Выключатель дифференциального тока (УЗО)

Назначение

Защита от токов утечки

защита при косвенном касании, в форме защиты от токов утечки путем отключения при недопустимо высоком напряжении прикосновения вследствие замыкания электрооборудования на корпус.

Иными словами, выключатель дифференциального тока (УЗО) - быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводах (ток утечки).

 Это устройство защищает человека при поражении электрическим током, а также осуществляет надежную защиту от возгораний и пожаров, возникающих вследствие неисправности электропроводки.

Случаи использования УЗО:

В случаях повреждения изоляции проводов в электроприборах. Например, внутри стиральной машинки повреждена изоляция на фазном проводе, в результате чего он коснулся корпуса. УЗО тут же отключит электричество, потому что ток, ушедший в квартиру по фазному проводу, не вернулся в УЗО (с корпуса машинки он по проводу "заземления" вернулся в щиток, минуя УЗО и следовательно, входящий и исходящий токи через УЗО оказались различны).

При неосторожном обращении с электропроводкой. Вот классический пример. Мужчина сверлит стену, опираясь голой ногой на батарею, и попадает в фазный провод. Ток, пройдя по цепи "металлический корпус дрели - рука - грудная клетка - нога - батарея" вызывает паралич сердца и/или остановку дыхания. Но если есть УЗО, то оно сразу "почувствует", что часть тока не вернулось (та часть, которая прошла через человека и ушла в батарею). Напряжение будет отключено столь быстро, что беды не случится. Конечно, человека током дернет, но не более того.

При неосторожном обращении с электроприборами. Вот классический пример. Мужчина сидит на краю ванной, а в ванной - его жена, застрахованная на приличную сумму. И он случайно роняет ей в воду радиоприемник, включенный в розетку... Думаю, принцип ясен - ток не вернулся в УЗО, а ушел по трубам в землю и т.д.

Отметим, что ситуация, когда часть тока не возвращается в УЗО, называется "утечка тока.

УЗО не сработает при одновременном прикосновении человека к фазному и нулевому проводу, т.к. оно не так уж интеллектуально, чтобы различить, что именно включено в электрическую цепь - человек или лампочка. Если утечки тока нет - все в порядке.

У различных производителей электрооборудования, а также в российских стандартах, а  даётся различное определение УЗО:

1. дифференциальный выключатель нагрузки
2. выключатель дифференциального тока
3. устройство защитное, управляемое дифференциальным (остаточным) током (УЗО-Д)
4. устройство защитного отключения переносное (УЗО-ДП)
5. автоматический выключатель со встроенным защитным устройством, управляемым дифференциальным током
6. автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока (ВДТ)

В нормативной документации, научно-технических изданиях и публикациях подобные изделия именуются как "УЗО".

Но несмотря на привычное звучание названия этого устройства, существует относительно новый стандарт (ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96)), в соответствии с которым его полагается называть ВДТ - выключатели дифференциального тока.

Минимальный ток, протекание которого ощущается человеческим телом, но при этом не вызывает опасных последствий равен 5мА. Следующая величина именуется «током не отпускания» и равна 10мА. При протекании через человеческое тело тока такой силы происходит самопроизвольное сокращение мышц. Ток силой 30мА уже может вызвать паралич дыхания. Необратимые процессы, связанные с кровотечениями и сердечной аритмией, начинаются в организме человека при протекании тока величиной 50мА. Летальный же исход возможен при протекании тока в 100мА.

Таким образом, своевременное реагирование устройств защиты на ток менее 500мА защищает объект от возгорания, а на ток менее 10мА - защищает человека от случайного прикосновения к токоведущим частям.

Конструкция и принцип действия

В конструкции УЗО определяют 3 основных узла:

Суммирующий трансформатор тока для обнаружения тока утечки

Расцепитель, преобразующий электрическую измеряемую величину в механическое разъединение.

Блокировочное устройство коммутационного аппарата с контактами

Суммирующий трансформатор тока подключен ко всем токоведущим проводам. В неповрежденной установке намагничивающее действие токоведущих проводов в суммирующем трансформаторе тока взаимо компенсируется, поскольку согласно закона Ома сумма всех токов равна нулю. Таким образом остаточное магнитное поле, которое могло бы индуцировать напряжение вторичной обмотки отсутствует. Если в результате неисправности появляется ток утечки, то вышеупомянутое равновесие нарушается и в сердечнике трансформатора сохраняется остаточное магнитное поле. Вследствие этого во вторичной обмотке возникает напряжение, которое через расцепитель и блокировочное устройство коммутационного аппарата  отключает электрическую цепь с дефектом изоляции. Такой принцип разрыва в цепи  работает независимо от сетевого напряжения или наличия энергии от сетевого напряжения или наличия энергии от вспомогательного источника, что является условием высокого уровня защиты. Только благодаря этому гарантируется, что даже при повреждении сети, например при выходе из строя фазного провода или при разрыве в нейтральном проводе, по прежнему сохраняется защитное действие ВДТ.

Для защиты от возможного повреждения сверхтоками ВДТ следует подключать последовательно с автоматическим выключателем или предохранителем.

Перед ВДТ должен быть установлен автоматический выключатель, который является главным по отношению к нижестоящим автоматам (установленным, например, в квартирных электрощитах).

Кнопка «ТЕСТ»

Эксплуатационную готовность ВДТ можно проверить с помощью контрольной кнопки. При нажатии кнопки искусственно создается ток утечки и ВДТ должен сработать. Рекомендуется проверять работоспособность ВДТ при вводе в эксплуатацию и через регулярные промежутки времени - примерно раз в полгода.

В настоящий момент на Российском рынке присутствуют 2 принципиально различающиеся категории устройств защитного отключения:

• 1. Электромеханические (независящие от сети).
• 2. Электронные (зависящие от сети).

Рассмотрим принцип действия каждой из категорий.

Электромеханическое УЗО состоит из нескольких основных компонентов:

• - трансформатор тока (его цель отследить ток утечки и передать его с некоторым коэффициентом на вторичную обмотку);
• - чувствительный магнито-электрический элемент играет роль порогового элемента (при срабатывании без внешнего вмешательства не может вернуться в исходное состояние);
• - реле (обеспечивает расцепление в случае если сработал магнито-электрический элемент);

Данный тип УЗО требует высокоточной механики для чувствительного магнитоэлектрического элемента. В настоящий момент электромеханические УЗО предлагают в основном зарубежные производители. Цена на них соответственно выше, чем на электронные.

Преимущества: данный тип УЗО сработает в случае обнаружения тока утечки независимо от уровня напряжения в сети, т.е. УЗО гарантирует 100% отключение сети и защиту человека.

Электронное УЗО в принципе строится по той же схеме, что и электромеханическое. Разница в том, что место чувствительного магнитоэлектрического элемента занимает элемент сравнения. Для работоспособности такой схемы в УЗО стоит также выпрямитель, а также усилитель сигнала, который при работе может создавать помехи. Работа этого УЗО зависит не только от тока утечки, но также и от сетевого напряжения, что вызывает снижение защитных функций УЗО при падении напряжения в сети.

Электронное УЗО можно использовать только в тех случаях, когда при питании квартиры используется стабилизатор или источник бесперебойного питания.

Источник - электротехнический портал Foxelectro.ru