Уже много лет прекрасно используется всеми известное защитное устройство УЗО (устройство защитного отключения). Такое устройство обеспечивает надежную защиту по электробезопасности частных домов и квартир от утечек тока.
Свою функцию устройство выполняет только тогда, когда используется заземляющий проводник. Если его нет, то использование такого устройства теряет какой-либо смысл. Без заземления устройство защитного отключения не ощутит утечку тока на корпус какого-нибудь электроприбора при поломки и тем самым не отключится и не прекратит подачу напряжения в линии.
Устанавливаются они, как на вводе в дом или квартиру, так и на отдельные линии отведенного участка электрической сети, если это требуется.
Так как они устанавливаются в 1-но фазных и 3-х фазных сетях, конструктивно они отличаются количеством полюсов присоединения проводов.
Устройство защитного отключения защитит вашу электропроводку от токов утечки, но никак не защитит от перегрузки в сети и короткого замыкания (КЗ). Поэтому предусматривается совместное использование устройства с автоматическим выключателем.
Ниже вы увидите схемы подключения устройств защитного отключения в однофазной и трехфазной цепи в системе TN – С и TN – С – S.
Содержание статьи
Схема подключения УЗО в однофазной сети без заземления
Ниже вы видите схемы по системе TN – C. Такая схема подсоединения сегодня не актуальна, так как не используется защитный проводник.
Существуют два способа эксплуатации сетей без заземления. Это способ с единой сетью и из нескольких подсетей.
В чем разница?
С единой сетью используется только один аппарат УЗО, а с подсетями устанавливают столько устройств, сколько предусматривается веток (линий).
Защитное устройство с единой сетью подбирается с учетом общей потребляемой мощности в квартире, доме. Определяют номинал и ток отсечки устройства.
Такую схему можно применять там, где используются минимальное подключение электроприборов к сети.
В случае, когда нужно использовать способ из нескольких подсетей, то используется общее защитное устройство, а от него на каждую ветку (линию) устанавливаются дополнительные аппараты защитного отключения и затем автоматические выключатели (АВ).
Автоматические выключатели 1 и 2 (смотрите схему выше) можно не использовать. Такие АВ используются в особых случаях.
В итоге получается: напряжение подается на вводной АВ, проходит через счетчик, далее фаза с нулем подключается к общему УЗО с током отсечки 100 – 300 mA, после фаза распределяется по группам на автомат 1 и 2, после чего фаза подключается к групповым защитным аппаратам с отсечкой 30mA, а после них к автоматическим выключателям, которые защищают от КЗ и перегрузки каждую линию – освещения, розетки и другие линии, которые используются в квартире или доме.
С помощью такого подключения мы сделали двойную защиту: пожарную – с помощью общего защитного устройства и от прикосновения – групповых защитных устройств.
Вывод
Если сравнить первый способ и второй способ подключения, то с уверенностью можно сказать, что второй способ более надежный с точки зрения пожарной опасности и поражения человека электрическим током.
Стоит понимать, что подключения УЗО в однофазной сети без заземления не дает 100% гарантии безопасности.
Подключение в однофазной сети с заземлением – схема
На самом деле в 1-но фазной сети монтаж электропроводки нужно проводить трехжильным проводом: фаза, нуль и заземление.
Такой монтаж при дальнейшей эксплуатации электроприборов дает надежную защиту от поражения человека электротоком и пожара в помещении. УЗО при таком способе подключения работает более эффективнее чем без заземления.
Обратите внимание – некоторые устройства защитного отключения имеют нулевую клемму слева, а не справа. Пример показан с УЗО марки «Schneider-Electric» на картинке.
Ниже приведена правильная схема подключения по системе TN – С – S.
- Провод РЕ – заземление;
- Провод N – нуль;
- Провод L – фаза.
Преимущество такой схемы – возможность с экономить свои средства на покупке материала, здесь используется только одно устройство защитного отключения, а также простота монтажа.
Недостатком является то, что при срабатывании защитного аппарата отключается вся квартира или дом. Чтобы это избежать нужно установить групповые устройства защиты, которые были описаны в этой статье выше, но с заземлением.
УЗО в трехфазной сети – схема подключения
Принцип работы трехфазного УЗО в сети точно такой же, как и однофазного. Так как трехфазные устройства защиты выпускаются с большими токами утечки, нужно разделить 3-х фазную сеть на группы со своими однофазными или 3-х фазными (если необходимо) устройствами защиты и автоматическими выключателями.
Групповые устройства защиты устанавливают на линии, где подключаются мощные электроприборы или таких электроприборов несколько, то есть нагрузка на линию большая.
Существуют множество разнообразных схем подключения. Каждая схема разрабатывается для данного помещения индивидуально в зависимости от нужд.
В основном такие аппараты защиты применяются в частных домах, дачах. В квартирах такие устройства применение не нашли.
На картинке ниже вы увидите пример одной из большого разнообразия схем подключения трехфазной сети.
Дополнительно посмотрите видео о схемах подсоединения УЗО в трехфазной сети.
Заключение
Правильно разработанная схема подключения однофазной или трехфазной сети и грамотный монтаж электропроводки обеспечит вас надежной защитой от пожара и поражения электрическим током.
Содержание статьи:
В связи с массовым использованием электрических приборов в быту и на производстве появляется потребность в защите человека от поражения током. Трехфазное УЗО – специальное устройство, реализующее данную функцию. Указанный агрегат необходимо подключать, используя особые схемы, что будет гарантировать эффективность его работы.
Назначение и принцип действия
Трехфазное устройство защитного отключения (УЗО)
3-фазное УЗО предназначено для выравнивания тока, который проходит через фазный и нулевой провод. При отсутствии аварийных ситуаций указанные величины равны. Стабильная работа электрических приборов возможна, поскольку встречные потоки в обмотках компенсируют друг друга. При возникновении аварийных ситуаций устройство защиты производит отключение питания электроприборов. Это наблюдают при нарушении изоляции проводов, что провоцирует утечку заряженных частиц. В результате токи, проходящие по нейтрали и фазному проводу, будут иметь разные значения.
В каждом доме может случиться ситуация, когда электрический ток пробивает на корпус стиральной машины или водонагревателя. Когда потенциал станет перетекать на пол, среагирует 3-х фазный УЗО и отключит питание приборов. Поэтому при использовании данного защитного автомата, можно быть уверенным в своей безопасности.
Подключение УЗО актуально для мощных электроприборов в кухне и в ванной. На их металлическом корпусе собирается конденсат, что в комплексе образует потенциальный проводник электричества.
Хорошо, когда защитное отключение присутствует на розетках, светильниках и маломощных бытовых приборах. При возникновении аварийных ситуаций указанные потребители несут не меньшую опасность для человека.
Критерии выбора трехфазного УЗО
Принцип работы всех УЗО в трехфазной сети одинаковый, но данные устройства отличаются конструкцией и эксплуатационными характеристиками. Поэтому при покупке конкретной модели необходимо учитывать много нюансов.
Чувствительность
УЗО может работать с дополнительным источником питания или без него. В первом случае он непосредственно принимает участие в процессе размыкания электрической цепи. Наличие данного механизма повышает стоимость прибора, но и увеличивает его чувствительность.
При отсутствии дополнительного источника питания УЗО срабатывает, реагируя на дифференциал магнитного поля.
Дифференциал тока
Маркировка УЗО
УЗО, предназначенные на 3 фазы, способны регулировать значение дифференциального тока, при котором оно срабатывает. При отсутствии данной функции приборы стандартно реагируют на 5 мА. Такой показатель тока явно указывает на присутствие аварийной ситуации и на потребность в отключении подачи электричества.
Количество клемм
Для трехфазной сети обязательно покупать 4-полюсные УЗО. Они оснащаются 8 клеммами для подсоединения входных и выходных кабелей. Три пары предназначены для подключения рабочей фазы, одна – нуля.
Количество ампер
Чтобы устройство защитного отключения функционировало при любом токе, необходимо выбирать модель, где число ампер существенно выше, чем у автомата.
На рынке присутствуют универсальные модели. Они предоставляют возможность подключения нескольких сетей одновременно. Несмотря на такое преимущество, подобные агрегаты имеют много недостатков. Они менее чувствительны, характеризуются сложной схемой подключения, стоят дороже. Такие модели подойдут для предприятий, но не для частного использования.
Подготовка к подключению
Правильно выполненные подготовительные и монтажные работы обеспечат стабильное функционирование УЗО.
Схемы подключения к трехфазной сети
Схема подключения УЗО к трехфазной сети
При установке УЗО используют следующие рабочие схемы:
- Полное отключение электроцепи. Один агрегат имеет возможность обесточить всех потребителей электроэнергии при возникновении аварийной ситуации.
- Частичное отключение приборов. При появлении аварийных ситуаций обесточиваются только некоторые потребители.
Первая схема подключения используется в многоквартирных домах. Монтаж устройства осуществляется около счетчика электроэнергии. Если УЗО сработает, обесточивается целый дом.
При использовании второй схемы защитный механизм устанавливают на отрезке электрической проводки, идущей к конкретной комнате. Поскольку все приборы последовательно подключены к цепи, при срабатывании УЗО только «проблемный» потребитель отключится, а другие продолжат свое функционирование.
Второй вариант схемы может реализовываться иным способом. Точкой монтажа УЗО становится начало последовательного подключения к разводке, что позволяет реализовать селективное срабатывание агрегата на определенные группы потребителей. Также защитный механизм можно установить непосредственно перед выходным устройством.
Необходимость наличия заземления
Подключение УЗО с заземлением и без него
Старые электросети относятся к системе tn-c, где отсутствует нулевой проводник для включения заземления. В этом случае защиту необходимо предусмотреть отдельно для дома или оборудования, что обеспечивает безопасный отвод токов. При отсутствии заземления ставить 4-х полюсный УЗО запрещено.
Правильная схема подключения к электрической сети предусматривает соблюдение следующих правил:
- Заземляющая жила соединяется только с выходным кабелем. Подключение напрямую УЗО недопустимо.
- При наличии однофазной сети нельзя использовать четырехполюсное устройство.
- Подключение к сети типа Б3 запрещено.
Заземляющая жила является отдельным элементом. Отсутствие дополнительных клемм в УЗО на ее подключение только свидетельствует об этом.
Подсоединение устройства защитного отключения
Выполнить монтаж УЗО несложно, владея базовой информацией о работе электрооборудования. К каждому устройству производитель прилагает технический паспорт. В нем указываются рекомендуемые схемы подключения, которые нужно использовать во время установки.
Поиск нулевой фазы
Использование контрольной лампы для поиска нулевой фазы
Определить нулевую фазу очень просто опытным путем. Нужно взять два провода и подсоединить их к концам патрона лампочки. Ее загорание наблюдают, если она подключена к фазе. В остальных случаях ничего не произойдет.
Подключение лампочки к двум фазам одновременно разрешается осуществлять на короткий промежуток времени. Замыкать такую цепь также можно лишь на небольшой период. Иначе существует высокая вероятность срабатывания автоматического выключателя.
Подключение фазы
Если удалось найти ноль, необходимо сразу выполнить его присоединение к соответствующим клеммам. Оставшиеся три провода являются рабочими фазами. Они подсоединяются любым удобным способом, что никак не влияет на функционирование УЗО.
После завершения монтажа необходимо проверить работоспособность системы. Для этого запускается тестер, который входит в стандартную комплектацию прибора.
Подсоединение выходных устройств
Подключение нескольких розеток к одному УЗО происходит только параллельным способом. Чтобы осуществить это, каждую жилу разделяют на нужное количество проводов. Если не придерживаться такой схемы монтажа, прибор не сможет полноценно работать и срабатывать при возникновении аварийных ситуаций.
Ошибки при выполнении монтажа УЗО
Пример неправильного подключения УЗО
Чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу электросети, необходимо избегать следующих ошибок:
- Входные клеммы УЗО подключаются к сети после специального автомата. Прямое присоединение категорически запрещено.
- Необходимо правильно подключить и не перепутать нулевые и фазные контакты. Для облегчения этой задачи на корпусе устройств присутствуют специальные обозначения.
- При отсутствии заземляющего проводника категорически запрещено заменять его проводом, накинутым на водопроводную трубу или радиатор.
- При покупке устройств обращают внимание на их основные рабочие характеристики, величины токов. Если линия рассчитана на 50 А, прибор должен иметь минимум 63 А.
При выполнении монтажа крайне важно соблюдать правила электробезопасности. Перед началом установки УЗО обесточивают сеть. Перед запуском устройства проверяют правильность монтажа элементов системы.
Схема подключения УЗО к трехфазной сети
УЗО представляет собой коммутационный прибор, отключающий от электропитания сеть, либо ее участок, в случае, если дифференциальный ток превышает заданный показатель. Называть данный прибор могут 3 и более терминами: «устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным током, выключатель дифференциального тока» и так далее. Но как бы его не называли, все использующиеся сегодня в мире УЗО необходимы для выполнения 2 функций:
- защита человека от удара током вследствие прямого или непрямого касания;
- предотвращение пожара, который может случиться в результате возгорания проводки.
В большинстве развитых государств подключение УЗО к трехфазной и однофазной сети, является обязательным мероприятием.
УЗО призваны нейтрализовать токи при различных повреждениях электрических установок. Подключение УЗО в соответствии со схемой является только частью комплексных мер, но иногда кроме УЗО никакие другие средства не способны предоставить надежную защиту, к примеру, при снижении степени изоляции, маленьких показателях тока замыкания, и срыве нулевого защитного проводника.
Использование предохранителей (автоматов защиты) – вещь нужная и целесообразная, но они разъединяют цепь при коротких замыканиях либо сверхтоках, в которых значения тока более высокие, чем «необходимо» для летального исхода человеку при поражении током. Если же говорить об устройствах защитного отключения, то они устраняют даже самые маленькие по значению токи, и срабатывают буквально мгновенно – для этого им необходимы миллисекунды.
Но следует отметить, что УЗО не способны заменить автоматы, которые защищают проводку, поскольку «не видят» неисправностей, не сопровождающихся токами утечки (к примеру, в случае короткого замыкания линии и нейтрали).
Подключение – шаг за шагом
Итак, с тем, что представляет собой УЗО и для чего оно нужно, разобрались, теперь поговорим о схеме подключения 4-полюсного УЗО к 3-фазной сети с задействованием нейтрали. В большинстве случаев пользуются именно такой схемой, поэтому о ней и пойдет речь. Если сравнивать с подключением к однофазной сети, то в нашем случае все работы и монтажные мероприятия выполняются практически также, но есть важное отличие – применяется четырехполюсное УЗО, а не двухполюсное оборудование.
4 приходящих провода (которым соответствуют фазы А, В, С, а также ноль) соединяем с устройством защитного отключения аналогичным образом с схемой подключения, приведенной ниже.
Схема подключение также указана в техническом паспорте УЗО или непосредственно на корпусе изделия. Приборы различных компаний-изготовителей могут по-разному подключатся в связи с разным размещением нулевой клеммы (она может находиться с левой стороны или с правой). Подключение проводников фаз не имеет большого значения, главное – грамотное и технически правильное подсоединение соответствующих входов и выходов.
Что касается области использования, 4-полюсные 3-фазные УЗО изготовлены для противодействия большим токам утечки, и призваны быть надежной защитой проводке от пожаров и воспламенений. А вот чтобы защитить людей от ударов тока следует поставить на отходящих линиях (либо группах линий) двухполюсные однофазные УЗО, реагирующие на утечку по току 10-30 мА. Таким образом будет обеспечена не только пожарная безопасность, но и безопасность здоровья и жизни людей.
Не стоит забывать и о том, что в целях защиты нужно поставить автоматический выключатель перед каждым устройством защитного отключения.
Данная схема подключения подходит не только для защиты одной 3-фазной сети. Она также является прекрасным решением для 3 однофазных сетей. Но вы должны понимать, что в последнем случае каждый ноль отдельной сети должен подсоединяться к выходной клемме N УЗО. На приведенной схеме присутствует все вышесказанное, поэтому проблем у вас возникнуть не должно.
Электромонтаж выполняется в соответствии с привычками и познаниями электрика, однако специалисты советуют соединение нулей разных однофазных сетей осуществлять посредством нулевой шинку, установка которой выполняется легко и просто на DIN-рейке.
Подводя итоги статьи о подсоединении четырехполюсного УЗО к трехфазной сети с применением нейтрали, хотелось бы сказать, чтобы вы были внимательны на протяжении всех работ, однако особого внимания требуют 3 момента:
- правильное подсоединение нулевых и фазных проводников;
- соответствие цветовой маркировке проводов;
- выполнение рабочих мероприятий строго со схемой подключения, без внесения «личных корректировок», которые могут привести к неправильной работе УЗО.
Схема подключения трехфазного УЗО к сети
Подключение трехфазного УЗО находит широкое применение в вопросах обеспечения безопасности электрохозяйства. Четырехполюсные модули защиты от утечек предназначены для установки в распределительных сетях, на клеммы вводного устройства которых поступает три фазы напряжения. Как правило, в квартире многоэтажки система электроснабжения на 380 Вольт не находит применения, а вот в частном доме, в гараже или на даче это вполне приемлемый вариант. Устройства защитного отключения подключаются в распределительном щите вводного устройства и служат для защиты проводки от возгорания в случае возникновения утечки, порог их срабатывания рассчитан на большие токи. На практике также находит применение подсоединение трехфазного защитного устройства от утечек в цепь электродвигателя. Чтобы обезопасить человека от поражений током утечки необходимо подсоединение дополнительного устройства защиты к группам однофазной электросети, токовая уставка которых составляет порядка 10-30 мА. В этой статье будут рассмотрены различные схемы подключения трехфазного УЗО к сети 380 Вольт.Что важно знать?
Перед тем, как приступить к монтажу аппарата необходимо ознакомиться с правилами цветовой маркировки проводов. В соответствии с требованиями ПУЭ принят следующий порядок маркировки проводников по цветам:
| Назначение | Цвет | Буквенное обозначение |
| нулевой рабочий | голубой | N |
| Нулевой рабочий и защитный (совмещенный) | Голубой, на концах желто-зеленные полосы | PEN |
| Нулевой защитный | Желто-зеленый | PE |
| фаза | желтый | А |
| фаза | зеленый | В |
| фаза | красный | С |
Обзор схем
Монтаж четырехполюсного модуля УЗО построен на таком же принципе, как для двухполюсного устройства, применяемого в однофазных электросетях. Производитель прилагает к изделию паспорт, где показана наиболее часто встречающаяся схема подключения устройства защитного отключения к трехфазной сети с использованием нейтрали. Для удобства монтажа схема подключения показана на корпусе модуля и выглядит следующим образом:
Монтажная схема подключения четырехполюсного УЗО к трем фазам проста и доступна человеку, не обладающему квалификацией электромонтажника. К четырем входным клеммам аппарата подключаются 3 фазы питающей электросети 380 вольт и нулевой рабочий проводник.
Проводники, выходящие с четырех выходных клемм, подключаются к распределительной сети дома, квартиры, дачи или гаража. С учетом того, что 3 фазы (А, В, С) подают электричество на приборы, рассчитанные на 380 вольт, а каждая отдельно взятая фаза в сочетании с нулевым проводом N обеспечивает электропитанием группы однофазных потребителей 220 вольт. Трехфазную сеть 380 вольт можно подключить к электродвигателю насоса, компрессора, бетономешалки, к токарному станку или сварочному аппарату. Дальнейшее подключение к одной фазе производится через автоматические выключатели.
Для защиты от токов утечек в сети 220 вольт необходимо предусмотреть подключение однофазных УЗО или дифференциальных автоматов. Обычно эти аппараты защиты устанавливаются в местах насыщенных электроприборами, а также в помещениях с повышенным влагосодержанием: в кухне или мастерской, в бане или ванной комнате. Для удобства проведения электромонтажных работ, ремонта и обслуживания проводник нейтрали N целесообразно вывести на нулевую шину, расположенную в распределительном щите, как показано на схеме ниже:
Модуль трехфазного УЗО монтируются в щите вводного устройства на din-рейке, так же, как и автоматы, оборудован быстросъемным крепежом. Подключение происходит после счетчика. Один трехфазный аппарат защиты от токов утечек можно использовать для защиты сразу трех однофазных сетей.
Прежде чем произвести подключение в доме четырехполюсного УЗО необходимо учесть систему заземления электросети, по которой к нему поступает электроэнергия. Однофазные аппараты могут сохранять работоспособность при подключении к электросети 220 В, как с заземлением, так и без заземления. Работа трехфазного аппарата защиты от утечек разрешена только в сетях с системой tn-s, предусматривающей нулевой рабочий и нулевой защитный проводник.
Как правило, основная часть электрических сетей отечественного жилого фонда работает в устаревшей системе tn-c, в которой нет PE проводника. Работа трехфазных УЗО в системе tn-c категорически запрещена. В этом случае ПУЭ разрешает использование трехфазных аппаратов, только если предусмотрено заземление дома. Для того чтобы произвести установку этого устройства и обеспечить защиту проводки дома от возгорания, которое может произойти в результате токовой утечки, необходимо обустроить заземляющий контур, что обеспечит переход на систему tn-c-s.
Напоследок рекомендуем ознакомиться на видео еще с одной схемой монтажа УЗО на 380 В, без нулевого провода:
Вот мы и рассмотрели возможные схемы подключения трехфазного УЗО к сети. Как вы видите, подключить защитный аппарат можно различными способами, все зависит от условий применения.
Будет полезно прочитать:
Здравствуйте, уважаемые гости сайта заметки электрика.
Продолжаю серию статей о схемах подключения УЗО.
И сегодня мы с Вами разберем детально схему подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть с использованием нейтрали.
Данная схема является также самой распространенной схемой подключения УЗО.
Принцип подключения остается таким же, как в однофазную сеть, только вместо двухполюсного УЗО используется четырехполюсное.
Четыре приходящих провода (фазы А, В, С и ноль) подсоединяем к УЗО, согласно схеме подключения.
Схема подключения фазных (А, В, С) и нулевого проводников
Еще раз повторю Вам, что данную схему Вы можете найти либо в техническом паспорте на УЗО, либо на корпусе самого УЗО.
Схемы подключения УЗО, как двухполюсных, так и четырехполюсных, разных производителей могут отличаться расположением нулевой клеммы, либо слева, либо справа. Подключение фазных проводников роли не играют, необходимо лишь правильно подключить соответствующие входы и выходы.
Схема подключения УЗО. Трехфазная сеть.
Четырехполюсные трехфазные УЗО выпускаются на большие токи утечки, которые служат только для защиты от пожаров электропроводки.
Чтобы выполнить защиту от поражения электрическим током людей, необходимо на отходящих линиях (группах) установить двухполюсные однофазные УЗО с уставкой по току утечки равной 10-30 (мА).
А также не забываем перед каждым УЗО устанавливать автоматический выключатель — для его же защиты.
Схема подключения четырехполюсного трехфазного УЗО
Схема подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть. Пример электропроводки квартиры.
Еще хочу заметить, что используя данную схему подключения, мы можем защитить как трехфазную сеть, так и три разных однофазных сети. Но при этом необходимо, чтобы нули каждой отдельной сети были подключены непосредственно к выходной клемме «N» УЗО.
На схеме ниже это все наглядно видно.
Использование четырехполюсного УЗО для разных однофазных сетей
Конечно каждый электромонтер может выполнить электромонтаж в разных исполнениях, но я Вам рекомендую выполнить подключение нулей разных однофазных сетей через нулевую шинку, которая легко устанавливается на DIN-рейке прямо в квартирном щитке.
В завершении статьи о схеме подключения четырехполюсного УЗО в трехфазную сеть с использованием нейтрали, хочется напомнить Вам соблюдать правильное подключение фазных и нулевого проводников, а также соблюдать цветовую маркировку проводов.
P.S. Надеюсь, что данная статья была Вам полезна. С уважением, Дмитрий.
Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:
От правильного подключения электропроводки в доме зависит комфортное проживание всех его обитателей и бесперебойная работа бытовых приборов. Согласны? Чтобы обезопасить технику, находящуюся в доме, от последствий перенапряжения или короткого замыкания, а обитателей от опасностей, связанных с электрическим током, нужно включить в схему защитные аппараты.
При этом необходимо выполнить главное требование — подключение УЗО и автоматов в щитке должно быть сделано правильно. Не менее важно не ошибиться с выбором этих устройств. Но не волнуйтесь, мы расскажем вам о том, как все сделать правильно.
В этой статье речь пойдет о том, по каким параметрам выбирают УЗО. Кроме того, здесь вы найдете особенности, правила подключения автоматов и УЗО, а также множество полезных схем по подключению. А приведенные в материале видеоролики помогут реализовать все на практике даже без привлечения специалистов, если вы хоть немного разбираетесь в электрике.
Содержание статьи:
Основные принципы подключения
Для подключения УЗО в щитке нужны два проводника. По первому из них ток поступает к нагрузке, а по второму — уходит от потребителя по внешнему контуру.
Как только происходит утечка тока, появляется разность между его величинами на входе и выходе. Когда результат превосходит заданную величину, срабатывает в аварийном режиме, защищая тем самым всю квартирную линию.
На аппараты защитного отключения негативно воздействуют КЗ (короткое замыкание) и перепады напряжения, поэтому они сами нуждаются в прикрытии. Задачу решают путем включения в схему автоматов.
В составе УЗО имеется кольцеобразный сердечник с двумя обмотками. По своим электрическим и физическим характеристикам обмотки идентичны
Ток, питающий электроприборы, поступает через одну из обмоток сердечника в одну сторону. Другую направленность он имеет во второй обмотке после прохождения через них.
Самостоятельное выполнение работ по монтажу устройств защиты предполагает использование схем. Как модульные УЗО, так и автоматы для них устанавливают в щитке.
Прежде чем начинать монтаж нужно решить следующие вопросы:
- сколько УЗО следует установить;
- где они должны находиться в схеме;
- как подключить, чтобы УЗО работало корректно.
Правило электромонтажа гласит, что все соединения в должны входить в подключаемые устройства сверху вниз.
Профессиональные электрики объясняют это тем, что если завести их снизу, то КПД у подавляющего большинства автоматов снизится на четверть. Кроме того, мастеру, работающему в щитовой, не придется дополнительно разбираться в схеме.
УЗО, рассчитанные для установки на отдельных линиях и обладающие малыми номиналами, в общую сеть монтировать нельзя. В случае несоблюдения этого правила возрастет как вероятность утечек, так и КЗ.
Выбор УЗО по главным параметрам
Все технические нюансы, связанные с выбором УЗО, знают только профессиональные монтажники. По этой причине специалисты должны делать подбор устройств еще при разработке проекта.
Критерий #1. Нюансы подбора аппарата
При выборе аппарата в качестве основного критерия выступает номинальный ток, проходящий через него в длительных режимах работы.
Исходя из стабильного параметра — утечки тока, есть два основных класса УЗО: «А» и «АС». Аппараты последней категории более надежные
Величина In находится в диапазоне 6-125 А. Дифференциальный ток IΔn — вторая по важности характеристика. Это фиксированное значение, по достижении которого срабатывает УЗО. При его выборе из ряда: 10, 30, 100, 300, 500 мА, 1 А приоритет имеют требования безопасности.
Влияет на выбор и цель установки. Для обеспечения безопасной работы одного прибора ориентируются на значение номинального тока с небольшим запасом. Если защита нужна для дома в целом или для квартиры, все нагрузки суммируют.
Критерий #2. Существующие типы УЗО
Следует различать УЗО и по типам. Их всего два — электромеханические и электронные. Основной рабочий узел первого — магнитопровод с обмоткой. Его действие заключается в сравнении значений тока, уходящего в сеть и возвращающегося обратно.
Есть такая функция и в аппарате второго типа, только выполняет ее электронная плата. Работает она исключительно при наличии напряжения. Из-за этого электромеханический прибор защищает лучше.
У аппарата электромеханического типа имеется дифференциальный трансформатор+реле, а у электронного типа УЗО присутствует электронная плата. В этом заключается различие между ними
В ситуации, когда потребитель случайно коснется к фазному проводу, а плата окажется обесточенной, в случае установки электронного УЗО человек попадет под напряжение. При этом защитное устройство не сработает, а электромеханическое в таких условиях останется работоспособным.
Тонкости выбора УЗО описаны в .
Установка УЗО и автоматов в щитке
Электрощит, в котором находятся устройства учета и распределения нагрузки, обычно является местом и для монтажа УЗО. Независимо от выбранной схемы, существуют правила, обязательные при подключении.
Главные правила подключения
Наряду с устройством автоматического отключения, на щиток устанавливают и . Все что нужно для этого — минимум инструментов и грамотная схема.
Стандартный набор должен состоять:
- из пакета отверток;
- пассатижей;
- бокорезов;
- тестера;
- торцевых ключей;
- кембрика.
Также для монтажа потребуется кабель ВВГ разных цветов, подобранный по сечению в соответствии с токами. Изоляционной трубкой ПВХ выполняют маркировку проводников.
Когда на DIN-колодке, имеющейся на щите, есть место, на него монтируют устройство защитного отключения. В противном случае устанавливают дополнительную.
Ключевой принцип монтажа следующий: соприкосновение нулевого проводника после УЗО ни с входным нулем, ни с заземлением недопустимо, поэтому его изолируют по аналогии с другими жилами.
Последовательно с УЗО необходимо включать защитный автомат. Это также одно из важнейших правил.
Когда защита всего жилья выполнена с применением одного УЗО, используют схему, включающую несколько автоматов.
Чтобы исключить присутствие дополнительных проводов на щите, что выглядит не очень эстетично, для подключения пучка жил применяют гребенчатую (распределительную) шину
В проект включают, кроме добавочных АВ, еще одну составляющую — изолятор нулевой шины. Монтируют его на корпус щитка или на din-рейку.
Вводят это дополнение из-за того, что при большом числе нулевых проводников, подключаемых к выходной клемме отключающего устройства, они просто не поместятся в одном зажиме. Изолированная нулевая шина — лучший выход из этой ситуации.
Иногда электрики, чтобы поместить весь пучок нулевых проводов в гнездо, принимают решение о подпиливании жил одножильного кабеля. В случае когда кабель многожильный несколько жилок удаляют.
Этот вариант лучше не использовать, поскольку из-за уменьшения сечения проводников увеличится сопротивление, следовательно, возрастет нагрев.
Как число монтажных отверстий, так и их диаметр может быть разным. Шина земли крепится непосредственно на корпус.
Нулевые провода в одной скрутке — дополнительное неудобство при выявлении повреждений на линии, а также когда нужно демонтировать один из кабелей. Здесь не обойтись без откручивания зажима, разматывания жгута, что обязательно спровоцирует появление трещин в жилах.
Нельзя монтировать синхронно и два провода в одно гнездо. Входы автоматов защиты связывают перемычками. В качестве последних при профессиональном монтаже применяют специальные стыковочные шины под названием «гребенка».
Особенности схем подключения
Выбор схемы предусматривает учет особенностей конкретной электрической сети. Среди многочисленных вариантов есть всего две схемы, использующиеся для подключения автоматов и УЗО в , считающиеся основными.
Самая простая схема монтажа автоматов и защитного устройства. Она может быть применена для подключения от одной до нескольких нагрузок, соединенных параллельно
В первом и самом простом способе, когда одно УЗО защищает всю электрическую сеть, кроются недостатки. Основной — трудности в выявлении конкретного места повреждения.
Второй — когда в функционировании УЗО произойдет какой-то сбой, из работы будет выведена вся система. Прибору защитного отключения отводят место сразу после счетчика.
Следующий способ предусматривает наличие таких аппаратов на каждой индивидуальной линии. При сбое на одной из них, все остальные будут в рабочем состоянии. Для реализации этой схемы требуется более габаритный щиток и большие затраты в финансовом плане.
Подробно о простой схеме
Рассмотрим подключение УЗО с автоматами на простой квартирный щит. На входе стоит автомат включения двухполюсный. К нему подключено двухполюсное УЗО, к которому два однополюсных автомата.
К выходу каждого из них подключена нагрузка. В принципе УЗО вводят в схему также, как и .
На корпусе УЗО имеется кнопка «Тест». Она предназначена для тестирования его работы. Производители советуют не реже одного раза в месяц пользоваться этой клавишей и проверять работу самого устройства
Фаза, подведенная к автомату включения, заходит на вход УЗО с выводом на автоматы. Нулевой выход с автомата идет на нулевую шину, а с нее — на вход в аппарат.
С его выхода нулевой проводник направляется уже на вторую нулевую шину. В наличии этой второй шины и заключается особый нюанс, не зная о котором невозможно добиться нормального функционирования схемы.
УЗО в процессе работы контролирует как входящее, так и выходящее напряжение — сколько зашло на входе, столько должно быть и на выходе.
Если равновесие нарушено и на выходе оно больше на величину уставки, на которую настроено УЗО, происходит его срабатывание и автоматическое отключение питания. За этот процесс как раз и отвечает нулевая шина.
В электрических схемах, где не предусмотрен монтаж аппарата защитного отключения, только один общий ноль.
В схемах с УЗО картина другая — здесь уже присутствует несколько таких нолей. При использовании одного устройства их два — общий и тот, относительно которого работает защитный аппарат.
Если подключено два УЗО — нулевых шин три. Обозначают их индексами: N1, N2, N3 и т.д. В целом нулей всегда на один больше, чем устройств защитного отключения. Один из них основной, а все остальные привязаны непосредственно к УЗО.
Цветовое обозначение электрических проводов согласно правилам, установленным ПУЭ. Эту маркировку нужно изучить, прежде чем приступать к установке защитных аппаратов
Если предполагается подключать через УЗО не все оборудование, то ноль подают с общей шины. Прибор защитного отключения в этом случае исключают из цепи.
При добавлении однополюсного автомата, работающего от УЗО, с выхода последнего фазу подают на вход автоматического выключателя. С выхода выключателя проводник подключают к одному контакту нагрузки. Ноль на нее подводят ко второму выводу. Поступает он с нулевой шины, созданной УЗО.
На щите имеется еще один элемент — шина защитного заземления. Корректная работа УЗО без нее невозможна.
Трехпроводная сеть есть только в новых домах. В ней обязательно присутствует нулевая фаза и заземление. В домах, построенных давно, имеется только фаза и ноль. В таких условиях УЗО также будет функционировать, но немного иначе, чем в трехфазной сети.
Как выход из положения заземление выводится третьим проводником на розетки, а затем на потолок к тому месту, где подключаются люстры. К выключателям «землю» не подают.
Вариант подключения автоматов без УЗО
Бывают случаи, когда один из автоматов нужно подключить, минуя устройство защитного отключения. Питание подключают не с выхода УЗО, а со входа в него, т.е. непосредственно с автомата. Фазу подают на вход, а с выхода ее подключают к левому выводу нагрузки.
Ноль берут с общей нулевой шины (N). Если случится повреждение на участке, подконтрольном УЗО, он будет выведен из схемы, а вторая нагрузка не будет обесточена.
УЗО в трехфазной сети
В сеть такого вида включают или специальное трехфазное УЗО с восемью контактами, или три однофазных.
Размещают схему подключения УЗО на его корпусе. Провода, отходящие от выходных клемм, подводят к распредсети квартиры
Принцип подключения полностью идентичен. Монтируют его согласно схеме. Фазы А, В и С подают питание на нагрузки, рассчитанные на 380 В. Если рассматривать каждую фазу отдельно, то в тандеме с кабелем N (0), она обеспечивает серию однофазных потребителей 220 В.
Производители выпускают трехфазные аппараты защиты отключения, адаптированные к большим токам утечки. Они предохраняют электропроводку только от возгорания.
На фото две схемы: аппарат защиты отключения в однофазной и трехфазной сети системы TN-C-S. Это обозначает, что нулевой кабель делится на рабочий и защитный
С целью защиты людей от воздействия электрического тока, на отходящих ветках монтируют однофазные двухполюсные УЗО, настроенные на ток утечки в диапазоне 10-30 мА. Для прикрытия перед каждым вставляют автомат. В схеме после УЗО нельзя соединять рабочий ноль и заземление.
УЗО и автоматы на трехфазном щите
Разберем подробно не совсем стандартную схему, собранную на трехфазном распределительном щитке.
На нем находятся:
- трехфазные вводные автоматические выключатели — 3 шт.;
- трехфазное устройство защитного отключения — 1 шт.;
- однофазные УЗО — 2 шт.;
- однополюсные однофазные автоматы — 4 шт.
С первого вводного автомата напряжение поступает на второй трехфазный автомат через верхние клеммы. Отсюда же одна фаза идет на первое однофазное УЗО, а вторая — на следующее.
Напряжение со второго входного автомата поступает на трехфазное УЗО, на нижние клеммы которого подключена трехфазная нагрузка. Это защитное устройство предохраняет от токов утечки, а второй вводный автомат — от КЗ
Однофазные УЗО, установленные на щиток, являются двухполюсными, а автоматы — однополюсными. Для корректного функционирования защитного устройства необходимо, чтобы рабочие нули после него больше нигде не соединялись. Поэтому после каждого УЗО здесь установлена нулевая шина.
Когда автоматы не одно-, а двухполюсные, то отдельную нулевую шину устанавливать не придется. Если две нулевые шины объединить, будет происходить ложное срабатывание.
Каждое из однополюсных УЗО рассчитано на два автомата (1-3, 2-4). К нижним клеммам автоматов подключена нагрузка.
Общая шина заземления установлена отдельно. На вводный автомат заходят три фазы: L1, L2, L3 и рабочий нулевой провод.
Ноль подключен на общий ноль, а с него уходит на все УЗО. После он идет на нагрузку: с первого аппарата — на трехфазную, а со следующих однофазных — каждый на свою шину.
В трехфазной сети электрические величины векторные, поэтому их суммарное значение определяют не алгебраической, а векторной суммой этих величин
Хотя в этом распределительном щитке ввод трехфазный, разделение провода на PEN и PE не выполнено, т.к. ввод пятипроводный. На щит приходит три фазы, ноль и заземление.
Выводы и полезное видео по теме
Нюансы установки всех элементов :
Подробности монтажа УЗО:
УЗО и автоматы — оборудование технически сложное. Его целесообразно устанавливать в местах, где электрический ток может нести угрозу как безопасности людей, так и домашней технике.
Монтаж его предусматривает учет многих параметров, поэтому как расчет, так и установку лучше выполнят квалифицированные специалисты.
Если у вас есть опыт самостоятельного монтажа УЗО, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Расскажите, каким моментам стоит уделить особое внимание. Оставляйте свои комментарии, задавайте вопросы в блоке под статьей.
Современные методы защиты человека от поражения электрическим током в бытовой электрической сети предусматривают установку УЗО. Правильность его работы и надёжность защиты зависит от правильно подобранного устройства и качества монтажа.
Для чего необходимо УЗО
Для понимания принципа работы УЗО и особенностей его монтажа следует рассмотреть ряд основных моментов.
Прежде всего, нужно понимать, что использование в быту большого количества электроприборов приводит к увеличению опасности попадания человека под действие электричества. Поэтому формирование защитных узлов, оберегающих от этого опасного фактора, является необходимостью в современных жилых помещениях. Само Устройство Защитного Отключения — это элемент системы защиты, и функционально имеет несколько назначений:
- В случае замыкания в проводке УЗО защищает помещение от возгорания.
- В момент попадания человеческого тела под действие электротока УЗО отключает питание во всей сети или конкретного электроприбора для выполнения защиты (локальное или общее отключение зависит от позиции установки УЗО в системе питания).
- А также УЗО отключает питающую цепь, когда происходит повышение тока в этой цепи на определённую величину, что также является функцией защиты.
Конструкционно УЗО — это аппарат, имеющий функцию защитного отключения, внешне схожий с выключателем автоматом, но имеющий другое назначение и функцию проверочного включения. Крепление УЗО выполнено с применением стандартного разъёма дин-рейки.
Исполнение УЗО бывает двухполюсным — стандартная двухфазная электрическая сеть переменного тока 220В.
Такое устройство подходит для установки в помещениях стандартной постройки (с электрической проводкой, выполненной двухжильным проводом). Если квартира или дом оборудованы проводкой с тремя фазами (современные новостройки, промышленные и полупромышленные помещения), то в этом случае используется УЗО с четырьмя полюсами.
Двухполюсное и четырёхполюсное исполнение
На самом устройстве нанесена схема его подключения и базовые характеристики прибора.
- Серийный заводской номер аппарата, фирма производитель.
- Максимальная величина тока, при котором УЗО работает длительное время и выполняет свои функции. Эта величина называется номинальным током устройства, измеряется он амперами. Она обычно соответствует стандартизированным токовым величинам электроприборов. Обозначен на панели прибора как In. Эта величина устанавливается благодаря учёту сечения провода и конструкционного выполнения контактных клемм УЗО.
Стандартизированные величины тока (6, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А).
- Ток отсечки УЗО. Правильное название — номинальный отключающий дифференциальный ток. Измеряется он в миллиамперах. На корпусе прибора обозначен — I∆n. Указанное значение показателя тока утечки вызывает срабатывание защитного механизма УЗО. Срабатывание происходит, если все остальные параметры не достигают аварийных значений и монтаж выполнен правильно. Параметр тока утечки определяется стандартными величинами.
Стандартизированные величины тока утечки (6, 10, 30, 100, 300, 500 мА)
- Величина номинального дифференциального тока, не приводящего к аварийному выключению УЗО, работающему в нормальных условиях. Правильно называется номинальный не отключающий дифференциальный ток. Обозначен на корпусе — In0 и соответствует половине значения тока отсечки УЗО. Этот показатель охватывает диапазон значений тока утечки, во время появления которого происходит аварийное срабатывание устройства. Например, для устройства УЗО, имеющего ток отсечки 30 мА значение не отключающего дифф.тока будет составлять 15 мА, а аварийное выключение УЗО произойдёт во время образования в сети тока утечки величиной, соответствующей диапазону от 15 до 30 мА.
- Значение напряжения работающего УЗО составляет 220 или 380 В.
- На корпусе также обозначено наибольшее значение тока КЗ, в момент образования которого УЗО продолжит работать в исправном состоянии. Такой параметр называется номинальный условный ток короткого замыкания, обозначается как Inc. Эта токовая величина имеет стандартизированные значения.
Расчётная стандартизированная величина токов короткого замыкания составляет 3000, 4500, 6000, 10 тыс.А.
- Показатель номинального времени отключения устройства. Этот показатель обозначается как Tn. Время, которое он описывает — это промежуток от момента образования в цепи дифференциального отключающего тока до момента времени, в который произошло полное гашение электрической дуги на силовых контактах устройства УЗО.
Кроме всего, на панели УЗО наносят обозначения температурного диапазона работы устройства, нумерацию и назначение клемм, обозначение выключателя (вкл/выкл).
Пример обозначений:
Пример обозначения основных характеристик устройства
Принцип работы устройства
В случае возникновения тока утечки в проводке помещения, на отходящих и приходящих клеммах УЗО появляется разность показателей токов. В этот момент защитный предохранитель устройства сопоставляет величину тока утечки с номинально допустимой и заставляет устройство срабатывать в случае превышения допустимой величины. Происходи так называемое аварийное выключение.
Время отключения УЗО составляет от 0,05 до 0,2с. Ни в коем случае оно не должно быть больше чем 0,3с. Более длительное время отключения приводит к тяжёлым последствиям влияния электротока на человеческий организм.
Графический пример работы УЗО во время образования в сети тока утечки. Ток на выходе из УЗО больше по своей величине чем ток на входе. Баланс нарушен, вследствие чего размыкается контакт.
Принцип работы устройства
Следует помнить, что УЗО реагирует лишь на возникновение токов утечки на участке цепи, расположенном после УЗО. При возникновении утечки на участке до УЗО, оно не выполнит своей функции.
Пример действий устройства при возникновении утечки в цепи, приходящей к УЗО. В этом случае баланс токов на входе и на выходе устройства не нарушается, устройство не работает:
Реакция устройства на возникновение утечки на различных участках цепи
Основной конструктивный элемент УЗО выполнен в виде трансформатора тока 1. Трансформатор тока выполнен на тороидальном ферромагнитном сердечнике. Трансформатор тока имеет три обмотки. Две из этих обмоток имеют различное направление. Одна запитана от фазного провода L3, а другая от нулевого N. Третья же обмотка 2 является обмоткой управления. По фазовой обмотке проходит ток I1, а по нулевой ток I2 (к электрооборудованию и от него соответственно). Обмотка катушки управления в нормальном рабочем режиме находится без наведённого напряжения.
В нормальном рабочем режиме ток, проходящий в двух первичных обмотках, направлен противоположно, но одинаков по своим величинам. В это время на трансформаторном сердечнике возникают два магнитных потока, которые имеют противоположное направление и, вследствие этого, компенсируются. Суммарный (полный) магнитный поток в любое время равен значению ноль (Ф1 + Ф2 = 0).
В момент прикосновения человека к проводнику под напряжением, в фазном проводнике будет протекать ток отличный по своей величине от тока, текущего по нулевому проводнику. Нарушается баланс токов и баланс магнитных полей в токовом трансформаторе УЗО. Протекающий по фазовому проводу ток больше, так как к величине номинального тока I1 прибавляется ток утечки I. Для трансформатора такой ток дифференциальный — отличный от номинального. При нарушении баланса магнитных потоков в трансформаторе, общий магнитный поток приобретает величину, отличающуюся от нуля (Ф1 + Ф2 ≠ 0). Согласно физическим законам, такой магнитный поток создаёт электроток в проводнике обмотки управления 2 трансформатора тока УЗО 1. Ток, достигнув значения, необходимого для работы отключающего реле 2, отключает контактный механизм УЗО. Вследствие этого электроприбор, находящийся после УЗО, оказывается обесточенным. А также вся электрическая цепь, подводящая питание к потребителю, остаётся без напряжения. Человек, прикоснувшийся к любому участку такой цепи, оказывается спасённым от действия электрического тока благодаря работе УЗО.
Принцип работы УЗО
Как подобрать
Первый параметр, по которому выбирается УЗО — это тип проводки в помещении, где будет установлено устройство. Для помещений с двухфазной электропроводкой напряжением 220 В подойдёт УЗО с двумя полюсами. В случае трёхфазной проводки (квартиры современной планировки, полупромышленные и промышленные помещения) следует устанавливать четырёхполюсное устройство.
Для монтажа правильной схемы защитных устройств понадобятся несколько защитных устройств различного номинала. Разница будет заключаться в месте их установки и типе защищаемого участка цепи.
Подбор УЗО нужно производить с учётом определённых электрических параметров в домашней электрической сети, а именно:
- Ток отсечки УЗО должен быть больше чем наибольший потребляемый в помещении (квартире) ток на 25%. Величину максимального тока можно узнать в коммунальных структурах, обслуживающих помещение (ЖЭК, энергослужба).
- Номинальный ток УЗО, его следует выбирать с запасом по отношению к номинальному току выключателя автомата, защищающего участок цепи. Например, если автоматический выключатель рассчитан на ток 10 А, то УЗО следует выбрать с током 16А. Следует учитывать, что УЗО защищает исключительно от утечки, а не от перегруза и короткого замыкания. Исходя из этого обязательным требованием является монтаж автоматического выключателя в участке цепи совместно с УЗО.
- Дифференциальный ток УЗО. Значение тока утечки, в момент появления которого устройство выполнит аварийное выключение питания сети. В бытовых помещениях для обеспечения защиты нескольких потребителей (группа розеток, группа светильников) выбирают УЗО с уставкой дифференциального тока 30 мА. Выбор устройства с меньшей уставкой чреват частыми ложными выключениями УЗО (в сети любого помещения всегда присутствуют утечки тока, даже во время минимальной нагрузки). Для групп или одиночных потребителей, находящихся в условиях повышенной влажности (душевая кабина, посудомоечная машина, стиральная машина), следует монтировать УЗО со значением дифференциального тока 10 мА. Условия работы во влажном помещении считаются особенно опасными, с точки зрения электробезопасности. Не нужно устанавливать одинарное УЗО на множество групп потребителей. Для небольших помещений допустима установка одного УЗО с током уставки 30 мА на вводном щитке электросети. Но при такой установке, во время аварийного срабатывания, УЗО отключит электроэнергию во всей квартире. Правильно будет установить УЗО для каждой группы потребителей и вводное устройство с наибольшим током уставки. (Подробнее схема расстановки защитных устройств рассмотрена ниже).
- А также УЗО выбирается согласно типа дифференциального тока. Для сетей переменного тока производятся устройства с маркировкой (АС).
Схема подключения УЗО
Принцип монтажа УЗО в двухпроводной электросети
В помещениях старой планировки используется двухпроводная проводка (фаза/ноль). Заземляющий проводник при такой схеме отсутствует. На эффективную работу УЗО отсутствие проводника заземления повлиять не может. Двухполюсное УЗО, смонтированное в помещении с таким типом проводки будет работать правильно.
Отличие монтажа УЗО с заземлением и без заключается лишь в принципе отключения устройства. В цепи с заземлением прибор сработает в момент появления в сети тока утечки, а в цепи без заземления — в момент касания человека к корпусу прибора, оказавшегося под действием утечки тока.
Пример установки УЗО в квартире с однофазной двухпроводной электросетью (схема):
Вариант для квартиры с двухпроводной проводкой
Указанная схема также пригодна для одной группы потребителей. Например, для кухонного электрооборудования и освещения. В этом случае после вводного автоматического выключателя устанавливается УЗО, которое защищает участок цепи и электроприборы, находящиеся после него.
Для двухпроводной электрической сети многокомнатной квартиры предпочтительнее устанавливать вводное УЗО после вводного автоматического выключателя, а от вводного УЗО разветвлять проводку на все необходимые группы потребителей с учётом их мощности и места установки. На каждую группу потребителей при этом устанавливается УЗО с меньшей уставкой дифференциального тока чем у вводного УЗО. Каждое групповое УЗО комплектуется автоматическим выключателем в обязательном порядке, это нужно для защиты от тока короткого замыкания и перегруза электрической сети и самого УЗО.
Пример схемы электрической проводки для многокомнатного жилого помещения, которая защищена устройствами защитного отключения приведён на рисунке:
Вариант для многокомнатного помещения
Ещё одним преимуществом установки вводного УЗО является его противопожарное назначение. Такой прибор контролирует наличие максимально возможных величин тока утечки на всех участках электрической цепи.
Стоимость монтажа такой многоуровневой системы защиты выше, чем у системы с одним УЗО. Несомненным преимуществом многоуровневой системы является автономность работы каждого защищённого участка цепи.
Для объективного понимания процесса правильного подключения УЗО в двухпроводной электрической цепи приведён видеоролик.
Данное видео найдено на интернет-ресурсе Youtube, используется исключительно в ознакомительных целях и не является рекламой.
Видео: схема монтажа УЗО
Схема подключения УЗО в трёхпроводной (трёхфазной) электрической цепи
Такая схема является самой распространённой. В ней используется четырёхполюсное УЗО, а сам принцип сохраняется, как и в двухфазной цепи с использованием двухполюсного УЗО.
Приходящие четыре провода, три из которых фазные (А, В, С) и нулевой (нейтраль) присоединяются к входным клеммам УЗО, согласно нанесённой на устройство маркировки клемм (L1, L2, L3, N).
Схема подключения проводов
Аналогичная схема правильного подключения проводов к устройству находится в паспорте УЗО либо нанесена непосредственно на корпус изделия.
Расположение нулевой клеммы может отличаться на УЗО различных производителей. Важно соблюдать правильность подключения на входе и на выходе из устройства, от этого зависит корректная работа УЗО. В остальном, порядок подключения фаз на работу УЗО не влияет.
Подключение в трёхфазной сети
Важно помнить, что номинальные рабочие токи трехфазных УЗО имеют относительно большие значения. Такие устройства имеют больше противопожарное назначение, а для защиты человека от поражения электрическим током используют отдельные УЗО с меньшим номиналом для каждого участка цепи.
Для объективного понимания схемы подключения УЗО в трёхфазной цепи приведена схема — пример.
Многоуровневая защита
Из схемы видно, что разветвлённая электрическая цепь после вводного четырёхполюсного УЗО выполнена подобно двухпроводной схеме подключения УЗО. Так же как и в предыдущем примере, каждый участок цепи защищён устройством УЗО от токов утечки, а автоматическим выключателем от токов короткого замыкания и от перегруза в сети. В этом случае используются однополюсные автоматические выключатели. Через них подключён лишь фазный провод. Нулевой провод подходит к клемме УЗО, минуя автоматический выключатель. Соединять нулевые проводники в общий узел после выходов из УЗО не нужно, это приведёт к ложным срабатываниям устройств.
Вводное УЗО в этом случае имеет рабочий номинал тока 32 А, а УЗО на отдельных участках номиналы по 10 — 12 А и уставки дифференциального тока по 10 — 30 мА.
Ошибки при установке и подключении УЗО
Типичные ошибки при подключении защитных устройств УЗО:
- Как указывалось выше, соединение нулевых проводников в общий узел после выхода их из УЗО. Это провоцирует неправильную работу устройства. Чтобы проверить правильность сборки схемы, необходимо подключить к розетке (цепь которой защищает УЗО) электроприбор и проследить за работой УЗО. Если оно не выбивает, значит, монтаж выполнен правильно.
- Ошибкой является соединение нейтрального и заземляющего проводников. В этом случае УЗО не сможет реагировать на разницу токов в нейтральном проводнике. Такое выполнение схемы чревато частым отключением электроэнергии и опасностью оказаться под напряжением при неработающем заземляющем контуре.
- Подключение к нейтральному проводу УЗО заземляющих проводников розеток также является ошибкой. Такие действия чреваты опасностью оказаться под действием напряжения. А также эта схема может спровоцировать короткое замыкание.
Для большей наглядности приведён видеоролик на тему типичных ошибок при самостоятельном монтаже УЗО.
Данное видео найдено на интернет-ресурсе Youtube, используется исключительно в ознакомительных целях и не является рекламой.
Видео: ошибки при подлючения защитного устройства
Несомненно, безопасность человека — приоритет в работе любого оборудования, особенно электрического. Реализация безопасных схем питающих электросетей зачастую непосильная задача для неквалифицированного человека. Если решение по монтажу защитных элементов электросети принято, но остаются сомнения, то лучше обратиться к профессионалам. Ведь от качества монтажа напрямую зависит правильная и безопасная работа любого электрооборудования.
Дмитрий. 29 лет. Образование — инженер-механик. Работаю в горнодобывающей промышленности. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!Объяснение трехфазной электроэнергии> ENGINEERING.com
Электротехника имеет репутацию загадочного, поэтому термин «волшебный дым» стал настоящей шуткой среди инженеров-электриков и техников. Тем не менее, практическое знание принципов электротехники может быть невероятно полезным, даже если вы не инженер-электрик, особенно если вам приходится работать с ним!Имея это в виду, эта статья охватывает основную концепцию в области электротехники: трехфазную электроэнергию.Мы начнем с основ и продолжим работу с целью, чтобы к концу этой статьи волшебный дым не казался таким волшебным.
Электромагнитная Индукция
Иллюстрация закона Фарадея. (Изображение предоставлено автором.)
Этот феномен был первоначально описан Майклом Фарадеем. Если проводник находится в переменном магнитном поле (как показано на рисунке ниже), на его противоположном конце появляется индуцированная электромагнитная сила (ЭДС), то есть напряжение.Электрический ток течет, когда петля, выполненная из цепи проводника, замкнута, при условии, что проводник, помещенный в переменное магнитное поле, проходит через линии магнитного поля.переменного тока и электромагнитной индукции
Переменный ток (AC) имеет синусоидальную форму и попеременно меняет направление и амплитуду. Переменный ток генерируется электрическим генератором переменного тока, работающим по принципу электромагнитной индукции (EMI). Следовательно, электрический генератор преобразует механическую энергию в электрическую энергию.Его основными частями являются статор и ротор. Последний представляет источник магнитного поля, в то время как первый содержит проводник, в котором индуцируется ЭДС (обычно проводник имеет форму спирального провода).
Генератор состоит из источника переменного магнитного поля (магнита или электромагнита) и проводника, пересекаемого линиями магнитного поля. Электромагнит представляет собой ферромагнит (железо), намотанный катушкой (проводником). Железо становится магнитом (создает магнитное поле), когда электрический ток протекает через катушку.Электромагниты являются наиболее часто используемым источником магнитного поля из-за их особых преимуществ в этом применении (например, контроль магнитной силы, большая мощность магнита и т. Д.).
Величина индуцированного напряжения на концах проводников статора зависит от напряженности магнитного поля (которая пропорциональна количеству линий магнитного поля на единицу площади), скорости изменения магнитного поля (скорость вращения магнита или проводника) и угол, под которым линии магнитного поля проходят через проводник.
На практике вместо основного проводника используется катушка (проводник с большим количеством витков) для достижения более высокого значения ЭДС. Значение ЭДС прямо пропорционально числу витков катушки N . Например, в случае катушки с 100 витками индуцированная ЭДС будет в 100 раз выше, чем одна на один кусок проводника.
Почему переменный ток имеет синусоидальную форму?
Ротор (магнит) вращается в магнитном поле, делая полный 360˚ за период времени ( т ).Период t обратно пропорционален частоте, то есть t = 1 / f. В США используется система переменного тока с частотой 60 Гц ( т, = 1 / f = 16,67 мс), а в Европе используется система с частотой 50 Гц ( т, = 1 / f = 20 мс). Это означает, что ротор в генераторе с частотой 60 Гц покрывает полный оборот на 360˚ за 16,67 мс.
Генерация переменного тока. (Изображение предоставлено автором.)
Индуцированное напряжение, а также ток, потребляемый от генератора, имеют синусоидальную форму, как показано выше в результате конструкции генератора и принципа работы.Линии магнитного поля проходят через катушки под другим углом, когда вращается ротор (магнит). Таким образом, когда ротор смещается, в катушке индуцируется другое значение ЭДС (как показано амплитудой синусоидальной формы на изображении выше).Магнит ротора имеет два полюса: север (N) и юг (S). Когда ротор (магнит) вращается, противоположные полюса магнита проходят через катушку в каждом полупериоде (180 °), вызывая ЭДС с обратной полярностью. Полярность обратного напряжения вызывает направление обратного тока (т.е.переменный ток).
Многофазные генераторы переменного тока
Генератор может быть изготовлен с различным количеством катушек, размещенных в статоре. Одна катушка в статоре образует однофазный генератор, а несколько катушек составляют многофазный генератор. ЭДС с равной амплитудой индуцируется в каждой катушке.
Основные преимущества многофазного генератора по сравнению с однофазным генератором с равной мощностью состоят в том, что первый генератор меньше, легче и дешевле.По сути, единственное физическое различие между одиночным генератором и многофазным генератором — это дополнительные катушки с сопутствующими деталями в статоре. Каждая фаза генерирует примерно одинаковое количество энергии. Генерируемая энергия будет умножена на количество фаз (т.е. установленных катушек в генераторе).
По сравнению с однофазной системой для двухфазной системы требуется больше проводов и более толстых проводников, но без каких-либо дополнительных преимуществ, поэтому она не популярна на практике.
Трехфазные генераторы
Трехфазный генератор. (Изображение предоставлено автором.)
Диаграмма выше иллюстрирует трехфазный генератор. Статор имеет три катушки (11 ‘, 22’, 33 ‘), и ротор может быть постоянным магнитом или электромагнитом. Он вращается с помощью внешней силы, будь то вода в гидротурбине, пар на электростанции, ветер в ветротурбине и т. Д.Магнитное поле вращается вместе с магнитом ротора. ЭДС, индуцированная в каждой катушке статора, имеет одинаковую амплитуду и частоту (сдвиг фазы на 120 °).
Эти три индуцированных ЭДС представляют три фазы, и временное смещение между ними (2/3) представляет собой сдвиг фазы или сдвиг фазы. Причиной смещения фаз является пространственное смещение катушек в статоре: катушки физически смещены на 120 ° друг от друга. По сути, конструкция генератора и принцип его работы определяют форму и величину индуцированного напряжения. Общий ротор вращается с одинаковой скоростью, и, таким образом, значения частоты всех индуцированных напряжений также равны.
Необходимо, чтобы все три индуцированные ЭДС были одинаковыми с одинаковым сдвигом фаз между ними. Это представляет симметричную трехфазную систему.
Сумма мгновенных значений напряжения в симметричной трехфазной системе равна нулю.
Трехфазное переменное напряжение. (Изображение предоставлено автором.)
Трехфазная система является симметричной тогда и только тогда, когда:- Нагрузка каждой фазы имеет равное значение сопротивления;
- Импеданс нагрузки каждой фазы имеет одинаковый фазовый угол;
- Значения напряжения и тока равны для каждой фазы и;
- Смещение фазы составляет 120˚ между каждой фазой.
В случае симметричных трехфазных систем ток не проходит через общую нейтральную линию.
Трехфазная система переменного тока
В настоящее время трехфазная система служит основой большинства электрических систем, которые состоят из выработки, передачи и потребления энергии. Это одно из самых важных нововведений, внесенных Николой Теслой (1856-1943 гг.), Поскольку оно позволило более эффективно и упростить производство и передачу энергии.
Увеличение значения мощности системы электропередачи требует увеличения количества линий электропередачи (проводников), увеличивая тем самым общую стоимость.
Давайте предположим, что мы хотим в 3 раза больше энергии, передаваемой в системе. На приведенной ниже схеме показаны три однофазные системы (три генератора, изолированные друг от друга). Эта система требует шести линий между электрическим генератором и потребителем, причем каждый проводник несет общее значение тока.
Три однофазные системы.(Изображение предоставлено автором.)
Тройное значение полной мощности передается только тремя или четырьмя линиями, в зависимости от того, подключена ли трехфазная система к нейтральной линии или без нее. Нейтральная линия несет ток, который является результатом несбалансированной трехфазной системы, то есть разность текущего значения между фазами. Ток через нейтральную линию обычно низкий (ниже, чем текущее значение линии), а поперечное сечение нейтральной линии может быть меньше.В то время как на приведенной выше диаграмме показан случай трех однофазных систем, в которых для передачи энергии требуется шесть линий, нижеследующая иллюстрирует трехфазную систему, в которой для одинаковой общей мощности необходимы только три линии.
Одна трехфазная система. (Изображение предоставлено автором.)
Концы источников напряжения (и нагрузки на другой стороне) соединены в общей точке, называемой нейтральной или звездной точкой.Трехфазные соединения системы
Соединения обмотки генератора. (Изображение предоставлено автором.)
Вы можете видеть на диаграмме выше, что трехфазный генератор может быть подключен по-разному. Катушки генератора могут быть соединены звездой (YN) или треугольником (D).Прежнее соединение является наиболее часто используемым соединением для катушек статора.Звездное соединение образуется, когда концы всех трех катушек статора соединяются в одной точке (звездная точка), которая обычно заземлена. Нейтральная линия может быть связана с точкой звезды, но это не обязательно. Линии, соединенные с другими концами катушек статора, представляют собой фазовые линии (известные как фазы). На рисунке ниже показаны клеммы обмоток статора, в которых выполняется соединение звезда.
Клеммы обмоток статора.(Изображение предоставлено автором.)
Дельта-соединение формируется путем соединения конца одной катушки с началом другой. Три соединенные таким образом катушки образуют дельта-соединение. В случае трехфазной системы YN потребителям доступны два напряжения: линейное и фазное напряжение. Потребитель получает питание от сетевого напряжения (U12, U23, U13), когда он подключен между любыми двумя фазами, как показано ниже. В противном случае, если на потребителя подается фазовое напряжение (U1, U2, U3), он подключается между любой фазой и нейтральным соединением.Напряжение в линии всегда в раз превышает значение напряжения фазы.
Предоставление доступных напряжений в соединении YN. (Изображение предоставлено автором.)
Трехфазные нагрузки
Электрическая система состоит из трех основных частей: производство энергии, передача энергии и потребители энергии. Потребителями являются нагрузки, подключенные к электрической системе. Одним из преимуществ трехфазной системы является то, что она может питать как однофазные, так и трехфазные нагрузки.Последний может быть соединен звездой (YN) или треугольником (D). На приведенной ниже схеме показаны различные варианты нагрузки, подключенной к трехфазной системе.
Различные варианты нагрузки, подключенные к трехфазной системе. (Изображение предоставлено автором.)
Электрические двигатели переменного тока
Как правило, любой электрический генератор может работать как электродвигатель, потому что его конструкция и принцип работы одинаковы. Принцип работы основан на взаимной индукции между обмоткой статора и ротора.Основное отличие состоит в том, что генератор преобразует механическую энергию в электрическую, а двигатель — наоборот.
Существует два основных типа двигателей переменного тока: асинхронные и синхронные двигатели.
Асинхронные двигатели
Асинхронный двигатель, также известный как асинхронный двигатель, является наиболее часто используемым двигателем на практике.
Асинхронный двигатель. (Изображение предоставлено автором.)
Принцип его работы прост и основан на законе Фарадея.Источник переменного тока подключен к обмотке статора и создает вращающееся магнитное поле (RMF). Переменный поток (линии магнитного поля) вращается с синхронной скоростью, которая зависит от частоты питающего напряжения:
Где f = частота, а p = количество полюсов.ЭДС индуцируется в обмотках ротора в соответствии с законом Фарадея. Обмотки ротора закорочены, что обеспечивает протекание тока. Ток через обмотки ротора создает силу (крутящий момент), вызывающую движение ротора (вращение).Это вращение и RMF имеют одинаковый курс.
Однако ротор разгоняется до скорости, которая всегда ниже синхронной скорости RMF. Если ротор достигает синхронной скорости, магнитные линии (магнитный поток) не будут пересекать обмотки ротора, и ЭДС не будет индуцирована. Таким образом, ток не будет течь через обмотки ротора, и сила, которая вращает ротор, не будет создаваться.
Ротор замедлится, но не остановится.
Когда скорость ротора ниже, чем синхронная скорость, магнитные линии пересекают обмотку ротора, что означает, что возникает ЭДС, и ротор вращается с соответствующей скоростью.Скорость ротора приблизительно равна синхронной скорости, но никогда не равна. Вот почему он называется асинхронным двигателем.
Разница между синхронной скоростью ( n с ) и скоростью ротора ( n ) является относительной скоростью или скольжением:
Относительная скорость на практике имеет низкое значение: от 3 до 5 процентов (малогабаритные двигатели, 500 кВт).Полезно отметить, что для генерирования RMF статора необходимо минимум два сдвинутых по фазе тока.Трехфазный ток (сдвинутый по фазе на 120 ° между собой) генерирует более равномерный RMF, чем двухфазные токи.
Это наиболее распространенный тип двигателя из-за его низкой стоимости, простоты обслуживания, надежности, перегрузки и широкого диапазона скорости вращения.
Однако его недостатками являются: сложное регулирование скорости вращения, нелинейная зависимость крутящего момента вала от скорости вращения и проблемы при запуске.
Синхронные двигатели
Конструкция синхронного двигателя аналогична асинхронному двигателю.Токи статора создают среднеквадратичное значение, которое вращается с синхронной скоростью ( n s ). Ротор вращается вместе с RMS с одинаковой скоростью ( n = n с ), и двигатель синхронизируется. Синхронный двигатель вырабатывает постоянную скорость, которая всегда равна синхронной скорости.
В этом случае RMS вращается с высокой скоростью, а ротор имеет большую массу и инерцию. Поляки магнитного поля статора и ротора не легко синхронизируются («кэшируются»).Следовательно, ротор должен запускаться и ускоряться до синхронной скорости с помощью внешней силы, после чего он может вращаться со своим собственным крутящим моментом. Ротор синхронного двигателя может быть запущен следующими способами:
- Подсоединение другого вспомогательного двигателя к валу ротора
- Асинхронный запуск встроенными короткозамкнутыми проводниками (применение в крупных промышленных двигателях)
- Синхронный запуск с использованием переменной частоты (увеличение частоты от нуля до конечной рабочей частоты)
Они более эффективны, чем асинхронные двигатели, в крупных промышленных применениях.Маломощные синхронные двигатели используются в робототехнике и сервосистемах, где требуется высокая точность и точное управление.
Мощный синхронный двигатель (несколько сотен кВт). (Изображение предоставлено автором.)
Эквивалентные схемы двигателя (Steinmetz)
Как упоминалось выше, когда обмотки статора подключены к источнику переменного тока, в обмотках ротора индуцируется напряжение. Принцип работы такой же, как у трансформатора, т.е.индуктивный двигатель представляет собой трансформатор, в котором вращается вторичная сторона. Таким образом, эквивалентная схема одинакова в обоих случаях.
Обычно эквивалентные схемы дают информацию о параметрах основного устройства, таких как потери в меди и магнитные потери. Медные обмотки двигателя характеризуются как сопротивлением ( R ), так и реактивным сопротивлением ( JX ). Общим термином для обоих параметров является полное сопротивление ( Z = R + jX ).
Импеданс измеряется в омах в его сложной форме, или он может быть указан как значение Ом и фазовый угол импеданса.Поскольку двигатель является индуктивной нагрузкой, между напряжением двигателя и током имеется фазовый сдвиг. Фазовый угол представляет собой сдвиг фазы между напряжением обмотки и током, который проходит через него.
Эквивалентная схема показана на рисунке ниже:
Схема замещения асинхронного двигателя. (Изображение предоставлено автором.)
Параметры схемы замещения описаны ниже:- R 1 — сопротивление обмотки статора
- X 1 — реактивное сопротивление рассеяния статора (вызванное магнитным потоком, который не связан с воздушным зазором и ротором)
- X м — реактивное сопротивление намагничивания, необходимое для преодоления воздушного зазора
- R c — потери в сердечнике (гистерезис и вихревые токи)
- R 2 — сопротивление обмотки ротора
- X 2 — реактивное сопротивление обмотки ротора
Упрощенные эквивалентные схемы
Эквивалентную схему можно упростить, исключив идеальный трансформатор и пересчитав сопротивление и реактивное сопротивление ротора на сторону статора (первичная сторона). Значения умножаются на к (где к — отношение витков обмоток статора и ротора).
Асинхронный двигатель упрощенной схемы замещения. (Изображение предоставлено автором.)
Упрощенная схема замещения позволяет рассчитать параметры работы асинхронного двигателя:- Входная мощность статора ( P в )
- Потери в обмотке статора
- Потери в железном сердечнике
- Потери обмотки ротора
- Мощность нагрузки ( P м )
- Потери от ветра и трения
- Выходная мощность двигателя / мощность на валу ( P out )
Эти параметры также можно получить, выполнив испытания двигателя, в частности испытания сопротивления обмотки постоянного тока (информация об сопротивлении обмотки и потерях), испытания без нагрузки и испытания с заблокированным ротором (индуктивность и потери в сердечнике).
Согласно электрической схеме, приведенной выше, эквивалентный импеданс ( Z eq ) может быть представлен как:
Закон Ома дает ток двигателя как: 
Мощность ( P в ), подаваемая на двигатель, определяется следующим образом: 
Обратите внимание, что потери в сердечнике не учитываются: (l с = l ‘ с )
Потери мощности в обмотках меди определяются по:
В реальной системе, за исключением потерь в меди, выходная мощность также зависит от потерь на вращение, включая потери на трение, потери на обмотку и потери в сердечнике.
Мощность ( P в ), подаваемая на подключенную нагрузку, представляет собой разницу между входной мощностью и потерями в обмотках:
Предыдущее уравнение относится к однофазной системе. В случае симметричной трехфазной системы мощность нагрузки составляет: 
Мощность двигателя равна крутящему моменту двигателя ( М, ), умноженному на угловую скорость ( ω ). Исходя из этого уравнения, крутящий момент двигателя составляет: 
Где угловая скорость: 
Трехфазная мощность
Эта статья была призвана дать инженерам-неэлектрическим специалистам общее представление о трехфазной мощности и ее применении в двигателях переменного тока.Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь оставлять их в комментариях ниже.
Эдис родился в Сараево (Босния и Герцеговина). У него есть степень магистра. в области электротехники, энергетический факультет. Он работает в международной компании со штаб-квартирой в Стокгольме (Швеция) в качестве эксперта по испытаниям силовых трансформаторов и побывал во многих странах мира. Он также имеет большой опыт в управлении проектами, научных исследованиях и написании технических документов, тестировании силовых трансформаторов и исследовании новых методов испытаний, разработке и проектировании нового испытательного оборудования и т. Д.В свободное время он любит выращивать растения и любит долгие прогулки по сельской местности. ,
Локальное распределение
Power покидает подстанцию на трех трехфазных «горячих» линиях электропередачи , которые проложены рядом с автомагистралями или вдоль местных дорог к точкам использования. Все три фазы имеют одну нейтральную линию и имеют одинаковое напряжение, но они не совпадают по фазе на 120 электрических градусов.
Конфигурации распределения питания с тремя трехфазными линиями горячего питания (фото предоставлено: Мэтт Алсуп через Flickr)Местное электроснабжение обычно решает, где трехфазные и однофазные службы должны быть расположены в области, которую они обслуживают.
Первоначально отправленные в виде трех фаз, линии фаз разделены для подачи в разные места. Трехфазное обслуживание для промышленных и крупных коммерческих потребителей отделено от однофазных линий для обслуживания населения, малого бизнеса и сельских потребителей.
Номинальная напряжением 120/240 В получается от трансформаторов, стратегически расположенных на опорах для надземного обслуживания и над землей на бетонных площадках или в подземных защитных хранилищах для подземного обслуживания.
Крупные электроприборы, такие как кухонные плиты, водонагреватели, сушилки для белья и кондиционеры , обычно требуют 240 В , а 120 В удовлетворяют потребности в освещении, небольших приборах, телевизорах, персональных компьютерах и удобных розетках.
240В распределительный полюсный трансформатор (фото предоставлено Wikipedia)Тем не менее, если жилые помещения расположены в зоне, обслуживаемой распределенной вторичной сетью с напряжением 208Y / 120 В , большие устройства питаются от 208 В, но при этом освещение, мелкие бытовые приборы, электроника для развлечений и розетки снабжаются напряжением 120 В.
Общее энергоснабжение
Вторичные цепи обеспечивают электроэнергию в различных формах для удовлетворения потребностей клиентов. К ним относятся следующие:
Однофазный, трехпроводный, 120/240 В
Наиболее распространенной конфигурацией распределительной проводки для домов, малых предприятий и фермерских хозяйств является 120/240 В , однофазное обслуживание.
Рисунок 1 — Вторичный ток однофазного трансформатора обеспечивает 240 В на А и В и 120 В на А или В и нейтральНа рисунке 1 показана принципиальная схема распределительного трансформатора для однофазной сети 120/240 В .240 В получается путем соединения между двумя незаземленными «горячими» проводниками, а 120 В получается путем соединения между любым из двух «горячих» незаземленных проводников и нейтральным (заземленным) проводником.
Вернуться к Конфигурациям
Трехфазный, четырехпроводный, 120/208 В, соединенный по штырю
Различные напряжения могут быть получены с помощью трехфазного, четырехпроводного, 120/208-вольтного соединителя, как показано на рисунке 2.
Рисунок 2 — Трехфазный четырехпроводный вторичный трансформатор с соединением по схеме «звезда» может обеспечить электроснабжение переменного тока напряжением 120 и 208 ВКлеммные точки трех обмоток трансформатора, соединенного с помощью звеньев, обозначены A , B и C .Напряжение между любой из точек A, B и C и нейтральным (заземленным) проводником составляет 120 В , а напряжение между любыми двумя из точек A – B, B – C или C – A составляет 208 V .
Это 208 В является произведением напряжения между любой фазой и нейтралью (120 В) и квадратным корнем из 3 или 1,732 ( 120 В x 1,732 = 208 В ).
Следовательно, из системы, подключенной через тройник, могут быть получены следующие напряжения:
- 120 В , однофазный, двухпроводный (от А до нейтрали, от В до нейтрали и от С до нейтрали)
- 208 В , однофазный, двухпроводный (от A до B, от B до C и от C до A)
- 208 В , трехфазный, трехпроводный
- 120/208 В , трехфазный, четырехпроводный
Еще одна популярная трехфазная четырехпроводная система с соединением по типу напряжения рассчитана на 277/489 В .Фидер и ответвления, подключенные к этому источнику, могут обеспечить:
- 277 В , однофазный, двухпроводный
- 480 В , однофазный, двухпроводный
- 480 В , трехфазный, трехпроводный
- 277/480 В , трехфазный, четырехпроводный
Вернуться к Конфигурациям
Трехфазный четырехпроводной 120/240 В с треугольным соединением
Другой набор выходных напряжений может быть получен с помощью трехфазного четырехпроводного вторичного трансформатора с вторичной обмоткой, как показано на схематическом рисунке 2.
Три обмотки соединены последовательно, образуя равносторонний треугольник или греческая буква ∆ . Каждая из вершин треугольника обозначается буквой A , B или C , обозначающей одну из трех фаз, питающих сеть. Средняя точка обмотки между вершинами B и C заземлена в нейтральной точке N .
Напряжение между любыми двумя вершинами A-B, B-C и C-A составляет 240 В .Однако напряжение между B и нейтралью и C и нейтралью составляет 120 В , а напряжение между A и нейтралью составляет 208 В .
Это 208 В получается умножением 120 В между C или B и нейтральным значением на квадратный корень из 3 или 1,732 (120 В x 1,732 = 207,84, округленное до 208 В) .
Следовательно, из системы, соединенной треугольником, можно получить следующие напряжения:
- 120 В , однофазный, двухпроводный (B к нейтрали и C к нейтрали)
- 240 В , однофазный, двухпроводный (от A до B, от B до C и от C до A)
- 240 В , трехфазный, трехпроводный
- 120/208 В , трехфазный, четырехпроводный
Рисунок 3 — Трехфазный четырехпроводный вторичный трансформатор с треугольным соединением может обеспечивать три выходных напряжения: 120, 208 и 240 В переменного тока.Необходимо соблюдать осторожность при подключении к трехфазной четырехпроводной вторичной обмотке из-за потенциального повреждения , которое может быть вызвано при случайном подключении «высокой ножки» .От нейтрального напряжения, где требуется более низкое напряжение.
NEC, раздел 110.15, «Средства идентификации проводника с более высоким напряжением на землю », гласит:«На 4-проводной вторичной обмотке , соединенной с треугольником, где средняя точка однофазной обмотки заземлена для питания освещения и подобных нагрузок, проводник фазы, имеющий более высокое напряжение на землю, должен быть идентифицирован внешней (изоляционной) отделкой это оранжевого цвета или путем пометки (или записи) или других эффективных средств.”
Цель этого предупредительного требования NEC состоит в том, чтобы не допустить случайного установления любых соединений между А и землей и получения 208 В, когда предполагалось получить 120 В от В или С на землю. Таким образом, провод от А к земле будет иметь оранжевую изоляцию или маркирован оранжевой лентой или оранжевой меткой.
Вернуться к Конфигурациям
Ссылка: Справочник по электрическим деталям конструкции // Второе издание — Neil Sclater; Джон Э.Traister (Покупка электронная книга)
,Электрические схемы
Электрические схемы показывают соединения с контроллером. Электрические схемы, иногда называемые « main » или « construction » , схемы , показывают фактические точки подключения проводов к компонентам и клеммам контроллера.
Базовая проводка для управления двигателем — Технические данныеОни показывают относительное расположение компонентов.Их можно использовать как руководство при подключении контроллера. Рисунок 1 — это типичная схема подключения трехфазного магнитного пускателя двигателя .
Рисунок 1 — Типичная схема подключенияЛинейные диаграммы показывают схемы работы контроллера
На линейных схемах , также называемых « принципиальная схема » или « элементарная » на схемах , показаны схемы, которые формируют основную работу контроллера. Они не указывают физические отношения различных компонентов в контроллере.Они являются идеальным средством для устранения неисправностей цепи.
На рисунке 2 показана типичная линия или принципиальная схема.
Рисунок 2 — Типичная линия или принципиальная схемаСтандартизированные символы облегчают чтение диаграмм
Как линейные, так и монтажные схемы являются языком рисунков. Нетрудно выучить основные символы. Как только вы это сделаете, вы сможете быстро читать диаграммы и часто сможете сразу понять схему. Чем больше вы работаете с линейными и электрическими схемами, тем лучше вы будете анализировать их.
Американская ассоциация стандартов ( ASA ) и Национальная ассоциация производителей электрооборудования ( NEMA ) являются агентствами, отвечающими за разработку и поддержание стандартов на символы.
Благодаря этим стандартам вы сможете читать все диаграммы, которые встречаются на вашем рабочем месте.
Базовая проводка для мотора Contol
,Трехфазные преобразования напряжения
Трехфазные преобразования напряжения могут быть выполнены с использованием трехфазных трансформаторов, которые представляют собой отдельные устройства со всеми обмотками, построенными на одном железном сердечнике. Они также могут быть выполнены с помощью трех однофазных трансформаторов, которые подключены извне для формирования трехфазного блока.
Простое понимание подключений трехфазных трансформаторов — Delta – Delta, Wye – Wye, Delta – Wye и Wye – Delta (на фото: трансформатор Jefferson Electric)Хотя трехфазные устройства обычно являются более экономичным вариантом, однофазный вариант обеспечивает большую гибкость и может быть привлекательным с точки зрения надежности и обслуживания .Если в одном месте требуется несколько одинаковых трансформаторов, однофазный вариант может включать покупку запасного блока для сокращения времени простоя в случае сбоя.
Эта практика часто наблюдается с критическими банками автотрансформаторов и повышающими трансформаторами генератора, потому что потеря трансформатора в течение длительного периода имеет очень существенные последствия.
Соединения, обсуждаемые в этой статье , будут реализованы с использованием однофазных блоков .
При подключении однофазных трансформаторов для формирования трехфазного блока необходимо тщательно соблюдать полярность обмоток. Полярность указывается с использованием точечного соглашения. Ток, возникающий в точке на первичной обмотке, будет индуцировать ток, выходящий из точки на соответствующей вторичной обмотке.В зависимости от того, как обмотки подключены к втулкам, полярности могут быть аддитивными или вычитающими.
Двумя наиболее часто используемыми конфигурациями трехфазной обмотки являются дельта и вай , названные в честь греческой и английской буквы, каждая из которых похожа. В треугольной конфигурации три обмотки соединены друг с другом, образуя замкнутый путь.Фаза связана с каждым углом дельты.
Хотя обмотки дельты часто эксплуатируются незаземленными, ножка дельты может быть повернута по центру и заземлена, или угол дельты может быть заземлен. В конфигурации Wye один конец каждой из трех обмоток соединен для образования нейтрали. Фаза соединена с другим концом трех обмоток. Нейтраль обычно заземлена.
В следующих параграфах описываются трехфазные трансформаторы, в которых используются треугольные и треугольные соединения.
- Дельта-Дельта
- Уай-Уай
- Delta-Wye
- Wye-Delta
В следующей части этой статьи будут обсуждаться трехфазные трансформаторы, использующие разомкнутые и открытые соединения, где один из однофазных трансформаторов, составляющих трехфазный блок, опущен. Нога трансформатора с отсутствующим трансформатором называется фантомной ногой.
1. Дельта – Дельта
Дельта-дельта-трансформаторы, как показано на рисунке 1, часто используются для питания нагрузок, которые в основном трехфазные, но могут иметь небольшой однофазный компонент .
Рисунок 1 — Delta-Delta TransformerТрехфазная нагрузка, как правило, является нагрузкой двигателя, тогда как однофазный компонент часто освещается и питается при низком напряжении. Однофазная нагрузка может питаться путем заземления центрального ответвления на одной из ветвей вторичной обмотки, а затем подключения однофазной нагрузки между одной из фаз на заземленной ветке и этой заземленной нейтралью.
На рисунке 2 показано соединение треугольник-треугольник.
Рисунок 2 — Соединения Delta – Delta Transformer (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)Диаграмма подключения слева показывает, как можно установить соединение треугольник, с тремя однофазными трансформаторами или с одним трехфазным трансформатором .
Пунктирные линии показывают контуры трансформатора. Реализация трех однофазного трансформатора может быть замечена, игнорируя внешнюю пунктирную схему и метки проходных изоляторов, показанные в той схеме, и концентрируясь на трех меньших (однофазный трансформатор) схемах.
Втулки однофазных трансформаторов соединены внешними перемычками, как показано, чтобы выполнить соединение треугольник-треугольник. В случае реализации одного трехфазного трансформатора три внутренних контура не учитываются, и перемычки между обмотками выполнены внутри бака трансформатора.Шесть вводов на схеме трехфазного трансформатора доступны для подключения.
Схематическую диаграмму в верхнем правом углу, возможно, легче проанализировать, поскольку отчетливо видны дельта-соединения.
На векторной диаграмме в нижнем правом углу показаны геометрические соотношения между цепью высокого напряжения и токами цепей низкого напряжения, а уравнения внизу в центре показывают эти соотношения математически.
По мере того как нагрузка на дельта-дельта-трансформатор становится несбалансированной, в обмотках треугольника могут циркулировать большие токи, что приводит к дисбалансу напряжения.Сбалансированная нагрузка требует выбора трех трансформаторов с одинаковыми коэффициентами напряжения и одинаковыми импедансами .
Кроме того, величина однофазной нагрузки должна поддерживаться на низком уровне, поскольку трансформатор с центральным ответвлением должен обеспечивать большую часть однофазной нагрузки. По мере увеличения однофазной нагрузки трансформатор с центральным ответвлением будет увеличивать свою нагрузку больше, чем два других трансформатора, и в конечном итоге будет перегружен.
Если один из однофазных трансформаторов в дельта-дельта-банке выходит из строя, банк может работать только с двумя трансформаторами, образующими конфигурацию открытого треугольника.Номинальное значение кВА банка снижается, но трехфазное питание все еще подается на нагрузку.
Вернуться к содержанию ↑
2. Уай – Уай
Токовые трансформаторы, как показано на рисунке 3, могут обслуживать как трехфазные, так и однофазные нагрузки. Однофазная нагрузка должна быть как можно более равномерно распределена между каждой из трех фаз и нейтралью.
Рисунок 3 — Уай-Уай-трансформаторНа рисунке 4 показано соединение типа «звезда-звезда» в виде трех однофазных трансформаторов или в виде одного трехфазного блока.Обе метки втулки и точки полярности показаны.
Рисунок 4 — Схема подключений Уай-Уай-трансформатора (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)Одной из проблем, присущих токовым трансформаторам, является распространение токов третьей гармоники и напряжений . Эти гармоники могут вызывать помехи в соседних цепях связи, а также другие проблемы качества электроэнергии.
Другая проблема состоит в том, что существует вероятность возникновения резонанса между шунтирующей емкостью цепей, подключенных к трансформатору, и намагничивающим сопротивлением трансформатора, особенно если цепи включают в себя изолированный кабель.Из-за этих проблем вай-вай-трансформаторы должны быть определены и внедрены тщательно.
Добавление третьей (третичной) обмотки, соединенной в треугольнике, устраняет многие из упомянутых проблем.
Вернуться к содержанию ↑
3. Дельта – Уай
Соединение треугольник-треугольник является наиболее часто используемым соединением трехфазного трансформатора . Вторичный соединитель позволяет распределять однофазную нагрузку между тремя фазами на нейтраль, вместо того чтобы размещать все на одной обмотке, как в четырехпроводной треугольной вторичной обмотке.
Это помогает поддерживать сбалансированную фазную нагрузку на трансформаторе и особенно важно , когда величина однофазной нагрузки становится большой . Стабильная нейтральная точка также обеспечивает хорошее заземление, позволяющее критическое демпфирование системы для предотвращения колебаний напряжения.
Если один из однофазных трансформаторов в дельта-вай-банке выходит из строя, весь банк перестает работать.
Кроме того, поскольку дельта-звёздный трансформатор вводит фазовый сдвиг на 30 ° от первичного к вторичному, как это видно по фазирующим символам на рисунке 5, он не может быть параллелен с дельта-дельта- и вай-вай-трансформаторами, которые не дают фазового сдвига.
Рисунок 5 — Delta – Wye TransformerНа рисунке 6 показано соединение треугольник-треугольник в виде трех однофазных трансформаторов или одного трехфазного блока. Обе метки втулки и точки полярности показаны.
Рисунок 6 — Соединения Delta – Wye TransformerАнализ дельта-звёздного трансформатора иллюстрирует множество важных концепций, касающихся работы многофазных трансформаторов. Анализ может быть выполнен на основе напряжения или тока. Поскольку напряжение (разность потенциалов или вычитание двух векторных величин) является довольно абстрактным и трудно визуализируемым, ток (или поток заряда) будет использоваться в качестве основы для анализа, поскольку ток легко концептуализировать.
Токи, возникающие в обмотках дельта-звёздного трансформатора, показаны на рисунке 7. Обратите внимание, что стрелки указывают мгновенные направления переменного тока и согласуются с условным обозначением точки.
Рисунок 7 — Дельта-обмоткиАнализ должен начинаться в одной из двух электрических цепей, либо в цепи высокого напряжения с треугольным соединением, либо в цепи низкого напряжения с соединительным штырем.
Так как в качестве основы для анализа используется ток, в качестве начальной точки выбрана соединительная цепь, так как в цепной соединитель, токи линии (выход из трансформатора) и фазные токи (в обмотках трансформатора) ) равны.Эта связь между линейными и фазными токами упрощает анализ.
Анализ начинается с маркировки всех линейных и фазных токов. Это показано на рисунке 8.
Рисунок 8 — Дельта – Уай трансформатор с маркированными токамиОбратите внимание, что нижние индексы указывают линейные токи в цепи низкого напряжения, а нижние нижние индексы указывают линейные токи в цепи высокого напряжения. В цепи низкого напряжения фазные токи идентичны соответствующим линейным токам, поэтому они также обозначены I a , I b и I c .Когда обмотки трансформатора выполнены, конкретная обмотка высокого напряжения соответствует обмотке низкого напряжения, проведенной параллельно ей.
Другими словами, обмотка высокого напряжения и обмотка низкого напряжения, которые проходят параллельно друг другу, составляют однофазного трансформатора или две обмотки на одной ветви магнитного сердечника трехфазного трансформатора .
Ток фазы высокого напряжения, соответствующий I a , обозначен как I a ′ .Направление I a ′ относительно направления I a должно соответствовать пунктирному соглашению. Величина I a ′ относительно I a является обратной величиной отношения витков трансформатора «n» или
При анализе трансформатора на единицу, n = 1 , поэтому получается:
I а ‘ = I а
Итак,
I a ‘ = I a (на единицу)
I b’ = I b (на единицу)
I с ‘ = I с (на единицу блок)
(уравнения1)
Далее, текущий закон Кирхгофа может быть применен к каждому узлу дельты:
I A = I a ‘ — I b’ = I a — I b
I B = I b ‘ — I c’ = I 901 b — I c
I C = I c ′ — I a ′ = I c — I a
(формулы 2) 94501 902 9009
Вышеприведенные уравнения выражают токи линии цепи высокого напряжения через токи линии тока цепи низкого напряжения .В этот момент числовые значения могут быть заменены на I a , I b и I c . Учитывая, что I a , I b и I c представляют сбалансированный набор векторов , произвольные значения на единицу измерения выбраны так, чтобы представлять a-b-c упорядочение фаз :
формул. 3 Должно использоваться положительное чередование фаз (a-b-c) , поскольку стандарты IEEE для силовых трансформаторов (серия IEEE C57) основаны на положительном чередовании фаз.
Подставляя уравнения. 3 в уравнения 2:
формул. 4 Сравнение I a с I A , с разницей в √3 и угловой разницей в 30 ° очевидно .
IEEE Std. C57.12.00 определяет направление, в котором углы фазора должны изменяться от одной электрической цепи к другой. В стандартном трансформаторе дельта-звезда (или звезда-треугольник) токи и напряжения прямой последовательности со стороны высокого напряжения опережают токи и напряжения прямой последовательности со стороны низкого напряжения на 30 °.
Если вектор высокого напряжения отстает от вектора низкого напряжения, соединение считается нестандартным. Иногда требуются нестандартные соединения для соответствия фазировок в двух разных системах, которые должны быть электрически связаны, но обычно указываются стандартные соединения.
Обратите внимание, что конвенция для определения стандартного соединения требует, чтобы векторы высокого напряжения опережали векторы низкого напряжения на 30 ° . Не делается никаких ссылок на первичные или вторичные.Первичные обмотки трансформатора — это те обмотки, на которые подается напряжение. Вторичные обмотки имеют наведенное напряжение на них.
Обычно первичные обмотки — это обмотки высокого напряжения, но это не всегда так. Хорошим примером исключения является повышающий трансформатор генератора.
Вернуться к содержанию ↑
4. Уай – Дельта
Уай-дельта-трансформатор, показанный на рисунке 9, иногда используется для обеспечения нейтрали в трехпроводной системе, но также может обслуживать нагрузку от своего вторичного .
Рисунок 9 — Уай-дельта-трансформаторПервичные витые обмотки обычно заземлены. Если вторичная обмотка представляет собой четырехпроводную дельту, четвертый провод, идущий от центрального ответвления на одном из плеч дельты, заземляется.
На рисунке 10 показано соединение «звезда-треугольник», либо в виде трех однофазных трансформаторов, либо в виде одного трехфазного блока. Обе метки и точки полярности показаны .
Рис. 10 — Соединения трансформатора Уай-Дельта (щелкните, чтобы развернуть диаграмму)Вернуться к содержанию ↑
Будет продолжение…
Ссылка // Промышленное распределение электроэнергии Ральф Э.Fehr
,