Что такое узо в электрике и как оно работает: принцип работы, устройство, виды и маркировка + для чего нужно УЗО

Содержание

как работает УЗО с заземлением

Практически в любом частном доме или квартире можно увидеть большое количество разнообразной бытовой техники, для безупречного функционирования которой необходима электрическая сеть и защита от неполадок, возникающих в ней. Например, короткое замыкание способно спровоцировать не только выход оборудования из строя, но и поражение током людей, поэтому установка устройства защитного отключения (УЗО), автоматов (дифавтоматов) уже считается нормой, общепринятой мерой безопасности. Эти приборы предназначены для предотвращения возгорания проводки, поломки бытовых электроприборов, поражения током человека. Но чтобы обеспечить их эффективность, надо знать, по каким параметрам выбирают оборудование, что такое УЗО, как работает УЗО с заземлением или без него.

Предназначение устройства

УЗО — прибор универсальный, поэтому большая часть существующих моделей способна уберечь технику и людей от неприятных, опасных чрезвычайных происшествий, нежелательных ситуаций, которые могут возникнуть при работе электросети. Устройства защитного отключения защищает в трех направлениях. Оно предотвращает:

поражение людей электротоком;
пробой цепи, угрожающий утечкой тока на корпус прибора.

УЗО — эффективное противопожарное средство. Ток, протекающий на землю из-за повреждения изоляции, нередко становится причиной возгорания проводки. Происходит это из-за выделения тепла в месте пробоя, повышение температуры приводит к воспламенению кабеля. Если в квартире имеется УЗО, то такая ситуация практически исключается. Когда случится пробой изоляции, произойдет замыкание на землю, прибор быстро отреагирует и отключит электропитание.

Надо отметить, что более эффективной будет защита того УЗО, которое подключено по схеме, предусматривающей заземление. Однако такие идеальные условия есть далеко не у всех, поэтому возможен вариант установки там, где заземления попросту отсутствует. В этом случае прибор работать будет, но его эффективность несколько снизится.

УЗО считается элементом распределительных электрощитов: стационарных, временных, переносных. Они могут быть встроены в розетки либо вилки в том случае, если оборудование предназначено для работы в условиях повышенной влажности, или в пыльных помещениях.

Элементы устройства защитного отключения

Чтобы понять, как работает УЗО с заземлением, либо без него, необходимо познакомиться с элементами прибора.

Устройство защитного отключения состоит из 4 основных блоков, на рисунке они отмечены красными цифрами.

Дифференциальный трансформатор. Он есть в большинстве моделей этих приборов. Его задача — измерение баланса токов между проводниками, входящими в него.
Пусковой элемент. Этот блок, как правило, состоит из электромагнитных реле. Его предназначение — управление исполнительным механизмом.
Исполнительный механизм. Он ответственен за аварийное отключение электропитания, которое постоянно контролирует устройство защитного отключения.
Тестер, кнопка «Тест». Ее, естественно, используют для проверки исправности оборудования. Она запускает режим имитации появления тока утечки.

Другие обозначения на рисунке: I₁, I₂ — направление тока, Ф₁, Ф₂ — магнитные потоки, ID — ток утечки.

Принцип работы УЗО

Перед тем, как разбирать вопрос о том, как работает УЗО с заземлением, необходимо понять принцип работы устройства защитного отключения. Электрический ток из сети течет по фазному проводу (L, коричневый, красный, черный, серый) через нагрузку, а возвращается обратно по нейтральному (N, голубой либо синий). На этом законе основан принцип действия защитного прибора. Электропитание отключается в двух случаях:

Если к токопроводящей части оборудования прикоснулся человек, то защитное устройство срабатывает, чтобы исключить серьезное поражение током.
Когда нарушается изоляция, контакт токопроводящих элементов с корпусом прибора или с землей. Примеры — неполадки со стиральной машиной, водонагревателем, холодильником.

УЗО сравнивает величины электрического тока перед входом и на выходе объекта защиты. Если показатели на входе и выходе равны (I_вх = I_вых), то прибор не реагирует. Однако он срабатывает, когда появляется разница (I_вх > I_вых). Токи, протекающие по фазному (или фазным) и нейтральному проводнику, должны быть равны. Это справедливо как для однофазной, так и для трехфазной электросети.

Любая разница значений свидетельствует о появившейся утечке. Именно на нее реагирует УЗО. Результатом работы устройства становится обесточивание, размыкание электросети. Для каждого вида УЗО предусмотрено свое значение разницы токов. В составе этого оборудования находятся магнитоэлектрические реле, для которых характерна высокая чувствительность. Прибор может отреагировать на определенные значения тока утечки (10, 30, 100 мА и т. д.).

Однако надо знать, что ток утечки — единственный параметр, после изменения которого УЗО включается в работу. Оно не защитит ни от перегрузок сети, ни от коротких замыканий. Не сработает прибор даже в том случае, если человек одновременно коснется фазного и нулевого провода. Чтобы обеспечить безопасность в этих случаях, необходимо приобретать дифференциальные автоматы. Они оптимальны, так как являются комбинацией УЗО и автоматического выключателя.

Чтобы проверить работоспособность устройства, на корпусе предусматривается кнопка «Тест» («Test», белая, черная, оранжевая). При нажатии на нее дифференциальный ток (или ток утечки) создается искусственно. При исправном оборудовании прибор при нажатии на эту кнопку отключится. Такую проверку рекомендуют проводить ежемесячно.

Необходимо ли заземление для УЗО?

Многие владельцы жилья считают, что заземление для защитного устройства обязательно, что нормально работать оно будет только при наличии электроцепи, имеющей фазу, нейтраль и заземление (PE, желто-зеленый). Нередко владельцы жилья задают другой вопрос: что лучше — заземление или УЗО. Чтобы ответить на него, нужно просто сравнить предназначение каждой защиты.

Основная функция устройства защитного отключения — обесточивание сети при появлении тока утечки на корпус бытового прибора. Эта реакция позволяет предотвратить поражение человека электрическим током. Для этих же целей служит заземление, однако его работа отличается. Если ток появляется на нетокопроводящих частях, то благодаря заземлению происходит короткое замыкание. В результате срабатывает защита автомата — оборудование обесточивается.

Нужно ли заземление УЗО? Оно желательно. Оба метода могут применяться или отдельно, или совместно, в комплексе. Однако для использования УЗО необходимости в заземлении нет. Устройство защиты способно работать в однофазной двухпроводной сети, лишенной провода заземления. В правильности этого вывода можно убедиться, если изучить модель УЗО. В приборе предусмотрены 2 клеммы — для фазы и нейтрали, но контакт для заземления отсутствует.

По этой причине прибор можно использовать в домах, сданных в эксплуатацию еще во времена СССР. В них проводник заземления предусмотрен не был, потому что ассортимент бытовых приборов в магазинах был минимален. Таким старым квартирам УЗО необходимо. Разница между сетями с заземлением и без него заключается только в скорости срабатывания. В первом случае прибор реагирует практически мгновенно. Во втором — только в тот момент, когда происходит касание корпуса прибора под напряжением. Несмотря на этот недостаток, серьезного поражения током получается избежать.

Как работает УЗО с заземлением?

Выбор защитного устройства зависит от конфигурации конкретной сети, для которой он предназначается. Первое, на что необходимо обращать внимание всегда, — наличие или отсутствие проводника заземления (РЕ). В современных домах он предусмотрен проектом. В старых постройках используется схема PEN, где провод заземления совмещают с нейтралью.

Если в цепи заземление есть, то перед монтажом УЗО надо точно определить его тип. При схеме TN используют глухое заземление нулевого проводника. TN-C отличается тем, что для нулевого рабочего и защитного проводника предназначается один провод. В этом случае при обрыве PEN-проводника на корпус прибора, имеющего собственное заземление, может перейти весь потенциал.

Иногда электрики прибегают к другой некорректной схеме: они используют перемычку, замыкающую заземляющую клемму розетки и нейтраль. В этом случае может возникнуть крайне опасная ситуация. Если PEN-проводник оборвется, то УЗО не сработает. Последствием станет поражение человека электрическим током. Однако есть вариант, который позволит избежать такого развития событий. Это касание какого-либо контура заземления: например, элементов системы водоснабжения, отопления.

Самой безопасной для подключения УЗО остается схема TN-S, где защитный провод подключается отдельно, а объединяется с нейтралью только в источнике питания. В этом случае вероятность поражения электрическим током сводится к нулю даже при обрыве заземляющего или нулевого проводника. При повреждении обоих токопроводящих элементов опасность тоже отсутствует: электричество полностью отключится.

Схема TN-C-S — последний из вариантов, его называют промежуточным. В ней нейтраль и заземляющий провод объединяют только на отдельных участках. Для такой схемы УЗО становится обязательной частью цепи. В противном случае она останется без защиты.

Эффективна ли работа УЗО без заземления?

После рассмотрения вопроса о том, как работает УЗО с заземлением, надо остановиться на схеме без него, так как в старых домах оно не предусмотрено. При пробое на корпус бытового прибора, мгновенного срабатывания устройства не произойдет, так как нет главного условия — тока утечки из-за отсутствия заземления.

Во время касания человеком прибора дифференциальный ток будет проходить через тело. Через некоторое время будет достигнут порог срабатывания, после этого подача тока на пробор прекратится. Серьезность поражения зависит от установки устройства защиты. Да, отключение питания и в этом случае будет достаточно быстрым. Однако риск серьезной электротравмы исключить нельзя. Поэтому без заземления гарантировать абсолютную безопасность жильцов невозможно.

Чтобы защитить людей в домах с двухпроводными электросетями, в схеме обязательно предусматривают и другие приборы. Это автоматические выключатели, которые обесточат сеть при коротких замыканиях или перегрузках. Лучшее решение — дифавтоматы, сочетающие функционал УЗО и простого автомата. Данные устройства защитят людей от удара током, предохранят проводку в случае короткого замыкания.

Подключение УЗО без заземления

Есть два различных варианта, которые можно использовать для квартир.

Одно УЗО на все оборудование

Устройство защитного отключения устанавливают на входе, поэтому оно отвечает за всю проводку в квартире. В электрический щиток напряжение поступает через ввод, затем оно идет к двухполюсному автомату, а после него — к УЗО. Затем устанавливают автоматы на отдельные линии.

Плюсы схемы — ее невысокая стоимость, компактность электросхемы из-за небольшого количества задействованных приборов. Минус — срабатывание УЗО на всю квартиру, а не на конкретные группы.

Каждой линии — свой прибор

УЗО устанавливают несколько: как на входе, так и на всех отдельных линиях. Первый прибор монтируют точно так же, как и в первой схеме. Остальные — после автоматов, которые защищают отдельные ветки. Общее их количество зависит от количества, мощности бытовых приборов. Обычно отдельно подключают крупное оборудование: водонагреватели, посудомоечные, стиральные машины, электроплиты.

Недостатки этого решения — большие размеры системы, высокая стоимость, если учитывать все элементы. Достоинство — удобство, так как при срабатывании устройства на одной линии, все остальные электроприборы, находящиеся на других ветках, будут продолжать работать.

Может возникнуть вопрос, относящийся к вводному УЗО, к целесообразности его установки. В этом случае он становится необходимой подстраховкой. Если то или иное устройство при токовой утечке на линии по каким-то причинам не сработает, то сеть обесточит вводный прибор.

УЗО и схема TN-C

Эта система, которая достойна отдельного разговора, так как насчет эффективности УЗО в такой схеме проводки ведутся неутихающие споры. В этом случае рассматриваются однофазная и трехфазная проводка. Первый вариант подразумевает 3 фазы и нейтраль, второй фазный и нулевой проводники.

Многие профессионалы рекомендуют использование защитных устройств, поскольку они срабатывают, когда появляются токовые утечки, угрожающие жизни людей. Однако другие специалисты против таких приборов. Их главный аргумент — срабатывание только при касании токопроводящих частей оборудования. Другой минус — возможность обесточивания без видимых причин. Это в большей мере недостаток, характерный для домов, в которых электропроводка давно требует замены.

Если говорить об установке УЗО вообще, то большинство хозяев (и электриков) считают их необходимыми элементами. Такие приборы, срабатывающие при опасных ситуациях, повышают шанс избежать серьезных последствий, как для здоровья, так и для жизни.

Установка УЗО: правила безопасности, монтажа

Подключение приборов требует неукоснительного соблюдения правил безопасности и подключения.

Требования безопасности

Основные требования при установке любых приборов в электросеть одинаковы.

Перед работой всегда отключают напряжение. Чтобы убедиться, что это условие выполнено, его отсутствие проверяют индикаторной отверткой, контрольной лампочкой (220 В) либо мультиметром.
Любой провод, который подключают к устройствам, должен быть проверен на надежность соединения. Проводник обязан оставаться на месте, его слабое крепление тоже запрещено.
Для удобства монтажа подключенные провода советуют маркировать. Эту операцию делают с помощью разноцветной изоленты, или термоусадочных трубок, также различных цветов.
Самодельные скрутки при установке оборудования использовать нельзя. Для наращивания и соединения проводов используют только заводские клеммники.
Поскольку при подаче питания возможны взрывы, короткие замыкания, лучше заблаговременно позаботиться о защите глаз, незащищенных участков тела.
Для страховки при работе с электричеством рекомендовано присутствие ассистента. Второй человек может быть не участником, а выступать в роли наблюдающего.
После завершения монтажа, после возобновления питания необходимо проверить УЗО. Для этого нажимают на кнопку «Тест».

Как правило, устройство защитного отключения устанавливают на монтажную рейку (DIN-рейку). Если в щите для нее не предусмотрены держатели, то их тоже придется приобрести. При покупке прибора учитывают номинальный ток, который он способен пропустить. Для квартиры будет достаточно 16-32 А.

Другой важнейший параметр — ток срабатывания (утечки, ID_n, где «n» означает номинал). Когда УЗО приобретают для защиты жильцов, то подойдут устройства, рассчитанные на 10-30 мА. Если главное предназначение защита от пожара, то потребуется оборудование другого номинала — 100-300 мА.

Правила установки

Когда запланирована не только покупка, но и самостоятельный монтаж устройства, то будет нелишним познакомиться с самыми главными правилами установки.

При монтаже необходимо иметь перед глазами схему, так как все провода подключают, ориентируясь на цифровую и буквенную маркировку.
Устройство защитного отключения всегда устанавливается после вводного автомата. Использование такого выключателя в сети обязательно.
Соответствие характеристик электросети и прибора обязательно. Для сети с токами от 20 до 25 А необходимо покупать устройство как минимум 32 А.
В качестве заземления запрещается использование труб отопления или водоснабжения. Эта преступная халатность может стоить соседям жизни.

О том, как работает УЗО с заземлением, узнать нетрудно, понять принцип действия тоже не чрезвычайно сложно. Однако если нет опыта подобной работы, то лучше все-таки доверить ее профессионалам. В этом случае ее качество, а значит, безопасность людей и бытовой техники будет гарантирована.

С ценами на прибор можно ознакомиться здесь:

Следующий видеоролик покажет и расскажет, как работает УЗО с заземлением и без него, какие трудности могут ждать мастера на пути к поставленной цели:

Видео загружается. ..

110 фото лучших устройств и советы по их применению

Классическая фраза чайников по электричеству: «Электрик включил рубильник, и ток медленно пошел по проводам». Приблизительно так можно выразить познание части населения о величайшем достижении человеческой цивилизации – энергии переменного тока. А ведь он «идет» быстрее звука или света: мгновенно.

Краткое содержимое статьи:

Предисловие к УЗО

Да и зачем больше знать, скажут многие? Просто нужно только включать в доме, квартире, гараже свет, бытовые электроприборы и пользоваться всем этим благом. А если свет вдруг погаснет, то немедленно вызывают электрика ЖЭКа, домоуправления или других обслуживающих структур. Потому что лишь в некоторых жилых новостройках устанавливаются приборы защитного отключения – УЗО. Фото УЗО рассмотрите на сайте.

А повсеместно, если в семье нет никого профессионально связанного с напряжением в 220 вольт, то, по-прежнему, схема пользования им архаичная: электросчетчик с одно-или многоразовыми пробками защиты и потребители тока.

А системой заземления (защита людей от поражения током) долгое время оставались водопроводные или тепловые сети. Да и она прервалась после повальной замены металла на пластик. И УЗО для многих, как НЛО: удел профессионалов с дипломами в электроделе.

Каков принцип действия УЗО, а если проще, то защищают ли эти устройства и сеть переменного тока, и человека от поражения им, предохраняют ли от перенапряжения в 350-400 вольт, когда все, что включено в сеть, приходит в негодность? Или имеют другие направления, и как же их самостоятельно установить и пользоваться? На эти и другие вопросы читайте ответы в нашей статье.

Функционал УЗО

УЗО – не хай-тэк или еще какое-нибудь чудо 21 столетия. Это обыкновенный переключатель-коммутатор для мгновенного разрыва цепи 220 вольт при утечке тока на металл корпуса электроприбора.

Эта ситуация возникает при определенных обстоятельствах. Они хорошо известны профессионалам, да и при покупке УЗО в розничной продаже инструкция объяснит суть.

Типы УЗО: по действию механики самой конструкции и по внешнему блоку питания.

Куда же убегает ток?

УЗО – если просто говорить, мгновенно автоматически отключит сеть при указанных неблагоприятных факторах. Это происходит при прогорании изоляции кабеля квартирной разводки и происходит пожар, который потом официально зарегистрируют, как «короткое замыкание». Или при нарушении в каком-то перегретом электроприборе: чайнике, мясорубке, бойлере.

«Земля» — это в любой электрике ее «минус». И это ток, проходящий не по проводам или мимо потребителей напряжения, включенных в переменную сеть. Именно этого «бродяжку» и ловит УЗО выключением всей сети.

Обычно они малоамперные, чаще выражаются в его долях. Поэтому автоматы-предохранители на них не реагируют. УЗО же предохраняет сети от пожара через «коротание» и тление оболочки проводов.

Устройство – надежный страж благополучия энергетики

Редко кого не «дергал» переменный ток около четырех – пяти миллиамперов переменной сети в 220 вольт. Если бы больше было, то смерть за плечами стояла рядом.

И для этого не обязательно наступать голыми ногами на оголенный провод или нечаянно пальцами замкнуть контакты в распределительном щите квартиры. Работает «стиралка» или электрокамин, а вы дотронулись до металла (не через краску). А в этих устройствах или приборах произошло нарушение изоляции проводов и они откроют путь току на корпус. То есть на вас, ведь вы стали второй частью электрической цепи «фаза — земля».

И весь металл станет опасным для человека, если он не имеет настоящего заземления. А как мы сказали выше, оно стало проблематичным в огромном количестве жилья. А поскольку большая его часть приватизирована, то за собственную электробезопасность отвечают владельцы квартир.

Никакой автомат, и не только китайского производства, но и солидных европейских и отечественных фирм, не ощутив неопасные для него миллиамперы, не спасет, поскольку это не его технологическая функция. Даже если вы поставите по такому автомату в каждой комнате. Только УЗО мгновенно отключит всю сеть и предотвратит близкую беду.

Где необходима помощь УЗО?

Это устройство эффективно работает там, где наибольшая вероятность ухода «минуса» и чаще возникает поражение людей током. Это кухни и ванны. В них повышенный уровень влажности, утечка может произойти в электробойлере, стиральной машине, моечном агрегате.

Хорошо, что промышленность стала больше выпускать холодильников, «стиралок» в корпусах из металла, но покрытых нейтральным пластиком.

Итак, вы можете приобрести столько коробок УЗО, сколько сетей хотите защитить. Схема устройства защитного отключения сложная внутри, а вам туда заглядывать и не нужно. В инструкции укажут, куда что подключать. Один можете поставить на все розетки, другой — на электропечь и «стиралку», и так далее.

УЗО, как и любой электроаппарат, также может выйти из строя. Поэтому перестрахуйтесь и установите одно УЗО на входе в квартиру.

Как выбрать УЗО? Это несложно. Выбирайте на минимум тока нагрузки – они бывают от шестнадцати до ста ампер, и на реакцию УЗО – 10 – 500 миллиампер.

Фото УЗО и как оно работает

Вам понравилась статья? Поделитесь 😉

Что такое электротехника и вычислительная техника? | Электротехника и компьютерная инженерия

Электротехника и вычислительная техника (ЕЭК) находится на пересечении аппаратного и программного обеспечения — интеграции этих инструментов для создания более совершенных, быстрых и безопасных технологий для таких вещей, как автомобили, самолеты, компьютеры, смартфоны или хирургические роботы. Мы создаем, внедряем инновации и разрабатываем технологии в области вычислительной техники, связи, электроники и автоматизации.

Зачем изучать ДОО в Университете Райса?

Факультет электротехники и вычислительной техники Университета Райса предоставляет высококачественное образование для студентов и аспирантов. Мы подчеркиваем фундаментальные принципы, которые реагируют на технологические изменения и создают их. Наши программы разработаны, чтобы бросить вызов исключительным способностям студентов Райса, гарантируя, что наши выпускники готовы к руководящим ролям. Наши исследовательские усилия включают студентов всех уровней и сосредоточены на развитии нашего фундаментального понимания научных, математических и инженерных принципов. Мы превращаем результаты в алгоритмы, методы анализа и прототипы, которые расширяют границы технологий.

Опираясь на более чем сорокалетний опыт исследований и открытий, главная цель наших исследовательских усилий состоит в том, чтобы доказать, поощрять и поддерживать новые и далеко идущие инициативы, направленные на десятилетия вперед.

Управляемая основной группой всемирно признанных преподавателей, имеющих обширный и уникальный опыт в области исследований и образования, наша культура способствует тесному сотрудничеству, которое является основной силой, которая максимизирует влияние технологий и направленность.

Наши исследования

Благодаря различным программам финансирования Райс продемонстрировала лидерство в целевых исследовательских инициативах: вычислительная техника, наука о данных, нейроинженерия, фотоника, электроника и наноустройства (PEN), цифровая обработка сигналов, системы и беспроводная связь, здравоохранение (они будут связаны с страницы исследований)

Проводя широкий спектр исследований, мы оказываем глубокое влияние на сообщества по всему миру. Райс известен во всем мире разработкой новых методов лечения рака, созданием невероятных инструментов нового поколения для быстрой идентификации белков и вирусов, а также проектированием архитектуры беспроводных сетей и архитектур встроенных систем. По мере того, как мы продолжаем опираться на десятилетия новаторской работы в области алгоритмов DSP, беспроводной связи, сетей и обработки изображений, мы опережаем кривую в новых областях, таких как биомедицина, нейронная инженерия и нанотехнологии.

Наш факультет

Наш факультет стремится дать нашим студентам наилучшее инженерное образование. Райс завоевала национальную репутацию благодаря своим академическим программам и исследовательской деятельности, и мы предлагаем нашим преподавателям и студентам множество возможностей внести свой вклад в широкий спектр исследований.

Наши студенты и выпускники

Инженеры-электрики и компьютерщики Rice — это разнообразная, умная, творческая группа людей, решающих проблемы, которые изобретают, создают и разрабатывают технологии, улучшающие мир.