Точный расчёт и схема подключения УЗО, полное руководство
— Как правильно рассчитать и подключить УЗО
— Расчёт тока утечки, выбор номиналов
— Примеры
Эксперт MyFuseBox
12 декабря 2022
УЗО — наиболее сложный для понимания элемент домашнего электрощита, в этой статье мы на примерах покажем, как как любой новичок сможет грамотно рассчитать и подключить УЗО. Мы не будем вас грузить электротехникой, углубляться в чрезмерную науку и препарировать устройство под микроскопом, а разберёмся в самом практичном.
Вы узнаете о главных параметрах и принципе работы защиты, научитесь проводить расчёт УЗО на группу автоматов и напрямую для потребителя, чтобы реализовать самую жизненно важную функцию УЗО — защиту человека от поражения электрическим током, как организовать эту защиту, как правильно рассчитать УЗО и как его правильно сочетать с автоматическими выключателями.
Никаких особых знаний от вас не потребуется, то что вы читаете этот материал уже говорит о том, что у вас достаточно знаний чтобы разобраться в самом главном и понять, как выбрать УЗО правильно.
Сразу определим, что вопроса ставить или не ставить УЗО сегодня просто нет — определённо ставить и не одно. Это понятно, идём дальше.
Принцип действия вкратце, если кто-то совсем не знает
Специальный механизм в УЗО сравнивает ток по схеме “пришло-ушло”. Вот несколько пояснений, что именно сравнивает и как, потому что это очень важно понять:
- это НЕ сравнение того, столько пришло на клеммы IN УЗО и вышло с клемм OUT
- это сравнение сколько ушло к потребителям и сколько вернулось обратно
Что такое “пришло-ушло-вернулось”
Есть два питающих проводника, которые часто называют плюсом и минусом, фазой и нулём. При подключении потребителя потенциал переносится от одного проводника к другому, проходя через потребитель, тем самым питая его. Можно измерить сколько пришло в потребитель и сколько ушло — это разница токов двух проводников. Вот как раз эту разницу и измеряет специальный чувствительный механизм УЗО.
Поэтому можно сказать так: механизм в реальном времени измеряет сколько электричества прошло “до” или “от” потребителей по фазному проводнику и сколько по нулевому.
Ну и чтобы быть совсем точным, то УЗО измеряет разницу не только по конечному потребителю, а сколько вообще прошло электричества по проводам сразу после выхода из УЗО, ведь пока электричество дойдёт до потребителя, оно проделает извилистый путь по проводам, соединениям, распаячным коробкам, клеммам, гильзам, розеткам и т.д. В любом месте пути может образоваться утечка, которую УЗО зарегистрирует.
Так что мы считаем зоной зответственности УЗО всё, что находится сразу после выходных клемм этого самого авто выключателя дифференциального тока. Это, кстати, ещё одно из названий УЗО — коротко АВДТ.
Следующий важный момент: УЗО никак не реагирует на перегрузку и короткое замыкание, в этих случаях оно работает пока не выйдет из строя — сгорит, расплавиться, что угодно. Главное тут — УЗО не защитит от сверхтока, не в этом его задача.
Поэтому в электрощите УЗО всегда сочетается с автоматическими выключателями, вот последние как раз и нужны для отключения линии при перегрузке или коротком замыкании. На перегрузке мы ещё остановимся далее подробнее, это важно.
И вот оно, самое главное — дифференциальный ток
Это разница между тем, что прошло по одному выводу устройства и по другому. Если эта разница есть, а её величина уже в диапазоне отключения, то УЗО разомкнёт цепь. Уставка УЗО, т.е. ток реагирования, он же номинальный дифференциальный ток, определяет величину утечки, при которой произойдёт отключение.
Утечка в 30 мА — это верхний предел УЗО для того, чтобы защитить человека.
Когда утечка есть, а отключения нет
Есть такой параметр “неотключающий дифференциальный ток” и равен он половине тока уставки, т.е. при токе до 0.5 от уставки УЗО не отключает линию, а будет срабатывать в диапазоне от 0.5 и до номинального отключающего.
Утечка в сети есть всегда
Она складывается из утечек в нагрузке (подключённый прибор) и утечек проводки. В любой сети есть естественные фоновые токи утечки и утечка, прямо пропорциональная нагрузке, регистрируемые механизмом УЗО, поэтому кроме выбранной уставки нам нужно учитывать максимальную мощность нагрузки защищаемой линии.
Суммарная утечка сети = фоновая утечка + утечка нагрузки
Обратите внимание, что для того, чтобы УЗО сработало, совсем необязательно, чтобы в сеть что-то было включено. Даже при отсутствии нагрузки УЗО начеку и готово сработать при появлении разницы на контактах.
Сценариев срабатывания может быть много
Самый очевидный — это когда каким-то образом фаза попала на токопроводящий корпус бытового прибора, включённого в сеть. Опять же, статья не научная, и мы не будем вдаваться в детали разницы потенциалов (когда она есть, когда нет, что там с заземлением корпусов и т.д.) и прочей электротехнической науки. Достаточно понимать, что прикосновение к таким предметам может в разных случаях оказаться либо едва заметным, а может быстро вырасти от пощипывания до настоящего удара, вплоть до летального исхода.
Кроме этого проводка может получить повреждения в любом месте. Со временем ли, или одномоментно, но ток может начать утекать туда, куда не должен. И вот для всех таких случаев и создано УЗО, которое в реальном времени измеряет эту утечку и реагирует в тот момент, когда пора отключать линию (момент задаётся уставкой, как вы знаете). Механизм делает это очень быстро.
Расчёт номиналов УЗО
Как уже упоминалось, номинал по диф. току в 30 мА — это максимальное значение уставки для защиты человека от поражения током, всё, что выше, не защищает человека. Во влажных помещениях или для “влажных” приборов (тех, что работают во влажной среде или совсем рядом) нужно ставить УЗО с уставкой ещё меньшей — 10 мА, правда и линия должна быть отдельной, не совмещённой ни с какими другими устройствами. Дальше поймете почему.
Итак, формулы! Начинаем считать, например, у нас есть стиральная машина, её максимальная мощность по документам 2000 Вт. Мы хотели бы подключить стиралку к УЗО на 10 мА, т.к. она будет находится в ванной комнате, а это зона повышенной влажности, а значит опасности. Поэтому мы хотим поставить УЗО повышенной чувствительности.
Нам нужно посчитать суммарный ток утечки всей линии. Для этого надо суммировать ток утечки электроприёмника (да, так называются наши стиралки, кондиционеры, плиты, холодильники и всё, что подключено к сети) и утечку самой сети.
Делается это так:
на 1 А тока нагрузки потребителя будет 0,4 мА утечки, а ток утечки сети — 10 мкА на 1 м длины фазного провода.
Давайте посчитаем на примере стиральной машины:
Сила тока при максимальной паспортной мощности: 2000 Вт / 220 В = 9.09 А
Утечка самой машинки: 9.09 А x 0.4 мА = 3.636 мА
Предположим, что длина проводки от щитка до стиралки 10 метров
Утечка линии:
10 м * 0.010 мА (это 10 мкА) = 0.1 мА
Суммируем: 3.636 мА + 0.1 мА = 3.736 мА
Итоговая суммарная утечка получена — 3.736 мА, а как это соотнести с УЗО?
Правила гласят, что номинальный ток утечки (ток срабатывания) УЗО должен быть в 3 раза больше суммарной утечки защищаемой линии. У нас получается, что 3.736 мА * 3 = 11.20 мА
Получается, что согласно правил, наша желаемая уставка в 10 мА не проходит проверку и надо брать следующую ступень — 30 мА. Строго формально расчётное значение не проходит, но это может быть так только на первый взгляд. Вся формула очень чувствительна к мощности прибора. Наши 2000 Вт — это максимальная мощность, на которой устройство может и не будет работать, в конце концов это зависит от того, в каком режиме использовать устройство. Подставьте в формулу мощность в 1800 Вт и она практически проходит проверку.
Рассчитывая проводку, стоит представлять реальные условия эксплуатации. Чтобы лучше понимать максимальную мощность, которую вы принимаете для своих расчётов, нужно понимать из чего она складывается внутри устройств. Конкретно в стиральной машине основные потребители это: электродвигатель барабана и нагревательный элемент. От разных режимов работы зависит и потребляемая мощность.
Споры про 10 мА
Насчёт необходимости 10 мА многие спорят, есть правила, регламенты, опыт мастеров, однако, есть просто базовая математика и логика — если результаты расчётов позволяют использовать УЗО со значением тока утечки 10 мА, то надо ставить.
Бывает очень старая проводка, где естественные токи утечки такие, что УЗО на 10 мА будет постоянно срабатывать и докучать жильцам. Это ещё называют ложными срабатываниями, хотя тут нет лжи, это принцип действия УЗО, просто в быту такие срабатывания вызывают неудобство и человек называет отключения ложными. В итоге в рекомендации использовать номинал 10 мА мы исходим из того, что у нас будет новая качественно сделанная проводка и на заданной линии не висит ничего постороннего, кроме целевых потребителей — объектов расчётов.
Расчёт утечки для групповых УЗО
Это был простой пример с одним потребителем, но на практике вы захотите защитить все устройства от утечек максимально, кроме одиночных у вас будут и групповые линии, совмещающие несколько розеток и даже нескольких помещений. Они будут подключены к отдельным автоматам и в этом случае для распределения всей нагрузки по групповым УЗО нужно будет просчитывать пределы этих групп по нагрузке, проходящих проверку трёхкратной утечки. В этом и есть грамотный инжиниринг электрощита.
Вот так было бы идеально — защитить каждую отходящую линию отдельным УЗО + автомат. Но это будет очень дорого по деньгам, займёт много места в электрощите и к тому же это избыточно чисто по расчёту утечки всех линий.
А вот так будет лучше:
Грамотно, экономно, компактно, но потребует расчётов, чтобы распределить линии на группы и защитить именно их — по одному УЗО на группу автоматов.
Как решать такие задачки с групповой утечкой максимально быстро и точно
В нашем сервисе myfusebox можно создать виртуальные помещения и наполнить их разной нагрузкой. Система уже знает все особенности приборов и формулы для расчётов. Все вышеперечисленные расчёты вы можете в несколько кликов сделать в нашем визуальном калькуляторе. В итоге получите чёткие группы, разбитые по возможности объединять друг с другом и по суммарной мощности. Хотите, посчитаете только на 30 мА, а хотите, сделаете проект на 30 и 10 мА, алгоритмы знают про влажные помещения и приборы повышенной опасности.
Номинальный ток работы УЗО — ещё один важный параметр
Идём дальше, предположим, что мы определились использовать дифференциальный номинал 10 мА, но у УЗО ещё есть и номинальный ток работы — максимальный ток, при котором УЗО гарантирует работоспособность. Мы можем взять УЗО на 16 А, а может надо больше, как это понять? Разбираемся.
Номинальный ток УЗО — это ток, который может длительно протекать через устройство без его выхода из строя, с сохранением отключающей способности.
Так как в примере мы можем подключить в линию только стиралку, то в цепи рядом с УЗО будет только один автомат на 16 А. Почему именно на 16 — это отдельная статья. Для быстрого понимания: на освещение мы всегда ставим автоматы на 10 А, на обычные розетки — 16.
В этой связке мы не можем установить УЗО на 16 А, только на 25 А. Дело тут в особенностях автоматических выключателей, которые называются ВТХ (время-токовые характеристики). Без их детального разбора нам главное знать, что автомат, который отключает цепь при перегрузке или коротком замыкании имеет некоторый диапазон перегрузок, в пределах которого автомат будет какое-то время терпеть без моментального отключения.
Например, автомат типа C (у вас будет именно такой) может длительно пропускать через себя ток в 1.13 от своего номинала без отключения. В диапазоне 1.13 — 1.45 автомат начинает срабатывать, причём при превышении тока на 45% от номинала время срабатывания составит целый час. В нашем примере это значит, что при разгоне тока до 23 А вместо 16 автомат не будет отключаться 60 минут. Это не пойдёт на пользу УЗО на 16 А, а вот если номинальный ток УЗО будет 25 А, то всё в порядке.
Вы можете задать вопрос: если в выборе уставки со стиралкой мы еле-еле проходим по максимальную мощность устройства, то чего переживать за превышение тока? Ну превысит он 16 Ампер, какая разница, если наши 9 А от стиралки уже на границе отключения УЗО? По всей видимости, ток не успеет возрасти настолько, чтобы причинить вред УЗО, ведь оно отключится ещё раньше.
Может быть и так, но уставка может быть 30 мА, а автоматов в защищаемой линии больше одного, в этом сценарии ток может быть 20 А, но по уставке пока всё ещё нет отключения, зато УЗО уже вне режима нормальной работы.
Выбор номинала групповых УЗО
Представим, что мы защищаем не стиральную машину, а розетки в квартире. Деление всех потребителей на группы в рамках квартиры это тема отдельной статьи, сейчас мы представим, что планируем повесить все розетки в квартире на одну линию, наш предварительный подсчёт всей нагрузки привёл к тому, что УЗО на 30 мА не проходит и точно будет отключаться без веской причины. Нужно делить розетки, например, по комнатам.
В итоге отдельные группы проходят тест для защиты на 30 мА. Таким образом мы видим, что одно УЗО может защищать целую группу, а не отдельные устройства, а автоматический выключатель для этих потребителей будет не один, а несколько, как для удобства соединения, так и для удобства эксплуатации. Например, под одним УЗО будут 2 автомата: на комнату 1 и комнату 2. Их может быть и больше, это вопрос комплексного проектирования.
Поэтому правило такое:
номинальный ток УЗО должен выбираться на ступень выше суммы всех номиналов стоящих следом автоматов, несколько ли их или один, не важно. При этом не имеет смысла выбирать УЗО с номиналом выше вводного автомата.
Про дифавтомат
Это устройство, совмещающее в себе функцию дифференциальной защиты и защиты от сверхтоков, его маркировка несколько отличается от УЗО — рядом со значением номинального тока есть буквенное обозначения типа срабатывания, чаще всего в быту это будет “C”. Дифавтомат заменяет собой связку УЗО + автомат, это бывает удобно и экономит место в щитке, но в случае срабатывания мы точно не будем понимать причину.
УЗО и нулевой проводник
Не забываем, что в УЗО на вход приходит фаза и ноль, на выходе фаза распределяется на один или несколько автоматов, а нулевые проводники отходящих на потребители линий соединяются с нулевым выходом УЗО с помощью нулевой шинки, ну или напрямую в УЗО если у нас один автомат. Иначе схема защиты не будет работать, это очень важно для корректного мониторинга дифференциальных токов.
На изображении выше вы видели, как распределяется ноль после группового УЗО
Дополнение к формуле расчёта
Если вы просчитываете групповые линии, например, на те же розетки для комнат, то предусматриваете максимально возможную нагрузку на розетки. При этом нужно понимать, что в жизни вряд ли будут ситуации, когда во всех комнатах всё будет включено и при том на полную мощность. Поэтому в расчётах нужно использовать некоторый коэффициент для уменьшения суммарной мощности. Можете продумать сценарии использования, сделать это досконально, либо простым делением суммы на два, это на усмотрение проекта, в котором все детали будут видны, универсального ответа тут нет.
Ещё вы должны знать о реактивной составляющей. Некоторые устройства с электродвигателями в момент включения могут повышать ток линии значительно. Это различные компрессоры (тот же холодильник), помпы и двигатели. Тут тоже нет универсального совета, но подбирать номиналы для таких линий впритык не стоит, т.к. могут быть ложные срабатывания при старте. Часто коэффициент реактивной нагрузки принимают за 1.3
Вот в этой статье мы подробно разбираем как посчитать мощность линий с учётом коэффициентов и других параметров.
Противопожарные УЗО
Напоследок о противопожарных УЗО, это устройства дифференциальной защиты с током утечки 100 или 300 мА. Они служат для предотвращения возгораний неисправной проводки, в том числе внутри электрощита и вводного кабеля. Высокое значение уставки рассчитано именно на такую нештатную утечку, которая может являться предвестником возгорания. Ставим противопожарное УЗО для небольшой квартиры с уставкой 100 А и радуемся, также можно выбрать уставку 300 мА. Противопожарное УЗО защищает весь электрощит, поэтому устанавливайте его в верхней точке дерева распределения на группы, а фазный и нулевой выходы этого УЗО будут распределяться на входы групповых УЗО.
Вот вы и научились правильно рассчитывать уставку и номинальный ток УЗО, а главное точно подбирать характеристики с пониманием процесса.
В сервисе myfusebox вы можете сделать все расчёты за несколько секунд, у нас там алгоритмы, которые уже знают все аспекты и коэффициенты, работы на два клика. Какие номиналы выбрать, как соединить, все нюансы электрощита — просто зарегистрируйтесь и поиграйтесь с УЗО и нагрузкой.
MyFuseBlog — это сборник статей сервиса по созданию электрощитов MyFuseBox
Тут мы публикуем статьи, которые наши эксперты пишут специально для тех, кто планирует самостоятельно сделать электропроводку и собрать электрощит.
MyFuseBlog © 2022—2024 | Информационный ресурс
Как собрать щиток для дома, правильно выбрать и подключить автоматы к УЗО
— расчёт и подключение автоматов
— проектирование групповых УЗО
— схема сборки электрического щита
— обучение на реальном примере
Эксперт MyFuseBox
Дано
Решил ты, значит, собрать себе электрический щит — новостройка, самостройка, всё хочется сделать по уму и современно. И вот посмотришь на эти современные электрические щиты и думаешь, ну что это такое, а? Ну откуда вдруг взялись все эти тумблеры и индикаторы? Нормально же было: две пробки и счётчик с пломбой.
Да, было нормально, но время прошло, а щитки не меняются каждый год, поэтому их замена такая радикальная спустя время. Вот и получается, что теперь от привычных двух пробок нужно прыгнуть сразу в щит на 50 модулей.
Этим и займёмся: подробно разберём как посчитать всю нагрузку дома или квартиры, познакомимся с принципами разделения всех потребителей на независимые линии, изучим расчёт автоматов, деление на группы, подбор правильных номиналов и подключение автоматов к УЗО. Составим полноценную инструкцию по сборке электрического щита.
Кстати, продумывать разводку электропроводки по комнатам и тем более тянуть линии лучше только после расчёта щитка. Так у вас уже будет просчитанный план и работа пойдёт веселее.
Итак, что было раньше
Был счётчик и две пробки, которые иногда выбивало, от них алюминиевым проводом велась вся проводка — на лампочки и розетки. В какой-то момент пробки дополнились парой пакетников рандомного номинала, часто из разряда “с запасом, чтобы не выбивало”.
В общем проблем не было, разве что фаза пропала и надо бежать на улицу переключать, но это для частных домов и в редких случаях. Со временем такая проводка то тут, то там даёт сбой, горит, дымит и начинает приносить дискомфорт.
Что у нас теперь
С тех пор количество приборов увеличилось, потребление средней однушки сильно выросло. Розеток уже не хватает, аппетиты следующие:
Кухня:
электроплита духовочка посудомойка вытяжка холодильник микроволновка хлебопечь миксер тостер чайник кофемашина
Ванная и туалет:
полотенцесушитель тёплые полы бойлер защиты от протечек проточник стиралочка сушилочка гидромассаж
Любая комната:
телевизор кондиционер компьютер приставка акустика увлажнитель фен/триммер пылесосы утюг отпариватель электрокамин обогреватель бризер настольная лампа аквариумный аэратор
Разные слаботочные системы:
роутеры зарядки регистраторы охрана
Освещение уже не люстра в центре, а целый комплекс подсветок, спотов, рассеивателей, прожекторов, ламп, лент и других видов гирлянды. В частном секторе могут быть устройства ещё экзотичнее: насосы, регуляторы, отопление, полив и что угодно ещё.
Мы просто привыкли к такому арсеналу бытовых приборов, а как посмотришь на список, волосы дыбом.
Схема подключения и базовые параметры
Надо понимать, что весь тот зоопарк устройств выше в конечном итоге подключается к вводному кабелю, все устройства питаются от него. Значит наша схема проводки — дерево с ветвями, а наша задача — правильно рассчитать эти ветки: их количество, толщину и автоматику для подключения.
Определим толщину веток, для всей проводки в квартире вы будете использовать ограниченный набор кабелей, это следующие сечения:
- 1.5 мм 2 на освещение
- 2.5 мм 2 на розетки
- 4 и 6 мм 2 на очень мощные потребители типа нагревателей и электроплит
- 10 квадратов для коммутации автоматики внутри самого щита
У нас есть отличная статья о правильных связках сечений проводов и автоматов. Там подробно описано что и почему.
Стандарт напряжения
В предстоящих расчётах электрощита у нас будет фигурировать напряжение, надо бы определиться со значением: 220 или 230 В? Определиться важно чисто для расчётов автоматики, а ваши приборы работают на любом из этих напряжений. В формулах зависимости силы тока от напряжения и мощности вы можете увидеть, что:
если не менять мощность прибора, но повысить напряжение, то сила тока в цепи уменьшится. I=P/U, можете проверить, для калькуляции разница есть и она может стать решающей.
Для справки, десятилетия назад напряжение было вообще вдвое меньше и как раз с ростом потребителей и встал вопрос повышающегося тока — либо увеличивать сечения цепей, либо повышать их пропускную способность. Выбрали второе — повысили напряжение. Вот и в России, если кто-то не знал, несколько лет назад изменился ГОСТ по стандарту напряжения — было 220, стало 230, но никто и не заметил.
Резюме тут такое: если для расчётов взять стандарт 230 В, то при группировке линий и выборе номиналов автоматов защиты пройдёт больше полезной нагрузки. Когда будем считать номиналы, станет понятнее.
Начинаем разделение нагрузки
Для начала нужно сразу поделить все потребители по мощности и функционалу:
Самые мощные потребители (чаще всего стационарные) всегда будут со своим отдельным кабелем и автоматом в щите. К ним сразу отнесём как минимум варочную электрическую панель, духовку и водонагреватели. Для них будем использовать сечения 4 и 6 квадратов с автоматами C25 и C32 соответственно.
Чисто технически можно взять автомат с большим номиналом и он выдержит сразу и плиту и свет и все приборы в розетках, но большой суммарный ток во-первых будет нагревать провода, во-вторых мы будем подключать автоматы к УЗО, а оно наверняка сразу отключит такую нагрузку, в-третьих это очень неудобно, когда нельзя отключать линии избирательно.
Всё освещение тоже делаем отдельно, нам же не надо, чтобы при случайном КЗ в розетке у нас и свет зачем-то отрубился. Для освещения используется кабель сечением 1,5 мм 2 и автомат C10 .
Розетки, это третья категория линий, она выполняется кабелем 2.5 мм 2 и защищается автоматом C16 .
Уже получается 3 категории отдельных независимых друг от друга линий со своим кабелем и автоматом в щите. Выделим ещё одну — четвёртую — не самые мощные устройства, которые часто монолитят и подключают не вилкой, например, тёплый пол. Его функционирование точно не должно мешать остальным линиям. Можете придумать какие ещё устройства лучше бы отнести к этой категории. Как правило, тут тот же кабель и автомат, как на розетки, хотя бывает и меньше.
Итак у нас есть дерево из как минимум 4 ветвей: мощные потребители, свет, розетки и монолитный тёплый пол.
- мощные потребители
- свет
- розетки
- и монолитный тёплый пол
Дальше заходим на территорию удобств
Вот случилось что-то с лампочкой в каком-то месте, сработал автомат и отключил весь свет в доме, это не хорошо. Лучше поделить всё освещение как минимум на 2 линии, чтобы в случае нештатной ситуации отключилась только половина. Две линии означает, что в щитке будет 2 автомата на 10 А и от каждого отходит провод 1.5 квадрата.
Эти провода дальше уже разветвляются на столько выключателей и осветительных приборов сколько нужно. К примеру в однушке будет 6 люстр: кухня, спальня, коридор, ванная, туалет и балкон. Три из них на одном автомате, другие три на другом. А может быть так, что в коридоре 2 люстры и проходные выключатели, кухня имеет 2 или 3 уровня освещения, так же и в спальне есть основная люстра и мягкая подсветка по всему периметру. Тогда вы можете захотеть увеличить число линий освещения — в каждое помещение своя собственная. Вполне удобно.
Делим розетки
По аналогии со светом — мы сделаем как минимум 2 линии чисто для удобства. Вдруг где-то КЗ, а у нас холодильник, интернет, компьютер, всем этим хочется продолжать пользоваться. Ещё можно выделить отдельно кондиционеры, они бывают разные, их в нашей квартире может быть больше одного, пусть будут независимыми от розеток, но все на одном автомате. Пока предположим, что нам трёх линий достаточно для удобства: 2 на розетки, 1 на кондиционеры для кухни и спальни.
Мокрый критерий разделения
Некоторые потребители будут находится в помещении с повышенным уровнем влажности или непосредственно контактировать с водой. Это повышенный уровень опасности как для человека, так и для самих устройств и мы хотим дополнительной защиты.
Вообще у нас все автоматы в щитке будут подключены к УЗО, которое выполняет функцию дополнительной защиты человека. Основная защита — заземление. Чувствительность УЗО по току утечки (уставка) позволяет успеть отключить линию если утечка происходит на человека. Но существуют сверхчувствительные УЗО именно для линий в помещениях повышенной влажности, чувствительность таких УЗО в три раза выше.
Вот такие устройства должны иметь свою отдельную линию, их автоматы будут подключены к этим чувствительным УЗО.
Теперь из тех двух простых розеточных линий мы выделим отдельно стиралку и посудомойку конкретно по фактору влажности. А ещё выделим на свой автомат розетки мокрой зоны кухни, это те, в которые мы будем периодически включать миксеры, дробилки, блендеры и прочее, что будем держать прямо в руках и побаиваться =)
Важно! УЗО не защищает от удара током если прикоснуться к фазе и нулю, оно регистрирует только нештатную утечку, например, когда опасный потенциал появился на корпусе устройства и при касании он может пойти через человека куда-нибудь в землю, тогда в УЗО появится разница между фазой и нулём, т.е. утечка “в сторону” вместо обычной полезной нагрузки.
Вот так сейчас выглядит перечень линий нашей виртуальной квартиры:
- плита
- духовка
- водонагреватель
- мокрые розетки кухни
- стиралка
- посудомойка
- кондиционеры
- тёплый пол
- группа розеток 1
- группа розеток 2
- группа освещения 1
- группа освещения 2
В щите уже 12 автоматов. Вы знаете, что у нас будет защита человека по утечке на всех линиях и совсем чувствительная защита на самых важных направлениях, но если вы сделаете защищённую линию на розетки в ванную, плюс одну такую же на полотенцесушитель, то кол-во автоматики будет ещё больше. В принципе в ванной может быть две таких линии: стиралка и всё остальное — сушитель и свободная розетка для разных фенов и бритв. Главное не перегрузить.
Неотключаемые линии
В отдельные линии иногда выносят так называемую неотключаемую, на которой подключён холодильник, сетевое оборудование, охрана и тд., всё то, что должно работать при полном отключении всего остального в жилище. Это бывает удобно для обесточивания одним выключателем всего щитка кроме этой неотключаемой линии, например, если уехали в отпуск. Но кто-то сочтёт это излишеством.
Расчёт автоматов с калькулятором
После того, как предварительный проект щита готов, мы должны взять реальную мощность потребителей и посчитать токи нагрузки и естественной утечки, чтобы удостовериться, что автоматы и УЗО это выдержат.
Паспортная мощность потребителей указана максимальной, на практике мы редко будем использовать максимальные режимы работы. Плита не будет греть все элементы сразу, это редкость, стиральная машина тоже не всегда будет крутить на верхних пределах оборотов и температуры, со всеми прочими приборами такая же история. Это понимание нам нужно для того, чтобы мы не подходили строго формально к расчётам автоматов, а округляли, иногда пренебрегали незначительным превышением, да и автоматы вообще-то держат гораздо больше указанного номинала, а отключается совсем только при значительном превышении номинала.
Теперь будем сравнивать максимальный ток нагрузки с номиналом предписанного автомата. Автоматы взяты из той таблицы, ссылку на которую мы приводили, вот нужные нам данные:
Максимальная мощность |
Номинал автомата |
Сечение провода |
---|---|---|
2.2 кВт | 10 A | 1.5 мм 2 |
3.5 кВт | 16 A | 2.5 мм 2 |
5.5 кВт | 25 A | 4.0 мм 2 |
7.0 кВт | 32 A | 6.0 мм 2 |
11 кВт | 50 A | 10 мм 2 |
Чтобы высчитать ток и понять какой автомат ставить, нужно мощность разделить на напряжение 220 или 230 Вольт:
эл.плита 7000 Вт / 230 В = 30,43 А
стиралка 1800 Вт / 230 В = 7,82 А
и т.д. по списку оборудования
Эти данные мы ниже внесём в общую таблицу.
Тут вы кстати спросите, а если стиралка всего 8 Ампер, то зачем нам автомат на 16, когда есть на 10? Конечно вы можете взять другой автомат и проложить более тонкий кабель, но не забывайте, что на конце будет розетка. Если бы существовала уникальная розетка только для стиралок, то это одно дело, но в стандартную розетку кто-нибудь однажды может воткнуть 3,5 киловатта нагрузки и пиши пропало.
Ещё не переживайте сильно если получившееся значение тока немного превышает номинал автоматического выключателя. Если вы прочитаете нашу статью о сечениях, автоматах и УЗО, то увидите, что автомат не будет моментально отключаться, а пороги и время отключения такие, что небольшой погрешностью можно пренебречь. Но длительно (часами) работать с превышением автомат конечно же не должен.
Теперь расчёт УЗО
Эта формула будет посложнее, потребуется погружение в теорию, поэтому для полного понимания вам обязательно нужно прочитать статью о расчёте номиналов УЗО, в ней всё доступно написано, чтобы тут не повторяться.
Главное из того материала то, что для любой цепи существует естесственная фоновая утечка, а для её определения нам нужно знать ток включённой нагрузки. Зная рабочую утечку, мы сможем сопоставлять её с параметрами чувствительности ВДТ — именно уставками 10 или 30 мА.
Посчитаем ток фоновой утечки для каждой линии. Он должен быть в 3 раза меньше дифференциального тока УЗО, согласно правил. В таблицу будем заносить сразу трехкратную утечку для удобного сравнения с уставкой ВДТ (выключатель дифференциального тока):
эл.плита 7,0 кВт — утечка 36,55 мА
стиралка 1,8 кВт — утечка 9,42
и т.д.
Составим сводную таблицу по каждой линии
Электроплита 7 000 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
30,4 A | 32 А | 12,8 мА | 36,5 мА | 30 мА |
По току автомат C32 подходит, а вот трёхкратная утечка получилась выше 30 мА. По правилам, рабочая утечка потребителя должна быть до ⅓ дифференциального тока отключения УЗО. Думаем.
Уставку больше 30 мА мы применять для защиты человека не можем. Либо оставляем как есть, либо боимся срабатываний УЗО и подключаем автомат в щитке без дифф. защиты. В пользу установки автомата без УЗО можно сказать, что плита не имеет токопроводящей поверхности, а ещё заземлена. В пользу того, чтобы поставить УЗО 30 мА говорит то, что на практике мы скорее всего не будем гонять плиту на все 7 кВт, значит рабочая утечка будет в нужных пределах.
У ВДТ есть ещё параметр “неотключающий дифференциальный ток”, он равен половине тока отключения. Другими словами, 15 мА (30/2) — это ток неотключения, а у нас 12,8. При этом в диапазоне от 15 до 30 УЗО может сработать, а может и нет. В общем дал вам разный взгляд, решение за вами.
Духовка 3 000 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
13 A | 16 А | 5,2 мА | 15,7 мА | 30 мА |
Всё хорошо и по автомату и по УЗО. Есть ещё мнение, что на духовку лучше ставить автомат C20 и кабель выбирать потолще, т.к. иногда паспортная мощность может и не уложиться в 16 А, но тут обращайте внимание на конкретное устройство. В подавляющем большинстве они все имеют шнур со стандартной вилкой для подключения в 16 амперную розетку, и это сразу говорит о соответствующем автомате защиты и сечении кабеля.
Водонагреватель 2 000 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
8,7 A | 16 А | 3,5 мА | 10,5 мА | 10 мА |
Всё ОК. Рабочая утечка слегка выходит за пределы чёткой формулы, но не критично.
Мокрые розетки кухни 1 000 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
4,3 A | 16 А | 1,7 мА | 5,2 мА | 10 мА |
Всё хорошо. Мы взяли в расчёт киловатт, но можно будет включить почти 2, как видите.
Стиралка и посудомойка по 1 700 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
7,4 A | 16 А | 3,0 мА | 8,9 мА | 10 мА |
Кондиционер 1 000 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
4,3 A | 16 А | 1,7 мА | 5,2 мА | 30 мА |
Тёплый пол 750 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
3,3 A | 16 А | 1,3 мА | 3,9 мА | 30 мА |
Тоже всё в порядке
Остались групповые линии
Их мощность пока неизвестна, будем считать. Методика проста и очевидна — придумываем все потребители, которые будем использовать в быту, воображаем сценарии использования и выводим среднее реалистичное значение. Собираем приборы:
- утюг — 2,2 кВт
- пылесос — 0,8 кВт
- LED телевизор — 0,2 кВт
- холодильник — 0,3 кВт
- компьютер — 0,5 кВт
- чайник — 2 кВт
- микроволновка — 1 кВт
- кофемашина — 1,5 кВт
- вытяжка кухни — 0,2 кВт
Наверное, ещё будут всякие зарядки, торшеры и даже дрель раз в год, можно просто добавить киловатт в запас.
Просто сложить всю мощность будет неправильно, лучше посчитать какая часть будет длительно и часто включена, а какая эпизодически, что может быть включено одновременно и какие будут пики нагрузки.
Почти всё будет включаться кратковременно, длительно работают только холодильник, ТВ, ПК и мелочь, это примерно 1,2 кВт. Микроволновка, кофемашина и любой другой кухонный прибор будут работать 1-5 минут, более длительно работают утюгом или пылесосом, включённые вместе они дадут 3 кВт. Самая большая нагрузка это примерно такой случай: постоянные 1,2 кВт + 3 кВт + 2 кВт (работает вытяжка и чайник) = 6,2 кВт .
Для одного автомата C16 это перебор, а для двух нормально, значит две наши линии в принципе оправданы. Другое дело, чтобы действительно вся нагрузка была равномерна подключена аккурат в эти линии, с этим сложнее, не будем же мы по жизни думать о том в какие розетки что включать одновременно. Можно разделить всё на 3 группы, тогда вероятность включить всё в одну линию будет ещё ниже. Кроме того, ну не будем же мы пылесосить, варить чай с кофе, смотреть ТВ и гладить именно в одной комнате. Поэтому 2 группы хорошо, а 3 ещё лучше: кухня, коридор с санузлом, спальня. Но оставим 2 группы: кухня и всё остальное.
Группа розеток кухня:
вытяжка, чайник, микроволновка, ТВ и холодильник, итого: 3 700 Вт
ток | автомат | утечка | утечка*3 | УЗО |
---|---|---|---|---|
16 A | 16 А | 6,4 мА | 19,3 мА | 30 мА |
Всё хорошо, даже если будет небольшое превышение на пике, то автомат не выключится. Зазор по утечке тоже достаточный, УЗО не отключится.
Вторая группа розеток по мощности меньше: тут ПК, пылесос, ТВ, что-то ещё мелкое типа настольной лампы — 1,5 кВт плюс-минус. Значит тоже всё подходит.
Аналогично и с освещением
Если у нас не лампы накаливания, а светодиоды, то потребление небольшое. Бывает освещение, в котором нужен блок питания/розжига и вот его пусковой ток может быть высоким, но это всего лишь всплеск. Грубо можно представить свет так: 8 ламп на кухне, 4 коридор, 4 на санузлы, 8 спальня. 24 лампы по 10 Вт = 240 Вт . И без расчётов понятно, что линии в норме, а на всякий случай мы удвоим нагрузку, так сказать “на вырост”.
Собираем щиток, подключаем автоматы к УЗО
Мы поделили нагрузку на автоматы, теперь нужно разделить автоматы на группы УЗО. Если бы не было дифф. защиты, то щиток состоял бы из одних автоматов, на каждый приходит фаза, к выводу автомата подсоединяется нагрузка, а нулевой провод от нагрузки в общую нулевую шину. Дифференциальная же защита создаёт не только фазные ветки, но и свои собственные нулевые, чтобы регистрировать этот самый дифференциальный ток.
Схема сборки щита следующая: независимые линии имеют свой автомат, который подключён к своему УЗО. Эту конфигурацию можно заменить одним устройством АВДТ — это автомат и УЗО в одном корпусе. Сэкономит место в щите, но в случае отключения не сразу понятна причина — небольшая утечка или короткое замыкание.
Групповые линии мы подключаем по принципу “УЗО + группа защищаемых им автоматов”. Одно УЗО защищает не один, а несколько автоматов, давая им свой общий ноль.
Вот так выглядят УЗО+группа защищаемых автоматов, УЗО+автомат для одиночной линии и АВДТ:
Чтобы понять сколько автоматов можно подключить к УЗО, нужно посчитать сумму утечек наших линий.
Если вы сложите ток кухонной группы розеток, второй группы и освещение, примените формулы расчёта, то суммарная трёхкратная утечка составит 29,2 мА. В 30 мА это укладывается, значит мы можем все 4 автомата подключить к одному УЗО на 30 мА.
Номинальный ток УЗО выбирается по сумме номиналов защищаемых автоматов. У нас два по 16 и два по 10 А, итого 52, такого номинала УЗО нет и следует выбрать следующий в стандартном ряду — это 63 А .
Кроме того, если даже по сумме у вас вышло 32 А, то поставить номинал УЗО больше чем 32 не будет ошибкой, т.к. этот номинал говорит только о токе, на который рассчитана работа устройства, если параметр выше, то это только плюс.
Если бы рабочая утечка вышла за пределы 30 мА
Если превышение небольшое, то можно было бы и оставить как есть, но в других случаях стоит разделить автоматы на две группы и подключить их на два УЗО. Тогда лучше разделить самую мощную группу на две и потом из оставшихся собрать примерно равные по току группы. При этом в щите появится ещё один автоматический выключатель с ВДТ.
Второй вариант — попробовать перекинуть что-то небольшое, например свет, на не сильно нагруженную одиночную линию. В нашем проекте это мокрые розетки кухни на 1 кВт. Можете посчитать — 1,5 кВт тоже подходит для УЗО на 10 мА. Если этого высвобождения из групповых линий окажется достаточным, то мы обойдёмся одним ВДТ и сэкономим не только место в щите, но и деньги.
Кстати по экономии места в щите: может не хватить как раз несколько модулей и если не хочется покупать щит размером больше, то для одиночных линий можно использовать АВДТ. Его ширина 2 DIN-модуля против 3 в связке УЗО + автомат.
Окончательная сборка щита
Когда все группы посчитаны и спроектированы, остаётся только соединить всю аппаратуру внутри щита. Ко всем ВДТ на входы нужно завести фазу и ноль, с выхода ВДТ фаза заводится на вход одного автомата или группы. Нулевой провод каждой линии нагрузки либо присоединяется напрямую к выходу ВДТ, если линия одиночная, либо же к нулевой шине непосредственно своей группы.
Итак у нас получилась вот такая схема щита:
Надеюсь, вам всё было понятно в принципах расчёта электрощита и его главной автоматики. Обратите внимание на фото — вся нагрузка после УЗО подключается к своей фазе и нулю, а если автоматов несколько, то нужно использовать нулевую шину. УЗО не будет правильно работать если вы возьмёте от него фазу, а ноль подключите общий. На схеме все соединения хорошо видны.
Мы использовали две уставки ВДТ: 10 и 30 мА, вы увидели как сильно высокая чувствительность ограничивает подключаемую мощность. Однако, нет правила обязательно устанавливать такие УЗО, вы можете обойтись только чувствительностью 30 мА, тогда модульной аппаратуры в щите будет меньше, группы автоматов крупнее, как следствие — щит дешевле и компактнее.
Быстро рассчитать автоматы, УЗО и создать схему щита с любыми уставками вы можете в нашем сервисе MyFuseBox. В нём учтены все этапы расчёта, а главное вы сможете вносить изменения и мгновенно видеть результат.
Дополнительные устройства защиты электрощита
Для сборки надёжного электрощита есть минимальный джентельменский набор дополнительных аппаратов защиты, которые вам просто необходимо поставить в щиток: вводной автомат и реле напряжения. И не обязательно, но желательно — противопожарное УЗО.
Вводной автомат
Вводной автомат просто дублирует тот автомат, который находится за пределами вашего дома, квартиры. Вы ставите свой вводной автомат в щиток, во-первых, в качестве рубильника (а как же без него обслуживать щит?) и во-вторых, в качестве дубля верхней защиты. Верхняя защита — это когда нагрузка квартиры превысила мощность ввода, но автоматы щита по-отдельности ни один не перегружен. Когда вводной в вашем щите, то вы точно знаете его характеристики, качество и можете проверить работоспособность, без того, чтобы доверять обслуживающей компании. В общем плюс к уверенности.
Реле напряжения
Реле напряжения поможет спасти вашу технику. Напряжение в сети по-любому скачет, разница между самым низким и самым высоким может быть велика и зависит от локации. Вашей электрической технике опасны как низкое, так и высокое напряжение. Реле позволяет выставить границы отключения по низу и верху (например, отклонение свыше 10% от нормального) и задержку повторного включения. Когда напряжение выйдет за выставленную границу, реле отключит питание, когда напряжение придёт в норму, то реле включит его снова по истечению настроенного тайм-аута.
Ещё реле может быть с индикацией напряжения и тока, это классная функция, чтобы мониторить все показатели, если вы любознательный. Если у вас трёхфазный ввод, то эта индикацией ещё интереснее. Кстати для трёх фаз существуют реле выбора фаз, оно выбирает нормальную рабочую фазу из трёх и питает однофазную нагрузку, делает это непрерывно, переключаясь с резерва на резерв.
Противопожарное УЗО
Функция у него всё та же — учёт разницы токов на проходящих через него фазе и нуле, только теперь чувствительность 100 или 300 мА. Такая чувствительность не защищает человека. Его функция — вовремя определить утечку, которая может быть вызвана нарушением изоляции проводов, например, вследствие возгорания. Тогда оно отключит линию, предотвратив крупный пожар.
Что ещё важно знать для сборки щита
Кросс-блок
Это распределительный модуль, который будет стоять перед всеми группами УЗО и который вам очень пригодится. Он служит для того, чтобы раздать фазу многим потребителям-веткам дальше вниз.
Кросс-модуль — это компактный набор из 2-3-4 шин на 7-12 отходящих линий каждая. Вы можете комбинировать этот набор как удобно: можно раздать 3 фазы и ноль, а можно все их замкнуть и раздавать одну фазу на 30 проводов. Можно использовать как нулевые шины. Отличный девайс для нужных комбинаций.
Используйте кросс-блок, чтобы легко подключать фазу и ноль на групповые линии из одной точки, вместо перекидывания провода от модуля к модулю. Ещё его шинки могут пригодиться в качестве нулевых в дополнение к имеющимся в корпусе щита для раздачи нулей групповых УЗО.
Селективность
Если не слышали о таком, то кратко: при возникновении утечки в идеале должно отключиться только УЗО, питающее эту линию, а вышестоящее отключаться не должно. При возникновении КЗ в идеале отключиться должен только автомат этой аварийной линии, а вводной отключаться не должен. Такая избирательность отключения будет правильной и удобной, не будет отключаться всё сразу.
На практике вы можете добиться селективности только по УЗО, а про автоматы лучше забыть, реализовать их селективность на бытовом уровне очень сложно/дорого. Чтобы противопожарное УЗО имело некоторую задержку перед отключением и обеспечивало селективность, нужно просто купить селективное УЗО, оно имеет букву S в маркировке и стоит дороже.
Кабель для сборки щита
Для соединения всей автоматики щита используйте кабель сечением 8 или лучше 10 мм. Одножильный кабель не очень удобный для изгибаний, но со своими плюсами: его можно зажимать в клемме автомата без посредников, а также из него можно быстро сделать аналог гребенчатой шины. Использовать такой кабель дешевле, т.к. не нужны наконечники и специальный инструмент.
Многопроволочный кабель гораздо удобнее в работе — гни во все стороны. Зажимать его в клеммы нельзя, поэтому используют наконечники НШВИ, которые опрессовывают специальным инструментом.
В общем гибкий кабель используют профессиональные электрики-сборщики, те, кто работает на скорость и фетиш, вам для сборки щита для своего дома всё это не нужно.
Ширина щита и свободное место
Как правило, в корпусе вашего щитка будет 3-4 нулевые шины для групп автоматов. Помните же, что все автоматы рассаживаются по своим УЗО и по своим нулевым шинам? Вам может не хватить шинок в корпусе и нужно будет докупить.
Поэтому не лепите автоматику впритык, оставляйте свободное место для нулевых шин. Есть много разные шин, клеммников для крепления на DIN-рейку, посмотрите каталоги на маркетах. Кросс-блок, о котором было выше тоже может подойти.
Заключение
Это был обзор и разбор самых важных аспектов для создания щитка. По отдельности каждый модуль требует ещё более глубоко погружения в теорию, поэтому мы ссылались на соседние статьи в блоге. Когда вы освоите теорию об автоматах и УЗО, взаимосвязи с кабелем и особенности технических характеристик, то точно спроектируете и соберёте себе надёжный электрощит. Наш сервис по расчёту электрощитов поможет вам своим мощным калькулятором. Успехов!
MyFuseBlog — это сборник статей сервиса по созданию электрощитов MyFuseBox
Тут мы публикуем статьи, которые наши эксперты пишут специально для тех, кто планирует самостоятельно сделать электропроводку и собрать электрощит.
MyFuseBlog © 2022—2024 | Информационный ресурс
Схема подключения УЗО в однофазной сети
УЗО – это устройство защитного отключения, которое размыкает электрическую цепь при возникновении утечек тока. Количество бытовой техники и электроники в квартирах и частных домах неизменно растет, а вместе с этим возрастет и риск утечки токов, способной привести к пожару в помещении или к поражению человека электричеством. Поэтому использование УЗО в электросетях жилых и служебных помещений становится все более актуальным. Переменный ток промышленной частоты опасен для человека, если его величина превышает 0,01 А. Поэтому уставка, или порог срабатывания УЗО составляет, как правило, 10 мА (для сырых помещений или детских комнат) или 30 мА (для обычных условий).
Отличия УЗО, автоматического выключателя и дифавтомата
В схемах электропитания различных помещений могут использоваться три имеющих внешнее сходство прибора – автоматический выключатель (АВ), УЗО и дифавтомат. АВ защищает проводку от коротких замыканий и перегрузок. Прибор автоматически отключает нагрузку, если ток в ее цепи превышает номинальный. Устройство защитного отключения обеспечивает безопасность человека, отключая питание в момент случайного прикосновения к частям оборудования, которые находятся под напряжением. Дифавтомат размыкает цепь как при перегрузке по току и коротком замыкании, так и при появлении утечки, т. е. совмещает в себе свойства АВ и УЗО.
Как работает устройство
В конструкции УЗО имеются дифференциальный трансформатор, измеряющий ток утечки, и механизм, который срабатывает, если такой ток проходит через устройство защитного отключения. Прибор работает следующим образом: одна из трех обмоток трансформатора подключается к нулевому проводу, вторая – к фазному, третья служит для фиксации разности токовых значений. В нормальном режиме магнитные потоки первой и второй обмоток направлены друг на друга и равны, т. е. суммарный магнитный поток равен нулю. Если в каком-либо бытовом приборе возникает неисправность, в результате которой его корпус оказывается под напряжением, человек, прикоснувшийся к этому прибору, может получить травму. В момент касания появляется ток утечки, магнитные потоки первой и второй обмоток начнут различаться. В третьей обмотке при этом возникает дифференциальный ток. После достижения установленного порога УЗО срабатывает и отключает цепь.
Способы подключения УЗО
Без применения заземления. В многоквартирных домах, построенных в советское время, как правило, использовалась двухпроводная схема электропроводки. В жилое помещение в этом случае вводятся фазный и нулевой проводники, которые подаются на вход счетчика электроэнергии. УЗО в такой цепи следует за прибором учета. Фазный провод подключается к контакту L устройства защитного отключения, нулевой – к контакту N. Чтобы обеспечить защиту потребителей электроэнергии от перегрузок и коротких замыканий, после УЗО устанавливаются автоматические выключатели на 16, 25 или 32 А. Для жилого или служебного помещения небольшой площади достаточно одного устройства защитного отключения. Если потребителей много, лучше их разбить на группы. Например, в щитке в подъезде размещается одно противопожарное УЗО с током срабатывания 300 мА, а на розетки и освещение – отдельные устройства с уставкой 30 мА.
С заземляющим проводом. Применение заземления делает электрическую цепь более безопасной. Возможности устройств защитного отключения в таких схемах используются наиболее полно. В однофазной сети с заземляющим проводом металлический корпус бытового электроприбора не может находиться под опасным для человека напряжением. В схеме с заземлением УЗО более чувствительно к повреждениям изоляции электропроводки и контакту фазного проводника с корпусом потребителя. Заземляющий проводник, как правило, желто-зеленого цвета. Он присоединяется к каждой розетке в квартире. Устройство защитного отключения размещают между счетчиком и АВ, выполняя присоединения с соблюдением маркировки контактов.
Схемы подключения УЗО в однофазной сети
Общее УЗО + счетчик. Схема с одним общим устройством защитного отключения часто используется для обустройства проводки в небольших по площади помещениях, например в однокомнатных квартирах. Если сеть потребителей не очень разветвленная и бытовых приборов ограниченное количество, собирают цепь из входного автомата, счетчика электроэнергии и устройства защиты. УЗО подключают ко 2-му и 4-му выводам прибора учета. При этом второй вывод счетчика идет на фазный вход устройства защиты с маркировкой L, четвертый – на нулевой N. Входные клеммы расположены в верхней части УЗО, выходные – в нижней. Выходящий фазный провод расходится от устройства защиты на автоматические выключатели всех групп, а нулевой присоединяется к общей нулевой шине. Главный плюс такой схемы – простота и небольшие затраты. Минусом считается рост вероятности ложных срабатываний с увеличением числа потребителей.
Общее и групповые УЗО + счетчик. Эта схема отличается от предыдущей тем, что, помимо общего устройства защитного отключения, для каждой группы потребителей используется отдельный прибор. В этом случае защитная функция по утечке тока групповых устройств дублируется общим УЗО. Важно при этом соблюдать селективность в подборе УЗО. Что это означает? Устройства подбираются так, чтобы при аварийной ситуации они на срабатывали одновременно. Среди плюсов такой схемы:
- малая вероятность ложных срабатываний. При появлении тока утечки отключится не вся сеть, а только отдельная группа потребителей;
- более высокая степень защищенности потребителей. Сработавшее УЗО на одной из линий дает возможность быстрее и точнее определить причину аварийной ситуации.
Только групповые УЗО. В такой схеме отсутствует общее устройство защитного отключения. Это упрощенная версия предыдущей схемы, когда используются только групповые УЗО. Фазный и нулевой проводники от счетчика электроэнергии подключаются к защитным устройствам отдельных линий и общей шине нейтрали. При этом ток срабатывания АВ подбирается под конкретного потребителя или отдельную цепь. Например, для освещения он может составлять 16 А, для розеток на кухне – 32 А. Ток групповых срабатываний УЗО может составлять от 10 до 50 мА. Преимущества такого подключения в том, что пользователь может сэкономить на покупке вводного УЗО, но при этом в схеме сохраняется принцип селективности. В то же время отсутствие «подстраховки» в виде общего устройства защиты повышает риск пожаров и травм.
Нетипичные схемы подключения УЗО
Существуют и другие варианты схем подключения УЗО, которые используются гораздо реже. Например, когда в однофазной сети применяется трехфазное устройство защитного отключения. Это не очень рациональное присоединение для сети 220 В, но иногда его используют. При первоначальном подключении фазу необходимо присоединить к тому фазному полюсу УЗО, на котором сработает кнопка «тест».
Еще более редкий случай – применение устройства защиты в двухфазной цепи. Шанс столкнуться с такой сетью у электрика сегодня минимальный, но в качестве факультатива будет не лишним знать, что в двухфазной цепи каждый полюс розетки является фазным и имеет потенциал относительно земли – 127 В. Схема подключения УЗО аналогична однофазной сети, но АВ устанавливается на каждую из двух приходящих фаз.
Каких правил следует придерживаться при выполнении присоединений
Если подключение УЗО доверено неопытному электрику, могут быть допущены ошибки, способные привести к серьезным последствиям. Чтобы выполнить правильное присоединение устройства защитного отключения, необходимо:
- все работы проводить со снятием напряжения. Проверить отсутствие напряжения на токоведущих частях можно с помощью индикатора, мультиметра или контрольной лампы на 220 В;
- маркировать подключенные провода. Это можно сделать, например, с помощью изоленты или термоусаживаемых трубок разных цветов;
- использовать только заводские клеммники при выполнении подключений или наращивании проводов. ПУЭ запрещает применение скруток;
- проверять надежность присоединения каждого провода к УЗО. Для этого нужно попытаться выдернуть проводник, прилагая небольшое усилие: электропровод должен оставаться на месте;
- защитить глаза и открытые участки тела при первой подаче напряжения в цепь: если сборка была выполнена с ошибками, в щитке может случиться к/з или возгорание.
Чего делать нельзя
При выполнении сборки электрической цепи с устройством защитного отключения недопустимо:
- менять местами нули на выходе УЗО, если в схеме предусмотрено 2 и более таких устройств;
- подключать к прибору защиты нагрузку, нулевой провод которой соединен с защитным проводником PE. Возможны ложные срабатывания;
- параллельно подключать нули от разных устройств защитного отключения;
- присоединять ноль нагрузки к нулевому проводнику до УЗО;
- присоединять фазу потребителя от одного прибора защиты от утечек, а ноль – от другого.
По всем вопросам, связанным с покупкой устройств автоматического отключения, обращайтесь к нашим менеджерам по телефону или в онлайн-чате.
Как правильно подключить УЗО?
В связи с массовым использованием электричества в быту и на предприятиях остро встает вопрос о необходимости защиты человека от случайного поражения электротоком. Для этого используются специальные устройства защитного отключения (УЗО), на которых выстраивается работа защиты от электрического удара. Из-за естественного желания обезопасить себя многие люди задаются вопросом, как подключить УЗО в собственном доме или квартире и для чего его применяют.
Назначение и область применения УЗО
УЗО предназначено для сравнения величины электрического тока, протекающего в фазном и нулевом проводе. При нормальной работе электрических приборов эта величина одинакова и встречные потоки в обмотках УЗО компенсируют друг друга. Как только возникает аварийная ситуация — где-то нарушается изоляция с последующим протеканием заряженных частиц на землю в обход нуля, дифференциальные токи будут отличаться и защита отключит питание.
На практике это можно представить следующим образом: при пробое электропроводки на корпус стиральной машинки или водонагревателя их корпус будет находиться под потенциалом. Как только с корпуса потенциал начнет перетекать на землю, защита отреагирует, и человек не пострадает. Наиболее актуально подключать УЗО в цепь мощных приборов на кухне или в ванной, так как из-за выделения конденсата на их поверхности и металлическом корпусе, который является потенциальным проводником.
Но это не означает, что остальное оборудование не требует подобных приспособлений для защитного отключения: те же светильники, розетки и прочая подключенная нагрузка также может нести угрозу человеку. Поэтому их тоже актуально подключать к УЗО на щитке как общим для всей электрической проводки, так и отдельно для каких-либо приборов или их групп. Особенности применения электронных и электромеханических УЗО напрямую зависит от схемы электроснабжения и места их установки.
Схемы подключения УЗО в однофазной сети
Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.
В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:
- с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
- с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
- с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).
Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.
Без заземления
Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.
Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.
Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.
В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.
С заземлением
При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.
Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.
Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.
Подключение УЗО в двухфазной сети
Двухфазное питание относится к нестандартным присоединениям, где переоборудованный трансформатор старого образца на 127 В был переподключен в треугольник под современных потребителей на 220В, которые питаются от него линейным напряжением.
Чтобы подключить устройство защитного отключения в двухфазную цепь, необходимо обязательно отключить оба провода на вводе в щит, так как каждый из них находится под потенциалом. Затем каждая из фаз подключается к соответствующим фазным клеммам и нулевым клеммам с дальнейшим соблюдением их полярности. В отличии от однофазной системы, автоматы на выходе из УЗО должны устанавливаться для каждой линии или их можно заменить одним двухполюсным.
Подключение УЗО в трехфазной сети
Защита устройств, питаемых сразу тремя фазами, производится по аналогичному принципу, с тем отличием, что УЗО выбирается на четыре вывода. Пример подключения приведен на рисунке ниже:
Как видите, в данном случае подключение защитного устройства производится также после электрического счетчика и вводного пакетника. За ним уже подключаются индивидуальные автоматы, реагирующие на замыкание фаз, а при необходимости и более чувствительные УЗО для выстраивания селективного срабатывания на определенные группы потребителей.
Так как установка отдельного устройства для каждой фазы слишком затратное удовольствие, в трехфазных цепях применяются групповые УЗО, которые работают сразу со всеми элементами линии.
Основные ошибки во время подключения УЗО
При подключении УЗО многие допускают типичные ошибки, которые могут иметь весьма серьезные последствия для человека. Чтобы избежать их, соблюдайте такие правила:
- входные клеммы устройства защитного отключения должны подключаться только после соответствующего автомата, прямое подключение к сети недопустимо;
- соблюдайте соответствие нулевых и фазных контактов, их обозначение специально указано на корпусе;
- при монтаже проводки внимательно соблюдайте схему, особенно это касается объектов с разветвлением, большим количеством подключенных объектов и несколькими УЗО для них;
- если в квартире или доме отсутствует заземляющий проводник, то его ни в коем разе не стоит заменять проводом наброшенным на радиаторы отопления или трубы водопровода, заземление должно изготавливаться в соответствии с правилами;
- обращайте внимание на рабочие характеристики приобретаемых приборов (номинальный рабочий ток и ток отключения) и их соответствие параметрам сети, к примеру, если в линии может протекать ток в 50А, то устройство стоит выбирать минимум на 63А.
Чтобы обезопасить себя во время подключения соблюдайте элементарные правила электробезопасности.
Правила безопасности
Если вы решили самостоятельно подключить УЗО, успех и безопасность выполняемых работ будет зависеть от соблюдения вами правил безопасности:
- Перед началом монтажных операций обязательно снимите напряжение с участка (после отключения не лишним будет проверить наличие потенциала индикатором);
- Позаботьтесь о маркировке проводов – так будет гораздо удобнее подключать устройство, чтобы не перепутать выводы;
- Обязательно пользуйтесь заводскими клеммами и зажимами, ни в коем разе не допускайте накруток, напаек и других соединений с плохим контактом;
- После установки проверьте надежность соединений и наличие достаточной изоляции на всех токоведущих элементах;
- При вводе в работу обязательно проверяйте работоспособность путем нажатия кнопки тест;
- При первой подаче напряжения на вновь установленное устройство оно может разлететься из-за заводского брака или монтажных дефектов, поэтому лучше не стоять поблизости или принять меры для защиты глаз.
Перед подачей напряжения после завершения монтажа обязательно убедитесь, что никто из домочадцев или коллег не касается токоведущих элементов.