
• Коммутационная способность (обозначение «Im») – представляет собой максимальное значение, при котором изделие способно нормально среагировать. Должно составлять не меньше, чем 10 значений номинальной нагрузки, либо не менее 500 А (современный изделия имеют коммутационную способность от 1000 до 1500 А).
• Принцип работы: AC – срабатывание при переменном токе, A – переменный + постоянный пульсирующий, B – постоянный + переменный, S – присутствует выдержка времени перед срабатыванием, G – также присутствует выдержка, но ее время меньше.
• Конструкция: электронный (работает от сети) либо электромеханический (не требует питания). Чем отличается электронное УЗО от электромеханического, мы рассказывали в отдельной статье.

Существующие характеристики мы Вам предоставили, теперь подробно рассмотрим, как их нужно учитывать, чтобы правильно выбрать УЗО по мощности (в этом случае амперажу), току утечки и другим параметрам.

Советуем просмотреть подборку видео уроков, в которых более подробно рассмотрена процедура расчета УЗО, а также стратегия по выбору подходящей модели на примере таблиц:

Часть 1

Часть 2

Часть 3

Схема подключения УЗО

Питание (электричество) можно подавать, как на нижние, так и на верхние контакты УЗО – это утверждение относится ко всем ведущим производителям электромеханических УЗО.

Пример из инструкции для УЗО ABB F200

Я разделяю схемы подключения УЗО на 2 вида:

1. 1. Это стандартная схема подключения, одно УЗО один автомат. Помним, что УЗО выбирается с номинальным током на ступень выше, чем автомат? Если автомат у нас на кабельной линии 25А, то УЗО следует выбрать на 40А. Ниже показан пример схемы подключения УЗО для электроплиты (варочной поверхности).

Но, если у нас квартира или частный дом, где кабельных линий штук 20-30, то щиток у нас по первой схеме подключения будет огромных размеров, да и стоимость его выйдет, как бюджетная иномарка)). Поэтому производителями допускается установка одного УЗО на группу автоматов. Т.е. одно УЗО на несколько автоматов

Но здесь важно соблюдать следующее правило, сумма номинальных токов автоматов не должна превышать номинальный ток УЗО. Если у нас УЗО на три автомата, например автомат 6 А (освещение) + 16 А (розетки в комнате)+16 А (кондиционер) = 38 А

В этом случае мы может выбрать УЗО на 40 А. Но не стоит «навешивать» на УЗО более 5 автоматов, т.к. любая линия имеет естественные утечки тока (соединения кабелей, сопротивления контактов автоматов, розетки и т.д.) в итоге получите сумму утечек, которая превышает ток отключения УЗО, и оно у вас будет периодически срабатывать без видимой на то причины. Или если установить перед УЗО автомат с меньшим номинальным током, то можно “цеплять” к УЗО автоматы, не задумываясь об их номинальных токах, но, конечно, помним, что более 5-ти автоматов подсоединять к УЗО не следует, т.к. сумма естественных утечек тока в кабелях и приборах будет высока, и близка к уставке УЗО. Что приведет к ложным срабатываниям. Из данной схемы видно, что сумма номинальных токов отходящих автоматов 16+16+16=48 А, а УЗО у нас на 40А, но перед УЗО у нас стоит автомат на 25А и в этом случае УЗО у нас защищено от сверхтоков. Данная схема позаимствована из статьи, где я менял автоматы и УЗО в квартирном щитке.

Схема подключения трехфазного электродвигателя через УЗО

Собственно ничего сложного в этом нет, для корректной работы трехфазного УЗО нулевой проводник мы подключаем на нулевую клемму УЗО со стороны питания, а со стороны двигателя она остается пустая.

УЗО следует проверять не реже, чем 1 раз в месяц. Делается это достаточно просто, достаточно нажать на кнопку “ТЕСТ”, которая есть на любом УЗО.

УЗО обязано отключиться, делать это следует при снятой нагрузке, когда выключены телевизоры, компьютеры, стиральная машинка и т.д., чтобы лишний раз не “дергать” чувствительное оборудование”.

Мне нравятся УЗО АББ, у которых как и у выключателей АББ серии S200, есть индикация включенного (красный цвет) или отключенного (зеленый цвет) положения.

Также, как у выключателей ABB S200, есть по два контакта на каждом полюсе сверху и снизу.

Спасибо за внимание

Расшифровка маркировки

Маркировка наносится на корпус УЗО, что делает выбор нужной модели более удобным и легким. В первую очередь, указывается производитель, но там есть и другая важная информация:

• «УЗО» или «ВД» — означает, что это устройство защитного отключения;
• 16А – максимальный ток, на который рассчитаны контакты изделия и другие внутренние элементы;
• In 30mA – ток утечки, при котором сработает УЗО;
• 230В и 50Гц – напряжение и частота, при которых работает агрегат;
• S — УЗО селективное;
• знак «~» — это означает, что устройство срабатывает на утечки переменного тока.

Кроме того, имеются надписи около каждого контакта для правильного подключения УЗО:

• N (сверху) – на этот контакт заводится приходящий нулевой проводник;
• 1(сверху) – сюда подсоединяется приходящий фазный проводник;
• 2 (снизу) – в это место подсоединяется фазный проводник, отходящий на нагрузку;
• N (снизу) или отсутствие буквы – подключается нулевой проводник, отходящий на нагрузку.

Чтобы выбрать УЗО, которое идеально подойдет именно для вашей электросети, необходимо детально разобраться в маркировке, пусть эта задача весьма кропотлива и утомительна.

Проверка работоспособности

На всех современных УЗО имеется кнопка с надписью «TEST» (проверка). При нажатии на неё подаётся ток в специальный проверочный провод, вследствие чего УЗО, если оно работоспособно, должно отключиться. Но нужно учитывать два важных момента:

Кнопка «ТЕСТ»

1. Отключение УЗО при нажатии кнопки «TEST» свидетельствует лишь о целостности внутренних цепей, но данный факт не является гарантией того, что характеристики прибора (отключающий ток утечки и время срабатывания) соответствуют нормативным требованиям. Поэтому не теряйте бдительности и если вы приобретаете УЗО в небольшом магазине или на рынке, попросите показать сертификат.
2. Точно так же срабатывание уже установленного на место выключателя при нажатии данной кнопки не говорит о том, что он подключён правильно. Вполне вероятно, что по нажатию кнопки «TEST» прибор отключаться будет, а реальную утечку тока из-за ошибки в подключении проигнорирует.

Если вы хотите проверить работоспособность УЗО по-настоящему, нужно пригласить профессионального электрика и попросить его выполнить пробную утечку тока

Специально обращаем внимание читателя на то, что данную операцию должен выполнять специалист

Особенности эксплуатации: Раз в месяц УЗО рекомендуется проверять при помощи кнопки «TEST».

Расчет мощности для УЗО

Каждый отдельный прибор имеет свою пороговую токовую нагрузку, при котором он будет нормально работать и не перегорит. Естественно она должна быть выше, чем совокупная токовая нагрузка всех приборов, подключенных к УЗО. Существует три типа схем подключения УЗО, для каждой из которых расчет мощности прибора свой:

• Простая одноуровневая схема с одним прибором защиты.
• Одноуровневая схема с несколькими приборами защиты.
• Двухуровневая схема защиты отключения.

Рассчитываем мощность для простой одноуровневой схемы

Простая одноуровневая схема характеризуется наличием одного УЗО, который устанавливается после счетчика. Его номинальная токовая нагрузка должна быть выше, чем суммарная токовая нагрузка всех потребителей, подключенных к нему. Предположим в квартире установлен бойлер мощностью 1.6 кВт, стиральная машина на 2.3 кВт, несколько лампочек суммарно 0.5 кВт и другие электроприборы на 2.5 кВт. Тогда расчет токовой нагрузки будет следующим:

(1600+2300+500+2500)/220 = 31.3 А

Значит для данной квартиры необходимо будет устройство с токовой нагрузкой не ниже 31.3 А. Ближайшее УЗО по мощности на 32 А. Его хватит даже если все бытовые приборы будут включены одновременно.

Одним из таких подходящих приборов является УЗО ЭРА NO-902-126 ВД63, рассчитанный на номинальный ток в 32 А и ток утечки в 30 мА.

Рассчитываем мощность для одноуровневой схемы с несколькими приборами защиты

Такая разветвленная одноуровневая схема предполагает наличие дополнительной шины в устройстве счетчика, от которой отходят провода, формирующиеся в отдельные группы для отдельных УЗО. Благодаря этому можно установить несколько приборов на разные группы потребителей или на разные фазы (при трехфазном подключении сети). Обычно отдельное УЗО устанавливается на стиральную машину, а остальные приборы монтируются для потребителей, которые формируются в группы. Предположим вы решили установить УЗО для стиральной машины мощностью 2.3 кВт, отдельный прибор для бойлера мощностью 1.6 кВт и дополнительное УЗО для остального оборудования суммарной мощностью 3 кВт. Тогда расчеты будут следующими:

• Для стиральной машины — 2300/220 = 10.5 А
• Для бойлера — 1600/220 = 7.3 А
• Для остального оборудования — 3000/220 = 13.6 А

Учитывая расчеты для данной разветвленной одноуровневой схемы потребуется три прибора мощностью 8, 13 и 16 А. В большинстве своем такие схемы подключения применимы для квартир, гаражей, временных построек и т.д.

Кстати, если не хотите особо заморачиваться с монтажом подобной схемы, то обратите внимание на переносные УЗО-адаптеры, которые можно быстро переключать между розетками. Они рассчитаны на один электроприбор

Рассчитываем мощность для двухуровневой схемы

Принцип расчета мощности устройства защитного отключения в двухуровневой схеме такой же, как и в одноуровневой, с единственной разницей в наличии дополнительного УЗО, расположенного на вводе в квартиру, до счетчика. Его номинальная токовая нагрузка должна соответствовать суммарной токовой нагрузке всех приборов в квартире включая счетчик. Отметим наиболее распространенные показатели УЗО по токовой нагрузке: 4 А, 5 А, 6 А, 8 А, 10 А, 13 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и т.д.

УЗО на вводе защитит квартиру от возникновения пожара, а приборы, установленные на отдельные группы потребителей, защитят человека от поражения электрическим током. Данная схема наиболее удобная в плане ремонта электропроводки, так как позволяет отключать отдельный участок без отключения всего дома. Также, если нужен будет ремонт кабельных систем на предприятии, не придется отключать все офисные помещения, а значит не будет массовых простоев в работе. Единственным минусом являются немалые затраты на установку УЗО (зависит от количества приборов).

Если вам необходимо выбрать УЗО на группу автоматов для однофазной сети, то можем посоветовать модель ЭРА NO-902-129 ВД63 с номинальной токовой нагрузкой в 63 А — этого с головой хватит на все электроприборы в доме.