Подключение узо в однофазной сети: правильное подключение УЗО дома, в квартире

Подключение УЗО к однофазной сети с заземлением: схема, рекомендации, принцип работы

Защита электрической сети и организма пользователя — необходимое требование при использовании электрических цепей. В качестве защитных приборов применяются различного вида устройства, такие как УЗО (устройство защитного отключения), дифавтоматы, выключатели, кроме этого, важным элементом является и наличие заземления. Подключение УЗО к однофазной сети с заземлением практически полностью обезопасит потребителя от поражения электрическим током и увеличит безопасность электросети в целом.

• Назначение заземления
• Принцип работы устройства защиты
  • Конструктивные особенности
  • Характеристики УЗО
• Подключение к линии электропередачи
• Схема включения

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.

Заземление предназначено для соединения металлических частей электроприборов со специально выполненным контуром, зарытым в земле.

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.

Принцип работы устройства защиты

Благодаря появлению системы TN-S было разработано устройство, получившее широкое применение для защиты организма от пагубного воздействия электрического тока. Первые приборы были представлены компанией из Германии RWE.

УЗО при работе используется совместно с другим немаловажным устройством защиты, таким как автоматический выключатель, который предназначен для защиты электропроводки от возгорания и отгорания контактных частей системы.

При высоком значении тока, проходящего через УЗО, устройство не сработает, а само выйдет из строя.

Поэтому оно не сможет заменить автоматический выключатель и предназначено для использования с ним в комплексе. Существуют различные виды монтажа УЗО. Наибольшее распространение получило расположение устройства защиты на din-рейке в щитовой. Для этого прибор в своей конструкции имеет защёлку. А также существуют модели, включающиеся напрямую в розетку. Располагаться прибор защиты, независимо от способа монтажа, должен всегда перед защищаемым электроприбором.

Корпус УЗО, предназначенный для размещения на din-рейке, выполняется из диэлектрического многокомпонентного пластика и конструктивно мало чем отличается от других устройств защиты. Главные отличия от автоматического выключателя — в размещении клавиши включения и наличии кнопки тестирования устройства. При этом существует и прибор, похожий по виду и назначению, — дифференциальный автомат. Такой прибор объединяет под своим корпусом и УЗО, и автоматический выключатель. Визуально различить их можно по габаритам: устройство защитного отключения имеет меньшие размеры.

Конструктивные особенности

Его работа основывается на первом законе Киргхофа, который гласит: сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла. Таким образом, значение тока, текущего через прибор защиты по фазовому проводу, должно совпадать с его значением, текущим по нулевому проводнику.

Исходя из этого, устройство проводит анализ величины тока в проводах, подключённых к нему, и в случае появления разницы в величинах отключает подачу электроэнергии. В состав конструкции УЗО входят следующие основные элементы:

• контактные клеммы;
• клавиша включения;
• электромеханическое реле или электронная схема;
• трансформатор;
• цепь тестирования.

Основным элементом устройства является трансформатор тороидального типа с двумя обмотками. Протекая по цепи в прямом и обратном направлении, ток создаёт в каждой обмотке свой переменный магнитный поток. Величина этих магнитных потоков равна по величине, но различна по направлению. В результате чего результирующее магнитное поле равно нулю.

Если на электрической линии происходит нарушение изоляционного слоя или на корпусе электроприбора появляется разность потенциалов, то в этих местах при взаимодействии с внешними проводящими элементами возникает ток утечки. Для этого проводящие элементы должны создать свой замкнутый контур прохождения тока. В результате часть тока отбирается новым контуром и нарушается уравновешенность магнитных полей в трансформаторе. Во вторичной обмотке возникает электродвижущая сила (ЭДС), что приводит к срабатыванию реле, размыкающего электрическую линию.

Характеристики УЗО

Из всех характеристик в первую очередь обращается внимание на мощность и рабочий ток утечки. Для вводного устройства выбирается ток утечки на 300 мА, а рассчитанный для отдельных приборов — 10−30 мА. Мощность УЗО выбирается на 10−15 процентов больше, чем суммарное её потребление нагрузкой.

1. Рабочее напряжение. Действующее значение напряжения, при котором гарантируется работоспособность УЗО.
2. Рабочий ток нагрузки. Величина тока, пропускаемая УЗО без изменения своих параметров.
3. Рабочий отключающий дифференциальный ток. Величина тока, приводящая к отключению.
4. Температурный диапазон работы. Указывает значения, при котором обеспечиваются рабочие характеристики прибора.
5. Время отключения УЗО. Это время, которое пройдёт до момента разрыва электрической линии при возникновении аварийной ситуации.
6. Количество полюсов. Полюс — это контакт, к которому подключается один провод линии электропередач. Их количество зависит от типа сети. Устройство может содержать от одного до четырёх полюсов.
7. Тип защиты. Зависит от формы дифференциального тока.
8. Тип работы. Существует электромеханический тип и электронный.

Подключение к линии электропередачи

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ) указано, что подключение УЗО без линии заземления нежелательно. Но не везде предусмотрено и есть возможность организовать заземление. Отвечая на вопрос, как подключить УЗО в квартире без заземления, необходимо рассмотреть два возможных случая при установке устройства защиты:

1. Устройство защиты установлено, но заземления в квартире нет. В таком случае при возникновении пробоя на корпус и появления на нём разницы потенциалов УЗО не сможет обнаружить аварийность ситуации, пока не возникнет контур для тока утечки. Это может произойти, когда человек притронется к прибору с неисправностью и предмету, связанному с контуром земли. Например, труб водоснабжения; или попросту будет стоять на полу с недостаточной изоляцией от земли. Только в этом случае возникнет утечка тока, и прибор защиты сработает, при этом кратковременно человек почувствует удар током, впрочем, не причиняющий здоровью ущерб.
2. Устройство защиты установлено, заземление присутствует. Это наиболее благоприятный способ организации защиты, позволяющий сразу отключить проблемный участок в цепи, не дожидаясь на него воздействия. В момент пробоя на корпус, непосредственно связанного с землёй, сразу появляется ток утечки, фиксирующийся прибором защиты. Величина тока, при котором прибор сработает, зависит от его значения номинального дифференциального тока. Этот ток УЗО может быть следующего значения: 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.

Таким образом, подключение УЗО к однофазной сети без заземления так же возможно, как и с ним. При этом будет использоваться для учёта прибором контур фаза-нуль.

Схема включения

Способ размещения УЗО в щитке строго вертикальный. Неподвижная часть рычага управления должна быть сверху, то есть включение устройства происходит переключением рычага снизу вверх. Устройство размещается в местах, обеспечивающих к ним свободный доступ, исключая возможность механического повреждения.

Существуют два способа подключения устройства: селективный и неселективный.

В первом случае используется несколько приборов защиты, к каждому из которых подключается своя линия с защищаемой нагрузкой. Во втором случае устанавливается одно устройство защитного отключения на всю квартиру.

Провод подсоединяется в разрыв электрической линии к клеммам колодок, выполненных под винтовой зажим. По принятому стандарту, входящие провода подключаются к верхним зажимам, а идущие к нагрузке — заводятся снизу.

При подключении устройства придерживаются следующей схемы:

1. Устройство надёжно закрепляется на din-рейку с использованием фиксатора-защёлки.
2. В качестве вводного автомата используется дифференциальное устройство. Освобождённые от изоляции провода вставляются в винтовые зажимы прибора и прикручиваются винтом. Фаза и нуль заводятся на клеммы дифференциального автомата, а заземление подключается на отдельную шину. Шина выглядит в виде рейки, выполненной из проводника с рядом зажимов для разветвления проводов.
3. С выхода дифференциального устройства фазовый провод заходит на однополюсные автоматические выключатели, установленные на каждую электрическую группу. Земляной проводник подключается к общей шине.
4. Затем провода с выхода автоматического выключателя подключаются к УЗО. Фазовый провод к входу L, а нулевой — к входной клемме N.
5. После чего от выходов УЗО и земляной колодки напрямую прокладывается линия до защищаемых розеток в каждую комнату.
6. В комнате производится подключение всех трёх проводов к применяемой электрической фурнитуре.

По завершении работ проверяется работоспособность устройства.

Для этого на нём нажимается кнопка «тест», симулирующая неисправность в линии. Если стоит вопрос, как подключить УЗО без заземления, то схема не изменится. При использовании локальных УЗО, предназначенных для установки в розетку, всё ещё проще: понадобится только включить устройство в розетку, а к нему уже подключить электроприбор.

Способы подключения УЗО к однофазной сети без заземления

Однофазная сеть без земли представляет собой электропитание объекта от двухпроводной сети, где имеется фаза (буквенная маркировка L) и ноль (буквенная маркировка N). Но и она в целях электробезопасности требует дополнительной защиты. Для этого ставят устройство защитного отключения (УЗО). Конструкцией такого устройства не предусмотрено подключения к заземляющему устройству, поэтому его можно ставить в электросеть.

УЗО сравнивает ток, проходящий через провода  фазовые и нулевые, и при отклонении параметров от необходимых значений, размыкаются контакты. Подача тока прекращается. УЗО предотвращает утечку тока в электрической цепи, но не защищает от короткого замыкания (КЗ) и скачков напряжения. Поэтому одновременно с его установкой в электрическую цепь необходимо установить выключатель автоматический, который предотвратит эти факторы, тем самым обезопасив человека и объект от негативного воздействия электрического тока на человека и живые существа. Особенно это актуально для объектов со устаревшей проводкой, когда не предусматривалась установка  защитного заземления.

Две схемы подключения

Выполнить такое подключение УЗО к сети однофазной без заземляющего устройства, можно 2 основными способами:

Различие в защите – при установке только на входе защищается вся проводка объекта, во втором случае еще и каждая линия.

Схема в первом случае будет выглядеть таким образом:

Как видно из схемы устанавливается только одно УЗО и оно при неполадках в электрической сети отключит питание на весь объект, что вызывает значительные неудобства. Трудно отыскать сразу причину возникновения повреждения, при  этом все электрические приборы и бытовая техника перестанут работать.

Схема во втором случае выглядит так:

Преимущество такой установки нескольких УЗО очевидно – отключается только та линия, на которой произошло повреждение, а все остальные линии будут работать. УЗО, установленное на входе будет служить подстраховкой в случае, не срабатывания УЗО, установленного на любой из отходящих линий, т. е. если оно по какой-либо причине не среагирует на ток утечки.

Основное различие в схемах заключается не только в принципе срабатывания, но и в стоимости. Вторая схема обойдется гораздо дороже, но ее эффективность срабатывания намного лучше и позволяет быстро отыскать неполадку.

Этапы установки

Все работы сводятся к выполнению следующих действий:

• отключается вводной автомат на объект;

• закрепляется на дин-рейке УЗО с помощью имеющихся на нем защелок;

• подводится провод питания только к верхней клемме;

• подводится провод, идущий к нагрузке обязательно к нижней клемме;

• подводится фаза с УЗО к автомату/автоматам, стоящим на  отходящей линии/линий;

• подсоединяется нулевой контакт к нулевой шине;

• проверяется эффективность подсоединения.

Проверка эффективности подсоединения выполняется с помощью кнопки ТЕСТ, имеющейся на  передней панели корпуса УЗО

Она имитирует ток утечки таким образом — с фазного провода ток подается на сопротивление, а с него на нулевой провод, минуя трансформатор. Ток становится меньше на выходе и сработает механизм отключения.

Если он не срабатывает, то УЗО установлено не верно

Что нужно знать о подключении в частных домах и дачах?

На таких объектах используются УЗО имеющими ток отсечки, лежащим в пределах 10 ÷ 300 мА. На входе устанавливают устройство с током отсечки 300 мА, на отходящих линиях -30 ÷ 50 мА, а там где имеются высокочувствительные электрические изделия — 10 мА. УЗО на 300 мА не допускает возгорания, т.е. выполняет противопожарные функции, а меньшего номинала – реагируют на КЗ и токовые утечки.

УЗО с током отсечки 10 мА ставится обычно в помещения с повышенной опасностью — ванных и детских комнатах. Все соединения должны выполняться медным проводом, имеющим сечение не менее 2,5 мм2.

Важно! При соединении необходимо использовать только те схемы подключения, которые  нанесенных на корпусе УЗО!

Грамотно выполненный электромонтаж и установка УЗО в однофазной сети без заземления в электрический щиток – гарантия безопасного пользования электросетями. Правильно подобрать и грамотно установить электротехническое изделие могут только специалисты-электрики и те владельцы частной собственности, которые разбираются в нюансах монтажа, имеющие соответствующий инструмент.

Однофазное электричество — Инженерное мышление

Однофазное электричество. В этом уроке мы рассмотрим типичное однофазное электроснабжение дома. Мы рассмотрим распределительные кабели и трансформатор, фазу, нейтраль и землю. Главный предохранитель, Электросчетчик, Разъединитель, Потребительский блок, а также УЗО и автоматические выключатели.

Прокрутите вниз, чтобы посмотреть обучающее видео на YouTube об однофазном электричестве.

Однофазный источник питания является общей конструкцией, используемой в Великобритании, Европе, Индии, Австралии, Новой Зеландии и т. д., есть небольшие различия, и компоненты могут выглядеть немного по-разному в разных странах, но в целом они очень похожи.

Тем не менее, Северная Америка немного отличается, потому что они используют два напряжения (120/240 В) в домашних условиях, поэтому мы подробно рассмотрим это в отдельном руководстве, но вы все равно можете следовать и понимать основы.

Для этого я буду использовать европейские цветовые коды. видео, которые могут отличаться от ваших местных правил. Помните, что электричество опасны и могут привести к летальному исходу, вы должны быть квалифицированы и компетентны для выполнения электрические работы.

Электроэнергия вырабатывается далеко на электростанции, она покидает электростанцию, а напряжение повышается в повышающем трансформаторе, где затем распределяется по линиям электропередачи на большие расстояния. Мы генерируем и распределяем переменный ток переменного тока, поскольку он более экономичен и удобен, чем постоянный ток. Как только он достигнет города, напряжение будет снижено в понижающем трансформаторе подстанции. Если вы хотите узнать, как работают трансформаторы, мы рассказали об этом в этой статье здесь.

С подстанции электричество будет либо распространяется локально по воздушным или подземным кабелям.

В зависимости от местного исполнения и используемых напряжений дом может быть подключен непосредственно к небольшому трансформатору, расположенному рядом с недвижимость, или, как вариант, группа домов будет иметь общий трансформатор большего размера.

Электричество распределено по трем фазам, но имущество подключено к одной фазе

Электричество распределено по трем фазам, но в данном случае мы рассматриваем однофазную установку, что означает, что имущество подключено только к одной из трех фаз и нейтральный.

Как работает трехфазное электричество? Узнайте здесь

Каждый дом на улице может быть поочередно подключен к разным фазам, или разные улицы могут быть подключены к разным фазам. Это просто попытка сбалансировать нагрузку на трансформатор.

Служебный кабель меньшего размера отходит от распределительного кабеля и будет кормить имущество. Этот служебный кабель снова будет надземным или под землей в зависимости от местной установки.

Примечание. Сноп следует писать как оболочка 9.0002 Сервисный кабель содержит фазный и нулевой провода, также в большинстве случаев вокруг кабеля имеется металлическая защитная оболочка, особенно если он закопан в землю.

Входит сервисный кабель, проход фазы и нейтрали через сервисную головку, в счетчик, а затем в потребительский блок.

Электричество пойдет от фазы, проход через главный предохранитель, затем через счетчик и в блок потребителя.

Сервисная головка или вырез удерживает главный предохранитель или сервисный предохранитель. Этот предохранитель обеспечивает защиту имущества и гарантирует, что только установленное количество тока может протекать в имущество. Например, в Великобритании предохранители обычно имеют номинал от 60 до 100 ампер. Электрораспределительная компания также может удалить этот предохранитель, чтобы изолировать имущество, и сделает это, например, для замены счетчика. Обычно этот предохранитель и сервисная головка принадлежат электроэнергетической компании, и владельцу не разрешается снимать или заменять их.

Затем фаза и нейтраль поступают на счетчик электроэнергии, который определяет количество потребляемой энергии. В старых объектах этот метр может быть механическим, цифровым или даже цифровым интеллектуальным счетчиком. Много вариантов дизайна для них.

Фаза и нейтраль отходят от счетчика электроэнергии и введите потребительский блок или плату предохранителей. Он различается по размеру в зависимости от размер собственности и сколько цепи есть.

Внутри потребительского блока сначала находится главный выключатель или главный двухполюсный выключатель. Это контролирует подачу электроэнергии к остальной части потребительского блока и всем его цепям, питающим собственность. Этот переключатель переключается вручную, чтобы отключить питание. Этот выключатель одновременно отключает и фазу, и нейтраль. Кабели обычно входят в главный выключатель через верхние клеммы. Внизу находим нейтральный провод, который подключается к нейтральному блоку. Мы можем найти один или несколько фазных проводов, выходящих из нижней части главного выключателя для питания УЗО, если УЗО не используются, то шина будет питать автоматические выключатели, и мы вскоре рассмотрим это.

Фаза снова попадает на УЗО или УЗО обычно вход через вершину. Этот выключатель RCD постоянно контролирует электрический ток. Он проверяет, равен ли ток в фазной линии ток в нейтральной линии, если это не так, то есть электрическая неисправность и устройство быстро и автоматически отключит питание всего прошлого Переключатель. Обычно УЗО разрывает цепь, если измеряет разницу 30 миллиампер, так как все, что выше этого, опасно для человека. Например, если вы прикоснетесь к проводу под напряжением, и электричество пройдет через вас на землю, то ток обходит нейтральный провод, поэтому фазный и нейтральный токи не будет равным, и УЗО разорвет цепь, чтобы уменьшить риск поражение электрическим током или смерть.

В настоящее время все чаще используется два или более УЗО в потребительском блоке. В таком случае УЗО отключит питание только цепей, подключенных непосредственно после него, поэтому другое УЗО все еще будет под напряжением, и только некоторые части дома потеряют питание. УЗО сработает, если посчитает, что ток небезопасен даже на долю секунды. Его необходимо сбросить вручную, чтобы восстановить питание, но сначала вы должны найти и удалить неисправный прибор или приспособление.

Снизу УЗО имеем шину. это всего лишь некоторые проводящий металл, по которому течет электричество и соединяется с каждым из MCB, что просто упрощает установку, чем наличие большого количества кабелей.

Автоматический выключатель или автоматический выключатель управляет отдельными схемы меньшего размера. Например, подключенный к одному RCD, возможно, у нас будет один MCB для освещение внизу, другое для освещения наверху и одно для кухни штепсельные розетки. На другом УЗО может быть один для освещения лестничной клетки, один для освещения наверху и один для штепсельных розеток внизу. Эти выключатели быстро и автоматически сработают, чтобы отключить питание, но их необходимо сброс вручную для восстановления питания.

MCB защищает цепи двумя способами: от перегрузки и короткого замыкания. MCB рассчитан на определенный ток, проходящий через него, например, 32 ампера для штепсельных розеток. Если это значение будет превышено в этой цепи, например, из-за постепенного включения слишком большого количества устройств, MCB сработает и отключит питание для своей защиты.

Другая защита, которую он предлагает, это защита от короткого замыкания. В случае короткого замыкания, например, под напряжением касается нейтрали, тогда цепь обойдена, и произойдет большое и мгновенное увеличение текущий. Это создаст магнитное поле внутри MCB, которое отключит сила защитить себя.

Фаза выходит через верхнюю часть MCB и будет течь по схеме например через какие-то лампы. Затем он возвращается через нейтральный кабель и в нейтральный блок. Все схемы делают это с фазой выходя из автоматического выключателя и направляясь вокруг собственности и нейтральные линии возвращаются и встречаются в нейтральном блоке.

Затем нейтральный блок подключается к УЗО, которое проверяет, равен ли вытекающий ток обратному току.

Затем нейтраль течет от УЗО к главной нейтрали блок и оттуда обратно к главному выключателю, который подключен к электросчетчик и сервисная зав.

Таким образом, электроэнергия может течь от основной распределительной фазной линии вверх через сервисную головку и главный предохранитель. Затем он проходит через электросчетчик и поступает в главный выключатель потребительского блока.

От главного выключателя протекает через УЗО, по шине стержня и в MCB

Затем он течет вверх по отдельным цепям MCB. затем электричество может вернуться по нейтральным проводам к нейтральным блокам, течет через УЗО и в главный блок, обратно в главный выключатель затем электросчетчик, затем через сервисную головку и предохранитель и обратно в нейтральная линия главных распределительных кабелей.

Возможно, вы заметили, что есть еще несколько кабелей с зеленые и желтые полосы. Они называются заземляющими кабелями.

Этот заземляющий кабель обычно проходит вместе с фазным и нейтральные провода в светильники, такие как выключатели света и штепсельные розетки. Некоторый приборы также будут использовать заземляющий провод для дополнительной защиты, как правило, если Устройство использует металлический корпус. Заземляющие провода будут подключаться от этих светильников к нейтральный блок внутри потребительского блока.

Все кабели заземления для каждой цепи затем подключаются к блок заземления в агрегате.

Затем от этого заземления будет подсоединен другой кабель заземления. блок в потребительском блоке к главной клемме защитного заземления, которая обычно рядом со счетчиком электроэнергии.