Тема 2.2. Монтаж электрооборудования, обеспечивающего электробезопасность

Устройство защитного отключения служит для защиты от поражения электротоком, аварийного отключения сети при возникновении утечки.

Со временем изоляция проводки и электрических приборов стареет. При замыкании проводов на незаземленные корпуса приборов возникает опасность удара человека электрическим током. При касании проводов к стенам по последним протекает ток утечки, что может привести к пожару.

Автоматические выключатели срабатывают при КЗ и перегрузках, когда через них протекают токи, измеряемые в амперах. Для человека представляет опасность ток утечки, превышающий 10 мА, что в сотни раз меньше тока срабатывания автомата. Пожар может возникнуть при токах утечки от 0,3 А. С другой стороны УЗО не срабатывает при коротких замыканиях, поэтому не может заменить автоматы. Функции защиты от утечек и коротких замыканий совмещены в дифференциальных автоматах.

Автоматические выключатели подбирают по номинальному току, УЗО – по чувствительности, измеряемой в миллиамперах. Устройства защитного отключения, служащие для защиты человека, отключают напряжение при токах утечки до 30 мА, для противопожарной защиты – от 100 до 300 мА.

УЗО выполнено в диэлектрическом корпусе. На корпусе имеются:

· рычаг расцепителя;

· кнопка для проведения тестов;

· входные и выходные клеммы;

· маркировка (логотип изготовителя, номинальные напряжение и ток, схема подключения, ток утечки).

В состав устройства входят дифференциальный трансформатор, катушка расцепителя, расцепитель, схема для проведения тестов. При отсутствии утечки по обмоткам трансформатора течет только ток нагрузки (см. рисунок ниже).

Устройство УЗО

Поскольку обмотки включены встречно и по ним протекает одинаковый ток, магнитные потоки, наводимые в сердечнике трансформатора, взаимно компенсируются.

При появлении утечки токи в обмотках различаются, поэтому магнитные потоки не компенсируются. В управляющей цепи возникает ток, воздействующий на катушку расцепителя. Расцепитель срабатывает и разрывает цепь. Для проверки работоспособности устройства используется кнопка «Тест», замыкающая фазу на землю через сопротивление.

По роду тока утечки и характеру срабатывания УЗО делят на следующие типы:

· АС – мгновенное срабатывание, синусоидальный ток;

· А – мгновенное срабатывание, постоянный или переменный ток;

· В – мгновенное срабатывание, пульсирующий, переменный, постоянный токи;

· S, G – срабатывание с задержкой времени.

Существуют УЗО механического и электронного действия. Электронные устройства не срабатывают при обрыве нейтрального провода перед электрическим щитком, поэтому считаются менее надежными.

Промышленность выпускает устройства защитного отключения, предназначенные для работы в однофазной или трехфазной сети. Однофазные аппараты имеют 2 полюса, трехфазные -- 4. В отличие от автоматических выключателей, к отключающим устройствам кроме фазных проводов обязательно подключаются нулевые проводники. Клеммы, к которым присоединяются нулевые жилы, обозначаются латинской буквой N. Для защиты людей от поражения электрическим током чаще всего используют УЗО, реагирующие на токи утечки 30 мА. В сырых помещениях, подвалах, детских комнатах применяют аппараты, настроенные на 10 мА. Отключающие устройства, предназначенные для предотвращения пожаров, имеют порог срабатывания 100 мА и выше. Кроме порога срабатывания защитное устройство характеризуется номинальной коммутационной способностью. Под этим термином подразумевают максимальный ток, который отключающий аппарат может выдерживать неограниченное количество времени.

Важным условием надежного функционирования защиты от токов утечки является заземление металлических корпусов электрических аппаратов. Заземление TN может выполняться отдельным проводом или через заземляющий контакт сетевой розетки. На практике применяют два способа включения устройств защитного отключения в электрическую цепь: схема подключения УЗО с индивидуальной защитой; схема групповой защиты потребителей. Первый способ включения чаще всего используют для защиты мощных потребителей электроэнергии. Его можно применить для электрических плит, стиральных машин, кондиционеров, электрических отопительных котлов или водонагревателей.

Индивидуальная защита предусматривает одновременное подключение УЗО и автомата, схема представляет собой последовательное соединение двух защитных аппаратов. Их можно разместить в отдельном боксе в непосредственной близости от электроприемника. Выбор отключающего устройства осуществляется по номинальному и дифференциальному току. Будет лучше, если номинальная отключающая способность защитного аппарата окажется на ступень больше номинала автоматического выключателя. При групповой защите к УЗО подключают группу автоматов, питающих разные нагрузки. В этом случае выключатели подключают к выходу устройства защиты от токов утечки. Подключение УЗО по групповой схеме уменьшает затраты и экономит место в распределительных щитах. В однофазной сети подключение одного УЗО для нескольких потребителей требует расчета номинального тока защитного аппарата. Его нагрузочная способность должна быть равна или превышать сумму номиналов подключенных автоматических выключателей. Выбор порога срабатывания дифференциальной защиты определяется ее назначением и категорией опасности помещений. Защитный аппарат может подключаться в щитке на лестничной клетке или в распределительном щитке внутри квартиры. Схема подключения УЗО и автоматов в квартире, индивидуальная или групповая, должна соответствовать требованиям ПУЭ (Правил устройства электроустановок). Правила однозначно предписывают заземлять электроустановки, защищаемые УЗО. Несоблюдение этого условия является грубым нарушением и может привести к негативным последствиям. Схемы подключения УЗО в трехфазной сети Городское жилье, как правило, питается от трехпроводной однофазной сети. В предыдущем разделе было рассказано, как подключить УЗО в квартире.
Защита однофазных сетей

Вариант #1 – общее УЗО для 1-фазной сети.

Место УЗО – на входе силовой линии в квартиру (дом). Его устанавливают между общим 2-полюсным автоматом и комплектом автоматов для обслуживания различных электролиний — осветительных и розеточных контуров, отдельных ответвлений для бытовой техники и др.

Предположим, что произошла утечка тока из-за соприкосновения фазного провода с включенным в сеть металлическим прибором. УЗО срабатывает, напряжение в системе пропадает, и найти причину отключения будет довольно сложно.

Положительная сторона касается экономии: один прибор стоит дешевле, да и места в электрощите занимает меньше.

Вариант #2 – общее УЗО для 1-фазной сети + счетчик.

Отличительной чертой схемы является наличие прибора учета электроэнергии, установка которого обязательна.

Защита от утечки тока так же подключается к автоматам, но на входящей линии к ней присоединен счетчик.

Преимущества такого расположения те же, что и у предыдущего решения – экономия пространства на электрощите и денег. Недостаток – сложность обнаружения места утечки тока.

Вариант #3 – общее УЗО для 1-фазной сети + групповые УЗО.

Схема является одной из усложненных разновидностей предыдущего варианта.

Благодаря установке дополнительных приборов на каждый рабочий контур защита от токов утечки становится двойной. С точки зрения безопасности — это отличный вариант.

Чтобы сразу не срабатывали оба аппарата (частный и общий), необходимо соблюдать селективность, то есть при установке учитывать и время срабатывания, и токовые характеристики приборов.

Положительная сторона схемы – в аварийной ситуации отключится один контур. Крайне редко происходят случаи, когда отключается вся сеть.

Это может произойти, если установленное на конкретной линии УЗО:

· бракованное;

· вышло из строя;

· не соответствует нагрузке.

Чтобы подобных ситуаций не возникало, рекомендуем ознакомиться с методами проверки УЗО на работоспособность.

Минусы – загруженность электрощитка множеством однотипных приборов и дополнительные траты.

Вариант #4 – 1-фазная сеть + групповые УЗО.

Практика показала, что схема без монтажа общего УЗО тоже неплохо функционирует.

Конечно, страховки от несрабатывания одной защиты нет, но это легко исправить, купив более дорогостоящее устройство от производителя, которому можно доверять.

С точки зрения экономии, электромонтаж нескольких устройств проигрывает – один общий обошелся бы намного дешевле.

 

Схемы для 3-фазной сети

В домах, производственных помещениях и прочих сооружениях может встречаться иной вариант обустройства электроснабжения.

Так, для квартир подключение 3-фазной сети нехарактерно, зато для оснащения частного дома такой вариант не редкость. Здесь будут использоваться иные схемы подключения аппарата защиты.

Вариант #1 – общее УЗО для 3-фазной сети + групповые УЗО.

Для сети 380 В 2-полюсного прибора мало, необходим 4-полюсный аналог: нужно подключить 1 нулевую жилу и 3 фазных.

Вариант #2 – общее УЗО для 3-фазной сети + счетчик.

Это решение полностью повторяет предыдущее, но в схему добавлен счетчик электроэнергии. Групповые УЗО также включены в систему обслуживания отдельных линий.

Существует нюанс, который относится к любой из представленных схем. Если в квартире или доме несколько осветительных и розеточных контуров, несколько мощных бытовых приборов, требующих обустройства отдельных электролиний, то есть смысл устанавливать двойную защиту с общим УЗО.

В обратном случае достаточно либо общего аппарата, или по одному на каждый контур.

Инструкция по установке УЗО

Сначала нужно выбрать место для монтажа устройства. Применяются 2 варианта: щит или шкаф. Первый напоминает металлическую коробку без крышки, закрепленную на высоте, удобной для обслуживания.

Шкаф оснащен дверцей, которую можно закрывать на замок. Некоторые виды шкафов имеют отверстия, чтобы можно было снимать показания прибора учета, не распахивая специально дверцу, и отключать устройства.

Защитные приборы фиксируют на монтажных DIN-рейках, расположенных горизонтально. Модульная конструкция автоматов, дифавтоматов и УЗО позволяет разместить на одной рейке несколько штук

К левым клеммам на входе и на выходе всегда подключают нулевой провод, к правым – фазный. Один из вариантов:

· входная клемма N (верхняя левая) – от вводного автомата;

· выход N (нижняя левая) – на отдельную нулевую шину;

· входная клемма L (верхняя правая) – от вводного автомата;

· выход L (нижняя правая) – к групповым автоматам.

К моменту установки защитного устройства на щите уже могут быть установлены автоматические выключатели. Чтобы упорядочить расположение приборов и проводов, возможно, придется переставить устройства в определенном порядке.

Представляем пример установки вводного УЗО в электрошкаф, где уже стоит счетчик, вводный автомат и несколько автоматических выключателей для отдельных контуров — осветительного, розеточного и др.

Задание:

Написать в тетради лекцию.

2. Ответить на контрольные вопросы:

1. Что такое УЗО?

2. Устройство УЗО?

3. Как выбирают УЗО?

4. Классификация УЗО?

5. Перечислите варианты присоединения УЗО к однофазной сети?

6. Перечислите варианты присоединения УЗО к трехфазной сети?