Особенности защит дифференциальными автоматами и УЗО в быту

УЗО в быту

С конца XX века в домашней электропроводке жилых помещений массово появилась мощная бытовая техника.

Стиральные машины, джакузи, приборы обогрева потребляют много электроэнергии, с которой не всегда справляется старая электропроводка, выполненная обычной алюминиевой «лапшой» 2,5 квадрата.

Провода перегреваются, изоляция подгорает, теряя свои свойства. Возникают токи утечки, появляется возможность поражения человека от действия электрического тока.

Современные требования электробезопасности требуют модернизации старой схемы электрооборудования квартиры с использованием новых защитных устройств. А все вновь строящиеся здания даже с хорошей изоляцией электропроводки оснащаются подобными защитами.


Принципы работы

Устройство защитного отключения и дифавтоматы имеют общий элемент — орган сравнения, реагирующий на появление токов утечек в схеме через поврежденную изоляцию.

УЗО

Монтаж устройства защитного отключения (УЗО) выполняется после вводных автоматов в квартиру или защищаемую группу потребителей.

Принцип работы органа сравнения токов УЗО
Фазный и нулевой провода пропускаются внутри встроенного трансформатора тока. В его магнитопроводе складываются магнитные потоки от входящего и выходящего тока, создается результирующий поток ФΣ. При хорошей изоляции электрооборудования отсутствуют токи утечки, через нулевой провод возвращается та же величина нагрузки, что и в фазе, ФΣ=0.

При ухудшении изоляции провода или бытового прибора часть фазного тока стекает на землю через место повреждения, минуя нейтраль. В трансформаторе появляется превышение величины тока фазы над током в нейтрали, возникает дисбаланс, появляется магнитный поток ФΣ>0.

Вокруг магнитопровода смонтирована обмотка измерительного реле. В ней создается ток небаланса ΔI, прямо пропорциональный величине потока ФΣ.

Ток небаланса измеряется логической схемой, выполненной на твердотельных элементах у статических реле, либо преобразуется в магнитную силу у электромагнитных. При достижении значений уставок происходит срабатывание реле KL, которое своими исполнительными силовыми контактами снимает напряжение со схемы.

Принцип работы УЗО
Для правильной, точной работы УЗО обязательна эксплуатация надежного контура заземления с системами уравнивания потенциалов, обычно выполняемых включением в электросхему PE-проводника.

Дифференциальные автоматы

Принцип работы дифавтоматов повторяет и расширяет методы, заложенные для УЗО. Постоянное сравнение изменений токов (дифференциалов) между входящим фазным и выходящим нулевым проводом осуществляется встроенным УЗО, которое работает аналогично автономным конструкциям. Однако дифференциальные реле более сложны, имеют:

  • индивидуальный автоматический выключатель для каждой фазы;
  • рычаг ручного управления;
  • тепловой расцепитель, выполняемый биметаллическими пластинами, которые при нагреве изгибаются, создают усилие на защелку, удерживающую автомат в положении “включено” и выбивают ее.

Вид время токовой характеристики у автоматического выключателя
Тепловой расцепитель реагирует с выдержкой времени на превышение тока нагрузки, вызывающее излишний нагрев проводов.

Электродинамический магнитный расцепитель из катушки с подвижным сердечником, который при токах уставок быстро втягивается и отключает без выдержки времени дифференциальный автомат от токов коротких замыканий, возникающих в схеме.

Сравнительные характеристики

Внутренняя схема УЗО ничем не защищается от проходящих через нее токов перегрузок и коротких замыканий. От них она может пострадать. Поэтому всегда перед устройством защитного отключения в электросхеме ставят автоматический выключатель соответствующего номинала.

Дифавтомат объединяет в своей конструкции обе эти функции и в подобной дополнительной защите не нуждается.

Конструктивное исполнение и габариты

УЗО и дифференциальные автоматы выполняются общим блочным исполнением с отдельными диэлектрическими корпусами из негорючих пластиков. Все компоненты размещены внутри, навесной монтаж не используется.

Дифференциальные автоматы и УЗО
Крепление обоих устройств защиты для бытовой домашней проводки в электрощитке осуществляется на DIN- рейку. Коммутация подходящих и отходящих силовых проводов выполняется зажимными клеммами под винт.

Дифференциальные реле содержат больше конструктивных элементов, чем УЗО, имеют увеличенные габариты. Их следует учитывать до покупки и начала монтажа: возможно, потребуется дополнительный электрощиток большей вместимости.

Выбор устройства по цене

Стоимость дифференциальных автоматов выше чем УЗО. Но важно учесть и другие параметры важные при эксплуатации.

Защитные характеристики

УЗО работает только при нарушениях изоляции в схеме, предотвращает от электротравм и несчастных случаев при возникновении опасного потенциала на корпусах электрооборудования и металлических предметах помещения.

Учитывая возможности возникновения фибрилляции сердца при 50 mA переменного тока, уставки УЗО задают ≤30 mA электрооборудованию обычных жилых помещений и ≤10 mA – ванным, кухням с увеличенной влажностью.

Для защит зданий от возгорания при перегреве изоляции проводов используют УЗО с загрубленными уставками до 100÷300 mA. Но в этом случае безопасность человека выполняется более очувствленными защитами.

По назначению автоматические выключатели маркируют индексами: А, В, С, D, К, Z. Их особенности:

  • Выключатели серии А защищают удаленные электроцепи и полупроводниковые устройства (кратность отсечки выставляется 2÷4 Iн);
  • Устройства типа В питают осветительные сети общего применения (кратность 3÷6 Iн);
  • Конструкции с характеристикой С выдерживают умеренные перегрузочные пусковые токи кратностью 5÷10 Iн;
  • Изделия класса D защищают активно-индуктивные нагрузки с тяжелым запуском (например, электродвигатели), изготавливаются с уставкой срабатывания 10÷20 Iн;
  • Устройства типа К работают с индуктивными нагрузками. Кратность отсечки 8÷12 Iн;
  • Модели вида Z выполняют для защиты схем с электронными приборами. Уставка 2÷3 Iр.

времятоковые характеристики для выключателей бытовых целей
Выбор номинала теплового расцепителя (6÷40 А) проводится по таблицам для номинального тока с учетом возможностей проводов выдерживать передаваемые мощности. при этом создается небольшой запас в одну ступень от допустимой нагрузки.

Уставка защиты токовой отсечки у электродинамического расцепителя подбирается с небольшим запасом отстройки от апериодической составляющей, возникающей при запусках электробытовых приборов.

Ремонтопригодность УЗО и дифавтоматов

Вводной автомат в схеме с УЗО установлен отдельно. Поломка менее сложного по конструкции УЗО устраняется проще, заменяемое оборудование стоит дешевле.

Ремонт дифференциального автомата потребует больших затрат, чем УЗО. Его устройство и конструкция сложнее.

Устройство дифференциального автомата

Поиск неисправностей

Отключение электричества в квартире всегда не приятно. Причина работы исправного УЗО очевидна — пробой изоляции схемы. Необходимо ее искать на том участке, где стоит защита.

При работе дифференциального автомата возможны:

  • нарушения изоляции;
  • превышения нагрузочных токов;
  • короткие замыкания в сети.

Придется анализировать все возможные варианты работы этой защиты.

Для кратковременной подачи напряжения при неисправном УЗО допустимо зашунтировать его вход с выходом у каждого провода. Длительно так поступать нельзя — нарушается электрическая безопасность проводки.

При неисправности дифференциального автомата такой прием исключает защиту автоматическим выключателем.

Выбор способа защиты электропитающей схемы между УЗО и дифреле проводят применительно к индивидуальным особенностям оборудования с учетом материальных затрат. Например, один автоматический выключатель может выполнять функцию защиты группы потребителей, в которых работают несколько УЗО.

Дополнительную информацию по теме вы можете увидеть в видеоролике владельца «Заметки электрика» УЗО или дифавтомат.

Задавайте вопросы в комментариях, делитесь информацией с друзьями через кнопки соц сетей.

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1
(15 голосов, в среднем: 5 из 5)

Ответить

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *