Как правильно подключить УЗО

Наличие устройства защитного отключения в паре с автоматами или дифатомат (АВДТ) крайне рекомендованы для электросетей. Сами автоматические выключатели не гарантируют полной безопасности, предохраняют только от скачков напряжения, коротких замыканий. Если их дополнить УЗО или поставить АВДТ, пользователь получит защиту еще и от утечек, а соответственно, от крайне опасных ударов током при пробоях, отсутствии заземления. Такая защита актуальная всегда, а особенно, для мощных приборов: водонагревателей, стиральных машин. Рассмотрим правила, как подключить УЗО, варианты и схемы установки, соотношение с иными элементами.

Понятия

Защитная автоматика при скачках напряжения, пробоях за доли секунд обесточит линию, опасный фактор не нанесет вреда человеку, а также будет исключено возгорание проводки, перегорание электроприборов. Удары током будут исключены при любых обстоятельствах.

Подбор и установка УЗО осуществляется под имеющуюся мощность линии, совокупные параметры по кВт запитываемых приборов на ней. Нормативное регулирование осуществляется ПУЭ, СП 31-110, ГОСТами 51326.1, IEC 61009-1.

Часто устройствами защитного отключения называют и УЗО и автоматы в связке с ним, и дифавтомат. Разница между ними: к первому надо ставить автомат, а АВДТ включает в одном корпусе эти 2 устройства, в остальном это одно и то же.

Схемы и принципы подключения особо не отличаются.

Ниже стандартное графическое объяснение, в чем разница между защитной автоматикой:

Устройства на DIN-рейке в распредщитке:

Принцип работы защитного отключения

Рассмотрим, как работает защита. Дифференциальным трансформатором внутри УЗО и АВДТ осуществляется измерение фазной и нулевой жил. Нейтраль должна пропускать столько электричества, сколько поступило.

Принцип работы УЗО: при нарушении баланса, например, когда на изоляции пробой или возник скачок напряжения, исполняющий узел с помощью специального расцепителя размыкает цепь.

Где размещают

Теоретически УЗО можно ставить где угодно, но почти всегда его размещают в шкафу вместе с вводным автоматом и счетчиком. Есть типоразмеры на болтовое крепление для застарелых типов шкафов, но в современных условиях чаще используют новые, более удобные изделия с DIN-рейками и аппараты, соответствующие им. Надо всего лишь защелкнуть изделие на специальную планку. Даже если шкаф старый, есть специальные наборы для снабжения его DIN-рейками, иногда их приваривают. А также есть модели с универсальными креплениями, подходящими как для болтов, так и для планки.

Несомненное достоинство современных типоразмеров автоматики — компактное исполнение. Такие аппараты являются плоскими коробочками, модулями без выступов, их можно ставить в ряд, группировать.

Монтаж в частном доме, в квартире УЗО своими руками возможен при минимуме опыта: надо всего лишь правильно его подобрать, защелкнуть на рейку и подвести контакты к клеммам сверху, снизу.

Что выбрать

По функциональности между связкой УЗО+АВ и АВДТ разницы нет. Все-таки популярнее первое, оно дешевле, а пользователи чаще желают сэкономить.

Дифференциальный автомат дороже, но и компактнее указанной связки, что имеет значение в ограниченном пространстве распредщитка, а также он подключается немного быстрее, поскольку это не 2 отдельных изделия, а 1 модуль.

УЗО+АВ имеет еще такое преимуществ: если одно из них выйдет из строя замена будет дешевле, достаточно будет поменять только один сломанный аппарат. Кроме того, УЗО целесообразно выбирать, когда уже есть автомат, доставить его к нему.

Нет однозначного ответа, что лучше установить: пользователь должен оценить перечисленные особенности под свои запросы.

Особенности монтажа

Для мощных электроприборов, например, бойлеров от 3.5 кВт крайне рекомендована индивидуальная линия со своей защитной автоматикой. Более надежным считается вариант включения не через розетку, а подсоединение напрямую в щиток, конечно, через защитное подключение. Желательно выбирать автоматику, размыкающую и фазу, и ноль (двухполюсную).

Указания выше носят рекомендательный характер. Любое оборудование можно подсоединять на линии с иными потребителями, но надо рассчитать проводку под их совокупную мощность. А также сложнее подобрать автоматику, есть больше риска, что будут ложные тревоги. Нет особо критичных замечаний и для подключения через розетку, если она подобрана под параметры потребителей (изделие должно быть рассчитано на 16 и больше Ампер).

Если будет одно общее УЗО+АВ, то сложнее определить, где неполадка, где произошел пробой, утечка. Обесточится вся сеть, поэтому обычно ставят не общую автоматику, а на несколько линий (отдельно на освещение, на мощное устройство и так далее).

Когда выбивает

У подключенного устройства одна задача — обесточить линию, когда ток попадает на электроприбор (его конструкцию, корпус). Данный аппарат улавливает колебания не доступные автоматическому выключателю, поэтому последний ставят к нему в пару, таким образом, обеспечивается полная защита — от скачков, превышений (АВ) и от утечек (УЗО). В АВДТ все эти функции в одном корпусе.

Причины, когда отщелкивается вышеуказанная связка, обесточивая сеть:

• утечки, КЗ, при сверхтоках. Часто такое возникает при повреждении изоляции (старая проводка), при пробоях ТЭНов, неполадках электросхем внутри прибора,
• ложная сработка — выбран слишком чувствительный аппарат, граница отключения слишком низкая,
• возникло замыкание на «земле» или «нуле» в розетке, при их объединении,
• в условиях, провоцирующих опасные факторы: при влажности, во время грозы с молниями,
• неправильный подбор и установка.

Проверка исправности

Процесс как правильно подключить УЗО предполагает его проверку. Способы процедуры — отдельная тема, особенно по лампе-контрольке, поэтому перечислим их вкратце:

• кнопкой «тест» («Т») на корпусе изделия. При нажатии имитируются условия сработки: на фазе ток превышает значение на нейтрале. Минусами способа являются неполные данные, так как возможны обстоятельства, когда аппарат исправный, например, при неправильном монтаже, поломке тумблера «Т» (брак),
• этот метод годится только для электромеханических моделей.  Удобно применить на месте при покупке. Суть: нагрузка идет только на одну катушку, появляется разница величин. Аппарат отсоединяют, на клеммы с одной стороны цепляют проводки от батарейки или маломощного БП (зарядка для смартфона), но ток источника должен равняться уставке аппарата или превышать ее. Соблюдают полярность, если нет срабатывания, меняют ее, если же и после этого нет реакции, изделие неисправное или электронного типа.
• третий метод — лампой-контролькой создают реальную утечку. Сборка: к патрону прикрепляют проводки для прикасания к клеммам. Подбирают мощность лампочки: для уставки защиты в 30 мА подходит 10 Вт. Будет забираться 45 мА (I=P/U=&gt,10/220=0.045). Если 100 мА, то подойдет 25 Вт. Превышающая уставку мощность для проверки рабочего состояния не важна. Но при учете раскалибровки ее надо учесть точно. Берут лампочку с точным совпадением, под мА. Если таковой нет, то для получения и модулирования нужной мощности в сборку включают сопротивление — резисторы.

Кабельные варианты

Отдельные мощные приборы уже выпускаются с устройством автоотключения на кабеле питания, такое характерно для бойлеров. Есть также модели удлинителей, розеток, адаптеров с таким дополнением. Подбор делается аналогично, как и для отдельных изделий (типоразмеры в щиток). Такие аппараты вполне функциональные, но специалисты скептически относятся к ним — все же надежнее подбирать устройство индивидуально и монтировать его в щиток (на линию). Кроме того, такая продукция всегда цифровая, менее надежная, чем электромеханические варианты.

Надежные бренды

Марки по надежности которые зарекомендовали себя качеством, классический проверенный выбор: ABB, Legrand, IEK, Schneider. Низкокачественное устройство может быть вполне работоспособным, но есть большой минус — оно может быть раскалиброванным, с нарушенной точностью.

Фазность сети

Изделие выпускается для всех вариантов фазности сети: 1-фазные (2-полюсные, для 220, 230 В), для 2 и 3-фазные (4-полюсные, для 380, 400 В). Если упростить, то разница только в количестве проводов, подключение трехфазного изделия аналогичное. Разобраться с назначением жил просто: есть фазные проводки и рабочий ноль.

Подключение УЗО к однофазной сети, если оно рассчитано на двух или трехфазное подключение, возможно, но не наоборот.

Ниже стандартная схема подключения УЗО в трехфазной сети:

Обычная схема подключения УЗО в однофазной сети (с заземлением):

Трехфазная защита на однофазную сеть

Подключение самостоятельно однофазного УЗО в такой же сети не сложное, но есть нюансы, если подсоединяют туда аппарат с 3 фазами. Есть такие схемы:

• фаза на L1(A, R) — обычно тест подключается к ней, а N через N,
• фаза на L1(A, R) и L2 (В, S), а N через N и L3 (C, T), в двух случаях параллельно. При этом ток можно удвоить,
• фаза на L1 (A, R) и L3 (C, T), а N через L2 (В, S) и N, все последовательно. В этом варианте трехфазное УЗО будет чувствительнее.

Номинал (по току)

Формула для подбора номинала: мощность запитываемых приборов (совокупная, всех на линии) умножается на 1000 и делится на 220 В. Добавляют запас — до 20 % (не больше, чтобы не было «ложняков»).

Номинал подбирают выше, чем на автомате на ступень. При АВ на 25 А в пару к нему берут экземпляр на 32 А. Если на вводе (в начале всей сети, перед счетчиком) стоит АВ («пожарный») на 50 А, то после него ставят УЗО на 63 А. Для примера — часть диапазона возможных номиналов: 16, 25, 32, 40, 50, 63, 80 А.

Если сначала (перед) стоит АВ с меньшим номиналом, как и должно быть, то после защитного устройства можно ставить автоматы с величинами неограниченными суммарно, но в конкретном одном АВ значение должно быть меньшим.

Уставки дифференциальных токов

Нормы установки УЗО обязательно учитывают I∆n — этот значок на корпусе означает ток утечки, значение при котором происходит расцепление, обесточивание. Пример части диапазона: 6, 30, 100, 500 мА. Иногда отображается в Амперах (А) тогда надо разделить на 1000: 0.006 и так далее. Явление «неотпускания», когда при токовом поражении невозможно оторвать руки, появляется при 30 мА, поэтому для бытового оборудования, конструкций с которыми контактируют люди, подбирают изделия, осуществляющие расцепление при 10 мА или до 30 мА тока утечки.

Для мощного оснащения, такого как бойлеры 1…3.5 кВт и выше, для влажных условий («мокрая» автозащита) всегда берут I∆n 10 мА.

Но если кроме высокомощного потребителя на линии есть иные приборы (мощности их учитываются в совокупности) то при 10 mA утечки есть риск ложных тревог, поэтому в таких ситуациях выбирают I∆n 30 mA (СП 31-110 п. А.4.15).

Расцепление происходит в рамках 50–100 % уставки дифтока. Изделие с I∆n 30 mA разомкнет контакты при 15–30 mA. При защите двойной или с несколькими уровнями по СП 31-110 п. А.4.2 для аппарата, расположенного ближе к точке питания (вводу), рекомендуют уставку и скорость сработки (селективность) в три раза больше, чем около обслуживаемого оснащения.

Типы

Пояснение дает нижеприведенная таблица:

Например, для бойлеров (относятся к мощным приборам) подойдет тип А , то есть для токов с переменными синусоидальными и постоянными пульсирующими характеристиками. А вот уже тип AC  в европейском регионе для водонагревателей не используют.

ПУЭ гласит следующее:

Разновидности

Высокая уставка — 100, 300, 500 mA — у аппаратов для ввода, общих (в самом начале линии), последняя ступень защиты.

Электронные типы стоят меньше, но у них есть зависимость от питания, если в щитке отгорит «0», то такое изделие будет неработоспособным, то есть этот вариант менее надежный, чем электромеханические изделия. Но есть преимущество — точность выше.

Время срабатывания (селективность)

При высоких характеристиках утечки 2-уровневая схема защиты (когда есть общая автоматика и дальше по аппарату на каждую линию) может активироваться вся одновременно, поэтому ближе к вводу ставят изделие селективное на 20–40 мс, более медленное. А в роли базовых применяют варианты в разы быстрее или без паузы, для такого расположения чем короче период сработки, тем лучше.

Типы по селективности:

• пауза отсутствует. Устанавливают на первые линии защиты (перед потребителем, ближе к нему),
• S, такой тип именуют «селективным». Задержка сравнительно большая — 0.2…0.5 сек. Размещают на вводе, на второй рубеж сразу после вводного АВ и счетчика,
• G — 0.06–0.08 сек.

На линии на каждый следующий рубеж защиты (в направлении до ввода) ставят аппарат с выдержкой и уставкой выше, в противном случае будут активироваться все ступени и в многоуровневости защиты не будет смысла.

Порядок, схемы, правила подключения

В самом общем разделении все схемы можно разбить по группам в зависимости от степени индивидуальности устройства отключения:

• с общим аппаратом,
• с изделиями на линии с группами потребителей или на каждое запитываемое устройство,
• комбинация.

Стандартная последовательность (от потребителя):

1. Обслуживаемый прибор.
2. Узел защитного отключения.
3. АВ линии (для связки УЗО+АВ),
4. Счетчик.
5. АВ «пожарный», вводной.

Подводка, расположение

Не важно — УЗО подключается до или после автомата, как и вводы/выводы снизу или сверху. Его можно менять местами с АВ (ставить слева или справа).

В некоторых источниках утверждается, что надо четко соблюдать подключение жил проводки сверху (провод от ввода) и снизу (выводы к потребителям). Это нет так: низ и верх значения не имеет при подводе питания, конечно, если это прямо не указано в техдокументации прибора.

Нет значения, где поставите аппараты, установка УЗО до или после автоматических выключателей, автомата допустима. Технически его можно ставить и перед вводным АВ и счетчиком, но так не делают, поскольку врезка любых приборов перед ними запрещена Энергонадзором.

По вопросу, можно ли подключать УЗО до автомата и после него, наблюдаются дискуссии и споры. Читатель может ознакомиться с ними на спецфорумах и выбрать понравившийся вариант. Все же большинство рекомендуют ставить после АВ.

Порядок подключения

Этапы:

1. Обесточивают полностью сеть, выключая самый первый вводной автомат (перед счетчиком).
2. После счетчика защелкивают АВ+УЗО (связку) на DIN планку.
3. Проводки от счетчика, соблюдая полярность, надо подсоединить к автомату связки, снизу от него в таком же порядке их заводят на верхние клеммы защитного аппарата, а дальше снизу его выводят к линии потребителям.
4. Включают пожарный автомат (см. 1 пункт), затем УЗО+АВ, проводят тест кнопкой (или иными методами описанными выше).

Как не ошибиться при монтаже

Правила, как исключить ошибки при подключении УЗО:

• не нарушать последовательности по селективности,
• между самой автоматикой полярность имеет значение, ее надо соблюдать. Подводить линию от потребителей (для розеток) можно как угодно, но все же желательно и в этом случае придерживаться порядка (фаза к фазе и так далее),
• не перепутать N, L (места крепления подписаны),
• рабочий ток равен или выше на ступень параметра автомата,
• подключайтесь желательно только в щитках, в сухих, не во влажных помещениях, и не там, где возможны наводки,
• рекомендовано к каждому устройству отключения ставить индивидуальный автомат, схемы с общим изделием на группу АВ работоспособны, но у них несколько ниже надежность,
• чрезмерно чувствительный аппарат (по уставке, с низким порогом сработки) может часто ложно активироваться,
• установленный прибор обязательно тестируют, хотя бы кнопкой на корпусе.

Правила подключения УЗО касательно клемм:

• вх. N (левый верх) — от АВ,
• вых. N (левый низ) — заводится к отдельной шине «нуля», такое подсоединение — стандарт, для «0» всегда есть общий клеммник в распредщитке,
• вх. L (правый верх) — от АВ,
• вых. L (правый низ) — к АВ групповым.

Напомним, для мощных приборов рекомендована индивидуальная линия с такой же автоматикой и с двухступенчатой защитой.

Присутствие и отсутствие заземления в схемах

Надо учесть, есть ли заземляющий PE провод. В старых домах обычно схема PEN без земли как таковой, то есть она и раб. нуль объединены (2-жильная проводка).

При наличии заземления если происходит пробой, ток возникает на конструкции прибора, появляется КЗ, активируется АВ, происходит обесточивание. То есть пользователь, даже если нет аппарата отключения, защищен хотя бы от описанного фактора. Поэтому защитная автоматика крайне обязательная, если нет заземления.

Автоматику монтируют в схемы при наличии заземления и без такового. Причем жила «земли» в соединении вообще не берет участия (такой клеммы нет) — она идет мимо аппаратов на «свою» шину в распредщитке. Узел отключения дополняет заземление, гарантируя и усиливая безопасность при пробое. Утечка попадает на корпус, затем на жилу «земли», поэтому фиксируется мгновенно, тут же цепь размыкается, и для этого нет необходимости в контакте человека с объектом.

Если же УЗО в двухпроводной сети (без жилы «земли», старые сооружения с PEN), то току течь некуда, баланс остается, опасность обнаружится и расцепление произойдет, только когда пользователь коснется электроприбора. При неправильном подборе, при слишком медленном узле отключения, возможны болезненные ощущения на доли секунд. Поэтому 2 меры (заземление и УЗО+АВ) одновременно — идеальные условия для полной безопасности.

Предостережения:

• методы замыкания перемычкой «0» (нейтрали, рабочего нуля, минуса) и земли в розетке не только неправильные, но и опасные — это «зануление». При правильной схеме ток на жилу земли не идет, она без него, он попадает туда только при пробоях, утечках. А при занулении на таком проводе будет всегда ток, поэтому пользователь рискует быть пораженным им,
• если монтаж делается в схемах без правильного заземления, то АВ (от КЗ, перегрузок) к нему ставят обязательно.

Варианты схем по числу автоматов

Есть два варианта: 1 защитный узел на 1 АВ или на группу АВ. Первый всегда лучший, желательный, особенно для мощных потребителей.

Второй вариант — менее надежный, впрочем, часто такие схемы ставят, и они работают хорошо. Сумма номиналов АВ должна быть ниже устройства защиты, но если сверху поставить автомат с этой характеристикой ниже, то далее можно «вешать» аппараты с любыми номиналами. Превышать количеств в 5 АВ не желательно — увеличивается вероятность «ложняков».

Схема подключения к трехфазной сети трехфазного УЗО для запитывания однофазного оборудования:

Стандартная схема трёхфазного аппарата для 3-фазного оборудования:

Схема с 1 уровнем

Первый вариант: жилы с помощью шины после счетчика образуют отдельные линии со своим УЗО+АВ. Под каждую такую связку проводится индивидуальный расчет, учитывая совокупную мощность потребителей конкретной ветви. Например, для бойлера на 2400 Вт номинал 2400/220 = 10.9 А (не меньше), берем следующую ступень 16 А.

Второй вариант: ставить УЗО общее. В данном случае все линии учитываются в совокупности. Пример: ветвь с ЭВН 2400 Вт, линия освещения — 1100 Вт, розеток — 2800 Вт. Получим не меньше 28 А, приплюсовав все указанные цифры, разделив их на 220. Подойдет аппарат со следующей ступенью — 30 А. Минус такой схемы — сложность обнаружения пробоя, так как отключается энергия на всем объекте, независимо от локации неполадки. При ремонтных манипуляциях будут обесточиваться не ветви по отдельности, а вся сеть в квартире.

Схема с индивидуальным УЗО+АВ для каждой линии или потребителя предпочтительнее.

Два уровня

Самая надежная и лучшая схема — двухуровневая, ступени:

• вторая (сверху, на вводе) — общее отключение к такому же вводному «пожарному» аппарату. Номинал равен или не меньше устройства для учета электричества,
• первая — групповые защитные устройства для линий, отдельных потребителей.

Двухуровневая схема подключения нескольких УЗО в однофазной сети:

Совокупность номиналов не должна превышать таковой показатель у входного (общего) прибора: если на 1 уровне, например, устройства 10, 16 А, то на 2 ступени (общий аппарат) 10 + 16 = 26 А.

Преимущества:

• защита удваивается: при несрабатывании таковой на втором уровне (брак, неполадки, некорректно подключение) активируется первая ступень, которая уже обесточит все линии,
• есть возможность быстрее определить место утечки: вторая ступень отключит линию именно там, где поломка,
• можно отключать линии выборочно, что удобно при ремонте,
• обесточивается только магистраль с поломкой – остальными можно пользоваться, то есть в доме будет рабочий источник питания.

Недостатки относительные: система займет больше места в шкафу, затраты на покупку, монтаж возрастают.

Дифавтомат

Принцип АВДТ обычный: расцепитель разводит контакты при обнаружении пороговых величин.

Схемы подсоединения АВДТ в целом аналогичные. Ниже вариант с общим дифавтоматом на группу АВ (схема менее надежная, не рекомендована для мощных приборов).

Более предпочтительная сборка, когда АВДТ устанавливается к каждому потребителю, отдельно на опасные сегменты:

Двухступенчатая защита с дифавтоматом. Уставка вводного АВДТ всегда больше (200, 100 мА) последующих, которые он защищает, или равная. Тип — S, для селективности, номинал выше на уровень.

Как подобрать номинал

Подбор номинала АВДТ на примере бойлера. Смотрят на мощность ЭВН и берут со значением в сторону возрастания. Запас — до 20 %, иначе сработка будет медленной, что критично при КЗ, когда ток в десятки раз выше нормы.

Величина отключения (уставка) — 10 мА, если линия индивидуальная, для одного мощного прибора. Если же на ней несколько потребителей — 30 мА.

Чаще всего применяют дифы на 16, 20, 25 А. Электромеханические изделия считаются более надежными.

Предостережения:

• дифзащита для мощных потребителей должна активироваться при утечке в 5–7 мА,
• нельзя нуль и фазу дифавтомата объединять с не подсоединенными к нему жилами, даже если таковые идут от параллельно включенных АВДТ,
• нуль на выходе из прибора не должен касаться жилы «земли».

Выбор автомата

Автомат осуществляет размыкание при скачках, перегрузках, КЗ, когда проводка не соответствует мощности потребителей. Правила подключения автоматов, их подбора надо учесть, как и вся автоматика, они подбираются по сумме кВт запитывемых приборов.

Номинал АВ надо брать с резервом, например, для нагрузки до 3500 Вт (1.5–2.5 кВт) достаточно 16 А, до 4400 кВт — 20, больше — 25. Высчитывают по уравнению: мощность умножают на 1000 и делят на 220. Устройство на 5 кВт предполагает выбор изделия на 22.72 А (5×1000 : 220). Но берут АВ на 25 А, он как раз подойдет с запасом.

Есть таблицы для подбора АВ, учитывающие токовые номиналы, кВт, сечение проводки:

Характеристика временно-токовая, так называемая кривая отключения, отображает, как зависит скорость сработки от величин токов. Есть типы B, C, D. Чтобы на входе АВ был включенным при задействовании аппарата ниже по схеме, его номинал и временно-токовая категория должны быть выше. Например, D — на вх., C — после него.

Тип C — это «быстрые» изделия, ток расцепления равен 7-кратному номиналу, B — 4-кратному, D — 15-кратному. Для оборудования с нагревательными узлами (ТЭНами) ставят тип B, но он высокочувствительный поэтому используют и тип C.

При монтаже соблюдают селективность: вводной номинал больше последующих АВ, но суммарно значения последних могут быть выше. Но эта характеристика у группового АВ должна сравниваться или превышать ток защищаемого устройства.

Видео по теме