Устройство защитного отключения это: Устройство защитного отключения | это… Что такое Устройство защитного отключения?

Содержание

Устройство защитного отключения | это… Что такое Устройство защитного отключения?

Запрос «УЗО» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Не следует путать с автоматическим выключателем.

УЗО с номинальным током 40 А

АВДТ с защитой от сверхтоков OptiDin VD63 с номинальным током до 63А

Устройство защитного отключения (сокр. УЗО; более точное название: устройство защитного отключения, управляемое дифференциальным (остаточным) током, сокр. УЗО−Д) или выключатель дифференциального тока (ВДТ) или защитно-отключающее устройство (ЗОУ) — механический коммутационный аппарат или совокупность элементов, которые при достижении (превышении) дифференциальным током заданного значения при определённых условиях эксплуатации должны вызвать размыкание контактов. Может состоять из различных отдельных элементов, предназначенных для обнаружения, измерения (сравнения с заданной величиной) дифференциального тока и замыкания и размыкания электрической цепи (разъединителя)^[1].

Основная задача УЗО — защита человека от поражения электрическим током и от возникновения пожара, вызванного утечкой тока через изношенную изоляцию проводов и некачественные соединения.

Широкое применение также получили комбинированные устройства, совмещающие в себе УЗО и устройство защиты от сверхтока, такие устройства называются УЗО−Д со встроенной защитой от сверхтоков, либо просто диффавтомат. Часто диффавтоматы снабжаются специальной индикацией, позволяющей определить, по какой причине произошло срабатывание (от сверхтока или от дифференциального тока).

Содержание

1 Назначение
2 Цели и принцип работы
3 Пример
4 Применение
5 Проверка
6 Ограничения
7 История
8 Классификация УЗО
- 8.1 По способу действия
- 8.2 По способу установки
- 8.3 По числу полюсов
- 8.4 По виду защиты от сверхтоков и перегрузок по току
- 8.5 По потере чувствительности в случае двойного заземления нулевого рабочего проводника
- 8. 6 По возможности регулирования отключающего дифференциального тока
- 8.7 По стойкости при импульсном напряжении
- 8.8 По условиям функционирования
9 Характеристики УЗО
- 9.1 Характеристики, общие для всех УЗО−Д
10 См. также
11 Примечания
12 Ссылки

Назначение

УЗО предназначены для

Защиты человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении (прикосновение человека к открытым проводящим нетоковедущим частям электроустановки, оказавшимся под напряжением в случае повреждения изоляции), а также при непосредственном прикосновении (прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки, находящимся под напряжением). Данную функцию обеспечивают УЗО соответствующей чувствительности (ток отсечки не более 30 мА).
Предотвращения возгораний при возникновении токов утечки на корпус или на землю.

Цели и принцип работы

схема УЗО и принцип работы

Принцип работы УЗО основан на измерении баланса токов между входящими в него токоведущими проводниками с помощью дифференциального трансформатора тока. Если баланс токов нарушен, то УЗО немедленно размыкает все входящие в него контактные группы, отключая таким образом неисправную нагрузку.

УЗО измеряет алгебраическую сумму токов^{[источник не указан 1174 дня]}, протекающих по контролируемым проводникам (двум для однофазного УЗО, четырём для трехфазного и т. д.): в нормальном состоянии ток, «втекающий» по одним проводникам, должен быть равен току, «вытекащему» по другим, то есть сумма токов, проходящих через УЗО равна нулю (точнее, сумма не должна превышать допустимое значение). Если же сумма превышает допустимое значение, то это означает, что часть тока проходит помимо УЗО, то есть контролируемая электрическая цепь неисправна — в ней имеет место утечка.

В США, в соответствии с National Electrical Code, устройства защитного отключения (ground fault circuit interrupter — GFCI), предназначенные для защиты людей, должны размыкать цепь при утечке тока 4-6 мА (точное значение выбирается производителем устройства и обычно составляет 5 мА) за время не более 25 мс. Для устройств GFCI, защищающих оборудование (то есть не для защиты людей), отключающий дифференциальный ток может составлять до 30 мА. В Европе используются УЗО с отключающим дифференциальным током 10-500 мА.

С точки зрения электробезопасности УЗО принципиально отличаются от устройств защиты от сверхтока (предохранителей) тем, что УЗО предназначены именно для защиты от поражения электрическим током, поскольку они срабатывают при утечках тока значительно меньших, чем предохранители (обычно от 2 ампер и более для бытовых предохранителей, что во много раз превышает смертельное для человека значение). УЗО должны срабатывать за время не более 25-40 мс, то есть до того, как электрический ток, проходящий через организм человека, вызовет фибрилляцию сердца — наиболее частую причину смерти при поражениях электрическим током.

Эти значения были установлены путем тестов, при которых добровольцы и животные подвергались воздействию электрического тока с известным напряжением и силой тока^[2].

Обнаружение токов утечки при помощи УЗО является дополнительным защитным мероприятием, а не заменой защиты от сверхтоков при помощи предохранителей, так как УЗО никак не реагирует на неисправности, если они не сопровождаются утечкой тока (например, короткое замыкание между фазным и нулевым проводниками).

УЗО с отключающим дифференциальным током порядка 300 мА и более иногда применяются для защиты больших участков электрических сетей (например, в компьютерных центрах), где низкий порог привел бы к ложным срабатываниям. Такие низкочувствительные УЗО выполняют противопожарную функцию и не являются эффективной защитой от поражения электрическим током.

Пример

Внутреннее устройство УЗО, подключаемого в разрыв шнура питания

На фотографии показано внутреннее устройство одного из типов УЗО. Данное УЗО предназначено для установки в разрыв шнура питания, его номинальный ток 13 А, отключающий дифференциальный ток 30 мА. Данное устройство является:

УЗО со вспомогательным источником питания;
выполняющим автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника.

Это означает, что УЗО может быть включено только при наличии питающего напряжения, при пропадании напряжения оно автоматически отключается (такое поведение повышает безопасность устройства).

Фазный и нулевой проводники от источника питания подключаются к контактам (1), нагрузка УЗО подключается к контактам (2). Проводник защитного заземления (PE-проводник) к УЗО никак не подключается.

При нажатии кнопки (3) контакты (4) (а также ещё один контакт, скрытый за узлом (5)) замыкаются, и УЗО пропускает ток. Соленоид (5) удерживает контакты в замкнутом состоянии после того, как кнопка отпущена.

Катушка (6) на тороидальном сердечнике является вторичной обмоткой дифференциального трансформатора тока, который окружает фазный и нулевой проводники. Проводники проходят сквозь тор, но не имеют электрического контакта с катушкой^[3]. В нормальном состоянии ток, текущий по фазному проводнику, точно равен току, текущему по нулевому проводнику, однако эти токи противоположны по направлению. Таким образом, токи взаимно компенсируют друг друга и в катушке дифференциального трансформатора тока ЭДС отсутствует.

Любая утечка тока из защищаемой цепи на заземленные проводники (например, прикосновение человека, стоящего на мокром полу, к фазному проводнику) приводит к нарушению баланса в трансформаторе тока: через фазный проводник «втекает больше тока», чем возвращается по нулевому (часть тока утекает через тело человека, то есть помимо трансформатора). Несбалансированный ток в первичной обмотке трансформатора тока приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС сразу же регистрируется следящим устройством (7), которое отключает питание соленоида (5). Отключенный соленоид больше не удерживает контакты (4) в замкнутом состоянии, и они размыкаются под действием силы пружины, обесточивая неисправную нагрузку.

Устройство спроектировано таким образом, что отключение происходит за доли секунды, что значительно снижает тяжесть последствий от поражения электрическим током.

Кнопка проверки (8) позволяет проверить работоспособность устройства путем пропускания небольшого тока через оранжевый тестовый провод (9). Тестовый провод проходит через сердечник трансформатора тока, поэтому ток в тестовом проводе эквивалентен нарушению баланса токонесущих проводников, то есть УЗО должно отключиться при нажатии на кнопку проверки. Если УЗО не отключилось, значит оно неисправно и должно быть заменено.

Применение

В России применение УЗО стало обязательным с принятием 7-го издания Правил устройства электроустановок (ПУЭ). Как правило, в случае бытовой электропроводки одно или несколько УЗО устанавливаются на DIN-рейку в электрощите.

Многие производители бытовых устройств, которые могут быть использованы в сырых помещениях (например, фены), предусматривают для таких устройств встроенное УЗО. В ряде стран подобные встроенные УЗО являются обязательными.

Условия срабатывания УЗО:

Прямое прикосновение человека к частям находящимся под напряжением и его контакте с «землей».

Повреждение основной изоляции и контакте токоведущих частей с заземленным корпусом.

Замена нулевого и заземляющего проводников.

Замена фазного и нулевого проводников и прикосновении человека к частям оказавшимся под напряжением и одновременном его контакте с «землей».

Обрыв нулевого проводника до (и после УЗО) и прикосновении человека к токоведущим или оказавшимся под напряжением частям и одновременном его контакте с «землей».

Проверка

Рекомендуется ежемесячно проверять работоспособность УЗО. Наиболее простой способ проверки — нажатие кнопки «тест», которая обычно расположена на корпусе УЗО (как правило, на кнопке «тест» нанесено изображение большой буквы «Т»). Тест кнопкой может производиться пользователем, то есть квалифицированный персонал для этого не требуется. Если УЗО исправно и подключено к электрической сети, то оно при нажатии кнопки «тест» должно сразу же сработать (то есть отключить нагрузку). Если после нажатия кнопки нагрузка осталась под напряжением, то УЗО неисправно и должно быть заменено.

Тест нажатием кнопки не является полной проверкой УЗО. Оно может срабатывать от кнопки, но не пройти полный лабораторный тест, включающий измерение отключающего дифференциального тока и времени срабатывания.

Кроме того, нажатием кнопки проверяется само УЗО, но не правильность его подключения. Поэтому более надежной проверкой является имитация утечки непосредственно в цепи, которая является нагрузкой УЗО. Такой тест желательно проделать хотя бы один раз для каждого УЗО после его установки. В отличие от нажатия кнопки, пробная утечка должна проводиться только квалифицированным персоналом.

Ограничения

УЗО может значительно улучшить безопасность электроустановок, но оно не может полностью исключить риск поражения электрическим током или пожара. УЗО не реагирует на аварийные ситуации, если они не сопровождаются утечкой из защищаемой цепи. В частности, УЗО не реагирует на короткие замыкания между фазами и нейтралью.

УЗО также не сработает, если человек оказался под напряжением, но утечки при этом не возникло, например, при прикосновении пальцем одновременно и к фазному, и к нулевому проводникам. Предусмотреть электрическую защиту от таких прикосновений невозможно, так как нельзя отличить протекание тока через тело человека от нормального протекания тока в нагрузке. В подобных случаях действенны только механические защитные меры (изоляция, непроводящие кожухи и т. п.), а также отключение электроустановки перед её обслуживанием.

Некоторые типы УЗО (УЗО−Д со вспомогательным источником питания, см. классификацию) нуждаются в питании, которое они получают от защищаемой цепи. Поэтому потенциально опасной является ситуация, когда в защищаемой цепи выше УЗО нулевой проводник отключен, а фазный остается под напряжением^[4]. В этом случае УЗО будет неспособно отключить цепь, так как разность потенциалов в защищаемой цепи недостаточна для функционирования УЗО. Так называемые электромеханические УЗО не нуждаются в питании и поэтому свободны от указанного недостатка.

История

В начале 1970-х годов большинство УЗО выпускались в корпусах типа автоматических выключателей. С начала 1980-х годов, в США, большинство бытовых УЗО были уже встроенными в розетки. В России УЗО начали применяться гораздо позже — примерно с 1994—1995 годов. И до сих пор используются преимущественно УЗО для монтажа в электрощите на DIN-рейку, а встроенные УЗО пока широкого распространения не получили.

Классификация УЗО

По способу действия

УЗО без вспомогательного источника питания
УЗО−Д со вспомогательным источником питания:
- выполняющие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника с выдержкой времени и без неё:
  - производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
  - не производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
- не производящие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника:
  - способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника
  - не способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника

По способу установки

стационарные с монтажом стационарной электропроводкой
переносные с монтажом гибкими проводами с удлинителями

По числу полюсов

однополюсные двухпроводные
двухполюсные
двухполюсные трехпроводные
трехполюсные
трехполюсные четырёхпроводные
четырёхполюсные

По виду защиты от сверхтоков и перегрузок по току

без встроенной защиты от сверхтоков
со встроенной защитой от сверхтоков
со встроенной защитой от перегрузки
со встроенной защитой от коротких замыканий

По потере чувствительности в случае двойного заземления нулевого рабочего проводника

На стадии рассмотрения

По возможности регулирования отключающего дифференциального тока

нерегулируемые
регулируемые:
- с дискретным регулированием
- с плавным регулированием

По стойкости при импульсном напряжении

допускающие возможность отключения при импульсном напряжении
стойкие при импульсном напряжении

По условиям функционирования

УЗО−Д типа АС — устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно, либо медленно возрастающий;
УЗО−Д типа А — устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно, либо медленно возрастающие;
УЗО−Д типа В. УЗО реагирует на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.
УЗО−Д типа S — селективное (с выдержкой по времени отключения), это может быть необходимо там, где используется АВР.
УЗО−Д типа G — то же что и S, но с меньшей выдержкой времени.

Применение УЗО типа А целесообразно в основанных случаях, например, в цепях, содержащих потребители с тиристорным управлением без разделительного трансформатора. УЗО типа В применяют в промышленных электроустановках со смешанным питанием — переменным, выпрямленным и постоянным токами.

Характеристики УЗО

Характеристики, общие для всех УЗО−Д

Способ установки
Число полюсов и число токоведущих проводников
Номинальный ток I_n — указанное изготовителем значение тока, которое УЗО−Д может пропускать в продолжительном режиме работы I_n = 6; 10; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125; А
Номинальный отключающий дифференциальный ток I_Δn — указанное изготовителем значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО−Д при заданных условиях эксплуатации
Номинальный неотключающий дифференциальный ток, если он отличается от предпочтительного значения I_Δn0 — указанное изготовителем значение дифференциального тока, которое не вызывает отключения УЗО−Д при заданных условиях эксплуатации
Тип УЗО−Д по характеристикам наличия постоянной составляющей дифференциального тока
Номинальное напряжение U_n — указанное изготовителем действующее значение напряжения, при котором обеспечивается работоспособность УЗО−Д (в частности при коротких замыканиях)
Номинальная частота — значение частоты, на которое рассчитано УЗО−Д и при котором оно работоспособно при заданных условиях эксплуатации
Тип вспомогательного источника (если он имеется) и реакция УЗО−Д на его отказ
Номинальное напряжение вспомогательного источника (если он имеется) U_sn — напряжение вспомогательного источника, на которое рассчитано УЗО−Д и при котором обеспечивается его работоспособность при заданных условиях эксплуатации
Номинальная включающая и отключающая способность I_m — действующее значение ожидаемого тока, который УЗО−Д способно включить, пропускать в течение своего времени и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности
Номинальная способность включения и отключения дифференциального тока I_Δm — действующее значение ожидаемого дифференциального тока, который УЗО−Д способно включить, пропускать в течение своего времени отключения и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности
Выдержка времени (если она имеется)
Селективность (если она имеется)
Координация изоляции, включая воздушные зазоры и пути утечки тока
Степень защиты (по ГОСТ 14254)

³=== Только для УЗО−Д без встроенной защиты от коротких замыканий ===

Вид защиты от коротких замыканий
Номинальный условный ток короткого замыкания I_nc — указанное изготовителем действующее значение ожидаемого тока, который способно выдержать УЗО−Д, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий, при заданных условиях эксплуатации без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность
Номинальный условный дифференциальный ток при коротком замыкании I_Δc — указанное изготовителем значение ожидаемого дифференциального тока, которое способно выдержать УЗО−Д, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий, при заданных условиях эксплуатации без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность

См.

также

Заземление
Реле контроля фаз
КЭАЗ
Hager
IEK

Примечания

↑ Определение согласно ГОСТ Р 50807-95 (2003)
↑ График опасности тока в зависимости от величины и времени протекания из руководства по обучению от Moeller, (С) Ф.Штепан.
↑ То есть катушка гальванически развязана от токонесущих проводников УЗО
↑ Такая ситуация может возниннуть только в неисправной цепи, так как при отключении нулевого проводника также должны отключаться все проводники, находящиеся под напряжением (пункт 3.1.18 ПУЭ)

Ссылки

Почему «выбивает УЗО»?
ГОСТ Р 50807-95 (2003) Устройства защитные, управляемые дифференциальным (остаточным) током. Общие требования и методы испытаний (МЭК 755-83).
СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий»
HTML-версия учебно-справочного пособия «УЗО». Издательство «Энергосервис», 2003.
Рекомендации по применению устройств защитного отключения (УЗО)
УЗО. Это следует знать каждому!
Анимированная схема работы УЗО
More detail on RCDs from Electricians Toolbox (англ.)
Example Electrical Safety Policy (University of Edinburgh) (англ.)
Troubleshooting US/Canadian GFCI/GFI devices (англ.)
What is a GFCI outlet? (фильм) (англ.)
Understanding RCDs by John Ware, IET Wiring Matters, Summer 2006 (англ.)

http://motag.narod.ru/business.html уcловия срабатывания УЗО
A Comparison of IEC 479-1 and IEEE Std 80 on Grounding Safety Criteria (англ.)

Что такое устройство защитного отключения (УЗО) и его применение?

Устройство защитного отключения, УЗО
Ресурс: https://professional-electrician.com

Устройство защитного отключения — это специальное защитное устройство, защищающее вас от поражения электрическим током. Он делает это, отключая цепь, когда обнаруживает дисбаланс между токами живого и нейтрального проводов. Это выполняет две функции: защита от ударов и предотвращение возгорания от электрического тока. Ниже вы узнаете все об устройстве защитного отключения, как оно работает и так далее.

Что такое устройство защитного отключения?

Устройство защитного отключения, также обычно называемое УЗО, представляет собой электрическое защитное устройство, которое используется для предотвращения поражения электрическим током или поражения электрическим током. живые проводники. Он контролирует ток, протекающий по токоведущим и нулевым проводам.

Если между ними есть разница, это означает, что где-то протекает ток — возможно, потому, что вы коснулись чего-то под напряжением. После этого устройство RCD мгновенно отключит электричество, чтобы вас не ударило током.

По месту установки различают три основных типа УЗО:

Стационарный/сетевой тип, постоянно установленный в распределительном щите
Тип розетки, который используется для защиты отдельных розеток; а также
Портативный тип, который можно включить в розетку.

Сетевое УЗО

Они предназначены для защиты всей установки за счет соединения со всеми фазными (находящимися под напряжением) проводниками. Сетевое УЗО обычно встроено в главный распределительный щит, но может быть найдено как отдельно стоящее устройство, питаемое от распределительного щита.

Розетка УЗО

Розетка RCD предназначена для использования с отдельными розетками. Они широко используются практически везде, от бытовых до промышленных и строительных площадок. Они обеспечивают удобство там, где трудно найти стационарное УЗО. Защита розеток УЗО обычно предоставляется в качестве временной меры и не предназначена для постоянной установки.

Портативное УЗО

Это втычное УЗО, которое можно использовать с розетками при работе с электрооборудованием на открытом воздухе или там, где нет стационарной защиты УЗО. Портативное УЗО может использоваться кем угодно, в том числе профессионалами, и является важным элементом защитного оборудования для всех, кто работает с электричеством.

Что делает устройство защитного отключения

Функция устройства защитного отключения заключается в обеспечении высокого уровня защиты от поражения электрическим током. Это связано с тем, что они могут обнаруживать очень небольшие дисбалансы в цепи и срабатывают (отключают питание) задолго до того, как вы почувствуете эффекты от текущего.

Фактически, устройство контроля дифференциального тока часто может обнаруживать дисбаланс, который слишком мал, чтобы причинить вам вред, но которого все же может быть достаточно, чтобы вызвать дискомфорт. По этой причине УЗО иногда называют спасательными устройствами, и они действительно могут спасать жизни.

Конструкция устройства защитного отключения
Ресурс: https://www.youtube.com/watch?v=HR5D8IDkyUU

Как работает устройство защитного отключения?

УЗО постоянно контролирует ток, протекающий через живые и нулевые провода. Если между ними есть разница (известная как ток утечки), это означает, что где-то в цепи есть проблема. После этого УЗО отключит питание.

Здесь объясняется работа устройства защитного отключения.

Принцип работы УЗО основан на одном факте: один и тот же ток, протекающий по проводу под напряжением, всегда будет возвращаться через нейтральный провод, если нет утечки на землю.
Если есть утечка (например, если вы коснетесь провода под напряжением), ток пойдет по альтернативному пути к земле через ваше тело. Это и приводит к поражению электрическим током.
Конструкция устройства защитного отключения состоит из трансформатор тока. Когда нет тока утечки, магнитные поля, создаваемые током в катушках, компенсируются.
Однако при наличии тока утечки поля, создаваемые проводом под напряжением, нарушаются, создавая дисбаланс. Именно этот дисбаланс активирует выключатель и отключает УЗО, отключая питание.

УЗО Использование в электрической системе
Ресурс: https://forums.overclockers.co.uk

Когда следует использовать устройство остаточного тока?

Вы всегда должны использовать устройство защитного отключения при работе с электрическим оборудованием, независимо от того, являетесь ли вы профессионалом или энтузиастом. Общие ситуации, требующие использования УЗО, включают электрические системы домов, офисов, заводов, строительных площадок и других мест, где используется электрическое оборудование.

Использование УЗО в домашних условиях

В домашних условиях УЗО чаще всего используются в распределительном щите или в сочетании с розетками. Это связано с тем, что, в дополнение к предотвращению смертельных ударов током, работа устройства защитного отключения обеспечивает удобный способ защиты электрического оборудования и цепей от повреждения в результате замыканий в цепи.

Вам также следует использовать устройство защитного отключения всякий раз, когда вы используете электрооборудование на открытом воздухе, так как это обеспечит уровень защиты в случае утечки тока.

При использовании УЗО важно помнить, что они не заменяют хорошие правила электробезопасности. Поэтому УЗО следует рассматривать как дополнительный уровень защиты, а не как замену хорошим привычкам безопасности.

Использование УЗО в коммерческих помещениях

УЗО также используются в коммерческих местах, таких как розничные магазины. В этих случаях они обычно интегрируются в главный распределительный щит. Это обеспечивает защиту всех цепей в здании.

Использование УЗО в этих местах также может включать в себя розетку УЗО, которое защищает отдельные цепи или части оборудования. Такая гибкость делает их идеальными для использования в местах с большим количеством электрооборудования, например компьютеров и копировальных аппаратов.

Использование УЗО в промышленных условиях

Устройства защитного отключения также являются важными устройствами защиты в промышленных условиях, таких как фабрики и склады. В этих приложениях УЗО они обычно используются для защиты от поражения электрическим током, пожаров и повреждения электрооборудования.

Они особенно важны в местах, где есть риск поражения электрическим током, например, в влажные или влажные места. Промышленное УЗО также часто используется в цепях, питающих потенциально опасное оборудование, например, сварочные аппараты.

Остаточная текущая стоимость устройства

Цена устройства защитного отключения зависит от нескольких факторов, таких как тип устройства, марка, характеристики и так далее. Тем не менее, вы можете рассчитывать заплатить от 10 до 100 долларов за УЗО хорошего качества.

Портативные УЗО обычно являются наиболее доступным вариантом, тогда как стационарные УЗО, как правило, дороже. Однако стационарные УЗО обеспечивают более высокий уровень защиты и более удобны, поэтому они, как правило, являются лучшим вариантом.

Любой, кто регулярно использует электрическое оборудование, должен подумать об инвестировании в УЗО, поскольку оно потенциально может спасти вам жизнь. Кроме того, учитывая разную стоимость УЗО, всегда есть вариант на любой бюджет.

Заключение

В заключение, устройства защитного отключения являются важными устройствами, когда речь идет о защите от поражения электрическим током. Они работают, постоянно контролируя ток, протекающий через активный и нейтральный провода, и срабатывают, если между ними есть разница (известная как ток утечки). Устройства защитного отключения доступны как в переносном, так и в стационарном вариантах, что обеспечивает гибкость с точки зрения стоимости и удобства.

Устройства защитного отключения (УЗО) и прерыватели замыкания на землю (GFI)

Вы здесь:
Домашняя страница >
Электричество и электроника >
Автоматические выключатели УЗО

Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 6 января 2022 г.

Электричество невероятно полезно, но может быть и невероятно опасно! Знаете ли вы, что для сильного электрического разряда требуется всего одна пятая секунды?
ток, протекающий через ваше сердце, чтобы убить вас? Это должно дать вам
сделайте паузу для размышлений, если вы регулярно пользуетесь электроинструментом. Считать
о том, если на мгновение: если вы используете электрический кусторез и
вы случайно перерезали кабель, электричество должно быть отключено
где-то. Если инструмент имеет металлический корпус, вы держитесь за него и
вы стоите на земле, очень высок риск того, что ваш
тело образует «короткое замыкание» — путь наименьшего сопротивления
чтобы ток протекал. Занимает
всего лишь мгновение ока, чтобы поток, который делает вам одолжение, передумал, пронесся через ваш
тело и убить тебя. Один из способов снизить риск — использовать умный
защитный гаджет под названием УЗО (устройство защитного отключения)
или GFI (прерыватель замыкания на землю) ,
который автоматически отключает блуждающие токи, прежде чем они смогут
убить вас электрическим током, вызвать пожар или причинить другой ущерб.
Давайте подробнее рассмотрим, как эти блестящие приспособления могут спасти вам жизнь!

Artwork: Зачем нужны УЗО: силовые кабели легко повредить, что может поставить под угрозу вашу жизнь.
В случае неисправности или аварии УЗО предназначено для очень быстрого отключения питания, что значительно снижает риск смертельного исхода.
поражение электрическим током.

Содержание

Зачем нужны УЗО?
Как УЗО используют электромагнетизм

УЗО

немного похожи на трансформаторы
Что происходит, когда возникают проблемы?
Как работают устройства УЗО
Вам нужно купить УЗО?
Кто изобрел УЗО/УЗО?
Узнать больше

Зачем нужны УЗО?

Цифры меняются из года в год, но
Статистика правительства США показывает, что поражение электрическим током является одной из пяти основных причин смерти на работе. Он также убивает и ранит многих людей дома.
По данным Американской ассоциации ожогов (цитируется по British Medical Journal), в результате несчастных случаев с электрическим током ежегодно в мире погибает несколько сотен человек и несколько тысяч человек получают травмы.
США одни.

Как и почему людей бьет током? В основном потому, что они случайно касаются высоковольтного оборудования или потому, что электрический прибор выходит из строя таким образом, что его открытые металлические части временно становятся «живыми» и опасными. Многие электроприборы имеют предохранители для защиты от чрезмерных токов,
но они не помогают в такой ситуации: даже небольшое течение может убить
(десятая часть ампера указывается как обычно смертельная сумма).
[1]
Некоторые устройства также имеют кабели «земля» или «земля», чтобы защитить нас, когда кабели под напряжением касаются вещей, которых они не должны касаться. Земля или заземление не являются частью обычной силовой цепи: это просто
запасной кабель, прикрепленный к открытым металлическим частям устройства, который в конечном итоге подключается к земле через вашу домашнюю проводку через металлический штырь или водопроводную трубу, которая входит в землю за пределами вашего дома. Основная идея заключается в том, что
если кабель под напряжением выйдет из строя и коснется чего-то, например, металлического корпуса тостера, кабель заземления несет
течение безопасно далеко. Но что, если кабель «земля/земля» также выйдет из строя — например, если вы перережете его?
Вот где нам на помощь приходят RCD и GFI.

Фото: Типовой адаптер УЗО с трехконтактной розеткой для системы электроснабжения Великобритании. Подключите УЗО к электрической розетке, подключите прибор к УЗО, и все готово к работе.
Синяя кнопка проверяет устройство: нажмите ее, и вы вызовете временное короткое замыкание.
это должно отключить питание. Зеленая кнопка — это переключатель сброса, который восстанавливает нормальный режим работы УЗО.
после теста или реального выреза. В США такое устройство чаще называют
в качестве прерывателя замыкания на землю (GFI/GFCI), хотя УЗО и GFI/GFCI не полностью эквивалентны.

Рекламные ссылки

Как УЗО используют электромагнетизм

Если вы читали наши статьи об электричестве
и магнетизм, вы
знать, что эти два явления подобны двум сторонам одной медали — единому
явление под названием электромагнетизм . Электрические токи могут производить
магнитные поля, в то время как магнитные поля могут вызывать электрические
токи течь. УЗО используют связь между электричеством и
магнетизм особенно остроумно.

Предположим, вы используете электроинструмент, например газонокосилку. Есть
два провода, идущие от электропитания к электродвигателю
который вращает режущие лезвия. Один провод называется фазным или живым
а другой называется нейтральным. Если вам не повезло
перережьте один из этих проводов, ток должен куда-то течь. Если вы режете
через действующий кабель газонокосилки с парой садовых
ножницы, например, ножницы, ваши руки, руки и ноги будут
составляют часть цепи, по которой будет течь электричество. Ты
может умереть за секунду! Но если кабель воткнут в
УЗО, УЗО обнаруживает внезапное изменение тока и отключается
цепь примерно за 30–50 миллисекунд. Это должно быть достаточно быстро
достаточно, чтобы спасти вашу жизнь в большинстве случаев.
УЗО не спасает от поражения электрическим током: оно означает поражение электрическим током.
не должно длиться достаточно долго, чтобы убить вас.

УЗО немного похожи на трансформаторы

УЗО работают аналогично электрическим трансформаторам; если ты
не знакомы с ними, возможно, вам будет полезно просмотреть
наша подробная статья о трансформаторах, чтобы вы понимали, что будет дальше.

В трансформаторе две катушки медного провода (называемые первичными
и вторичное) наматываются на круглую железную
сердечник (иногда называемый тороидом). Используя разные
количество проволоки в двух катушках, трансформатор может преобразовать высоковольтный электрический ток в
низковольтный (или наоборот).

Работа: упрощенная иллюстрация трансформатора. Медные первичный и вторичный кабели соединены магнитно через железный сердечник, а не электрически.

Внутри УЗО токоведущие и нулевые кабели от электрических
поставка обернута вокруг железного сердечника, очень похожего на тот, что в
трансформатор. Кабель под напряжением оборачивается вокруг одной стороны сердечника и нейтрали.
кабель идет вокруг другого, так что:

Переменный ток течет туда и обратно через провод под напряжением (зеленый).
При этом он индуцирует (создает) магнитное поле в железном сердечнике, как в трансформаторе (синяя стрелка).
Между тем, противоположный переменный ток также течет туда и обратно через нейтральный провод
(апельсин).
Нейтральный ток индуцирует в сердечнике равное и противоположное магнитное поле (красная стрелка).
При нормальных условиях магнитные поля, создаваемые проводами под напряжением и нейтралью, уравновешиваются:
в сердечнике нет общего магнитного поля, и нет ничего, что могло бы остановить ток, протекающий к используемому вами устройству.

Что происходит, когда возникают проблемы?

Теперь предположим, что вы перерезали или повредили кабель, ведущий к вашему устройству.
Если вы перережете один из силовых проводов, из цепи фактически произойдет «утечка» тока, поэтому будет
неодинаковые токи, протекающие в проводах под напряжением и в нейтральном проводе. По одному из проводов будет протекать больший ток, чем по другому, поэтому создаваемые ими магнитные поля больше не будут компенсироваться, и в сердечнике будет чистое магнитное поле.

Как это нам помогает? Железный сердечник имеет третью, меньшую катушку.
проволоки, обернутой вокруг него. Это называется поиском или детектором
катушка, и она подключена к очень быстрому электромагнитному переключателю, называемому
реле
(транзисторы,
тиристоры и даже
вместо них можно использовать вакуумные трубки). Когда возникает дисбаланс токов, магнитное поле, индуцируемое в сердечнике, вызывает
электрический ток, протекающий в поисковой катушке.
Этот ток запускает реле, и реле затем отключает питание.
Посмотрите, как это происходит, на анимации в поле ниже.

Как работают устройства УЗО

При нормальной работе, когда в
сердечник, электричество не проходит через поисковую катушку (серый) или реле (синий).
Предположим, вы перерезали провод под напряжением (зеленый) садовыми ножницами, и предположим, что вам требуется десятая доля секунды, чтобы перерезать его насквозь.
В течение этой десятой секунды, когда вы начинаете резать, возникает дисбаланс тока между токоведущим и нейтральным кабелями. Через нейтральный провод (оранжевый) протекает больший ток, чем через провод под напряжением (зеленый), поэтому нейтральный провод создает большее магнитное поле (красная стрелка) в железном сердечнике.
чем провод под напряжением (синяя стрелка).
Два магнитных поля больше не компенсируются. Чистое магнитное поле в ядре
вызывает протекание электрического тока в поисковой катушке (серый цвет), который активирует реле (синий).
Реле срабатывает, разрывая входящие кабели цепи и прекращая подачу всей энергии всего за 30 миллисекунд — быстрее, чем удар током может остановить ваше сердце.

Вам нужно купить УЗО?

«Менее половины (49%) [домов] имеют устройство защитного отключения (УЗО) в блоке предохранителей, жизненно важное защитное устройство, которое сводит к минимуму риск возгорания, отключая питание в случае неисправности».
Первое издание по электробезопасности, Великобритания, 2012 г.

Если вы используете какие-либо электроинструменты, в том числе такие, как
мойки высокого давления, бензопилы и газонокосилки,
это хорошая идея защитить себя с помощью УЗО, но вы можете быть защищены уже без
даже зная это. Современные бытовые предохранители (распределительные щиты), подобные показанному здесь, имеют встроенные УЗО на некоторых
(но не все) бытовых цепей. Это означает, что если вы перережете кабель или намочите его,
выключатель на блоке предохранителей отключит питание и спасет вашу жизнь, делая то же самое
работа в качестве вставного УЗО.

Жизненно важно понять, как устроен ваш блок предохранителей. В этом ящике
например, только розетки внизу имеют защиту от УЗО. Так что, если вы используете нижний
подключите питание газонокосилки в саду, вы защищены. Однако, если вы использовали
электроинструменты, подключенные к розетке наверху, вам нужно будет использовать сменное УЗО для защиты
себя, потому что в цепях наверху не установлены УЗО.

Фото: Этот современный блок предохранителей (иногда называемый потребительским блоком) имеет встроенную защиту от УЗО, но только на цепях, окрашенных в зеленый цвет (обычно основные розетки внизу). Другие розетки (и такие элементы, как цепи освещения) не имеют защиты от УЗО и окрашены в красный цвет.

Кто изобрел УЗО/УЗО?

Как и многие другие изобретения, УЗО были изобретены разными людьми, в разных местах, в разное время.
Первыми, кто разработал прерыватель цепи такого типа, был австрийский
физик доктор Готфрид
Бигельмайер (1924–2007), получивший целый ряд австрийских патентов на электрические автоматические выключатели этого типа с 1956 г.58).

Статья в Википедии об УЗО предполагает, что инженер из Южной Африки по имени Анри Рубин разрабатывал устройство защиты от замыканий на землю для использования на золотых приисках примерно в 1955 году. Хотя принцип работы и схема были несколько другими,
основная идея обнаружения дисбаланса тока с помощью трансформаторного устройства была очень похожа на
современное УЗО. В октябре 1958 года Рубину был выдан австралийский патент на магнитный усилитель (1957029312: Новый или улучшенный электромагнитный усилитель), одно из применений которого было описано как «цели защиты как
очень чувствительный детектор для обнаружения тока короткого замыкания в одном проводнике, в котором ток отсутствует, когда система исправна… может быть обеспечена защита как от замыканий на землю, так и от других замыканий, вызывающих повышение напряжения».

Американский инженер-электрик Чарльз Далзил (1904–1986) также спас бесчисленное количество жизней, когда примерно в 1960 году он изобрел свой собственный прерыватель цепи замыкания на землю. Он начал патентовать эту идею в январе 1961 года (в приложении
номер 85 364) и, наконец, получил патент (патент США 3 213 321) в октябре 1965 года. Среди преимуществ изобретения, которые перечислил Далзил, были достаточно высокая чувствительность к току для защиты людей от поражения электрическим током, низкий рабочий ток и потребление энергии, а также минимальное количество то, что он называл «неприятным срабатыванием».

Иллюстрация: Как работает прерыватель тока замыкания на землю (с типичной для США проводкой). Это оригинальный дизайн Чарльза Далзила, основанный на его патенте начала 1960-х годов. Я раскрасил его для ясности, используя те же цвета, что и выше. Два силовых провода A, B проходят через коричневый трансформатор, как указано выше, а N — это земля. Цепь отключения срабатывает, когда между проводом А или проводом В и проводом заземления N протекает ток, создавая чистое магнитное поле в сердечнике, которое индуцирует ток в проводнике.
вторичная/поисковая катушка (обозначена здесь как NS), поэтому активируется синяя цепь отключения.
Цепь отключения прерывает A и B (как показано синей пунктирной линией слева) с помощью реле,
транзистор, кремниевый управляемый выпрямитель (тиристор), вакуумная лампа или аналогичный переключатель.
Изображение из патента США 3 213 321: Миниатюрный дифференциальный автоматический выключатель Чарльза Далзила, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнайте больше

На этом сайте

Электричество
Электроника
Сетевые фильтры и предохранители
Реле

На других веб-сайтах

[PDF] Устройства защитного отключения: Руководство по применению Ing. František Štěpán, Eaton Industries, Вена, 2017 г. Прекрасное исчерпывающее руководство по УЗО и некоторым вещам, для которых вы можете их использовать.

Книги

Общие

Haynes: Руководство по домашней электрике Дэвида Холлоуэя. Хейнс, 2012.

Проекты электроустановок

Билла Аткинсона и др. John Wiley & Sons, 2012. См. «Глава 14: Устройства защитного отключения».
Руководство по проводке и освещению Reader’s Digest, составленное Reader’s Digest, 2005.

Электробезопасность

Справочник по электробезопасности
Джон Кадик и др. McGraw Hill Professional, 2019.
100 вопросов и ответов по электробезопасности, Рэй А. Джонс. Издательство Джонс и Бартлетт, 2011.

Статьи

Посмотрите, как хакер поджаривает фен своим радио от Энди Гринберга. Wired, 8 августа 2014 г. Как GFCI старого образца могут срабатывать из-за радиопомех, потенциально делая их пожароопасными.
Прерыватель цепи замыкания на землю Эдвард Р. Липински. The New York Times, 29 июня 1997 г. Старая, но все еще актуальная статья объясняет GFCI с точки зрения США.

Патенты

Патент США 3,213,321: Миниатюрный дифференциальный автоматический выключатель Чарльза Далзила. 19 октября, 1965. Оригинальный прерыватель цепи замыкания на землю, как показано выше.
Патент США 3 633 070: Прерыватель тока замыкания на землю Луи Дж. Вассоса и Алекса Ф. Гаурона. 4 января 1972 г. Улучшенная конструкция GFCI.
Патент США: 9 148 010 B2: Устройство защитного отключения (УЗО) с измерением тока утечки Уолтера Генри Берримана и др. 29 сентября 2015 г. Недавний RCD с более совершенным зондированием Земли, специально разработанный для стран, где связь с Землей ненадежна.

Каталожные номера

↑ Согласно разным источникам
десятая часть ампера (0,1 А или 100 мА), включая «Проведение электрического тока в человеческое тело и через него: обзор Раймонда М. Фиша и Лесли А. Геддес», Eplasty. 2009 г.; 9: е44; и судебная патология для полиции, следователей смерти, адвокатов и судебно-медицинских экспертов
Джозеф А. Пралоу, Humana Press, 2010, стр. 452.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2008/2022) Устройства защитного отключения (УЗО). Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrcdswork.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

Средства связи
Компьютеры
Электричество и электроника
Энергия
Машиностроение
Окружающая среда

Гаджеты
Домашняя жизнь
Материалы
Наука
Инструменты и инструменты
Транспорт

↑ Вернуться к началу

Устройства защитного отключения (УЗО) и прерыватели замыкания на землю (GFI)

Вы здесь:
Домашняя страница >
Электричество и электроника >
Автоматические выключатели УЗО

Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie

org/Person»> Криса Вудфорда. Последнее обновление: 6 января 2022 г.

Содержание

Зачем нужны УЗО?
Как УЗО используют электромагнетизм

УЗО

немного похожи на трансформаторы
Что происходит, когда возникают проблемы?
Как работают устройства УЗО
Вам нужно купить УЗО?
Кто изобрел УЗО/УЗО?
Узнать больше

Зачем нужны УЗО?

Рекламные ссылки

Как УЗО используют электромагнетизм

УЗО немного похожи на трансформаторы

Переменный ток течет туда и обратно через провод под напряжением (зеленый).
При этом он индуцирует (создает) магнитное поле в железном сердечнике, как в трансформаторе (синяя стрелка).
Между тем, противоположный переменный ток также течет туда и обратно через нейтральный провод
(апельсин).
Нейтральный ток индуцирует в сердечнике равное и противоположное магнитное поле (красная стрелка).
При нормальных условиях магнитные поля, создаваемые проводами под напряжением и нейтралью, уравновешиваются:
в сердечнике нет общего магнитного поля, и нет ничего, что могло бы остановить ток, протекающий к используемому вами устройству.

Что происходит, когда возникают проблемы?

Как работают устройства УЗО

При нормальной работе, когда в
сердечник, электричество не проходит через поисковую катушку (серый) или реле (синий).
Предположим, вы перерезали провод под напряжением (зеленый) садовыми ножницами, и предположим, что вам требуется десятая доля секунды, чтобы перерезать его насквозь.
В течение этой десятой секунды, когда вы начинаете резать, возникает дисбаланс тока между токоведущим и нейтральным кабелями. Через нейтральный провод (оранжевый) протекает больший ток, чем через провод под напряжением (зеленый), поэтому нейтральный провод создает большее магнитное поле (красная стрелка) в железном сердечнике.
чем провод под напряжением (синяя стрелка).
Два магнитных поля больше не компенсируются. Чистое магнитное поле в ядре
вызывает протекание электрического тока в поисковой катушке (серый цвет), который активирует реле (синий).
Реле срабатывает, разрывая входящие кабели цепи и прекращая подачу всей энергии всего за 30 миллисекунд — быстрее, чем удар током может остановить ваше сердце.

Вам нужно купить УЗО?

«Менее половины (49%) [домов] имеют устройство защитного отключения (УЗО) в блоке предохранителей, жизненно важное защитное устройство, которое сводит к минимуму риск возгорания, отключая питание в случае неисправности».
Первое издание по электробезопасности, Великобритания, 2012 г.

Кто изобрел УЗО/УЗО?

Узнайте больше

На этом сайте

Электричество
Электроника
Сетевые фильтры и предохранители
Реле

На других веб-сайтах

[PDF] Устройства защитного отключения: Руководство по применению Ing. František Štěpán, Eaton Industries, Вена, 2017 г. Прекрасное исчерпывающее руководство по УЗО и некоторым вещам, для которых вы можете их использовать.

Книги

Общие

Haynes: Руководство по домашней электрике Дэвида Холлоуэя. Хейнс, 2012.

Проекты электроустановок

Билла Аткинсона и др. John Wiley & Sons, 2012. См. «Глава 14: Устройства защитного отключения».
Руководство по проводке и освещению Reader’s Digest, составленное Reader’s Digest, 2005.

Электробезопасность

Справочник по электробезопасности
Джон Кадик и др. McGraw Hill Professional, 2019.
100 вопросов и ответов по электробезопасности, Рэй А. Джонс. Издательство Джонс и Бартлетт, 2011.

Статьи

Посмотрите, как хакер поджаривает фен своим радио от Энди Гринберга. Wired, 8 августа 2014 г. Как GFCI старого образца могут срабатывать из-за радиопомех, потенциально делая их пожароопасными.
Прерыватель цепи замыкания на землю Эдвард Р. Липински. The New York Times, 29 июня 1997 г. Старая, но все еще актуальная статья объясняет GFCI с точки зрения США.

Патенты

Патент США 3,213,321: Миниатюрный дифференциальный автоматический выключатель Чарльза Далзила. 19 октября, 1965. Оригинальный прерыватель цепи замыкания на землю, как показано выше.
Патент США 3 633 070: Прерыватель тока замыкания на землю Луи Дж. Вассоса и Алекса Ф. Гаурона. 4 января 1972 г. Улучшенная конструкция GFCI.
Патент США: 9 148 010 B2: Устройство защитного отключения (УЗО) с измерением тока утечки Уолтера Генри Берримана и др. 29 сентября 2015 г. Недавний RCD с более совершенным зондированием Земли, специально разработанный для стран, где связь с Землей ненадежна.

Каталожные номера

↑ Согласно разным источникам
десятая часть ампера (0,1 А или 100 мА), включая «Проведение электрического тока в человеческое тело и через него: обзор Раймонда М. Фиша и Лесли А. Геддес», Eplasty. 2009 г.; 9: е44; и судебная патология для полиции, следователей смерти, адвокатов и судебно-медицинских экспертов
Джозеф А. Пралоу, Humana Press, 2010, стр. 452.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.