УЗО: типы, устройство, схема

Как устроено и как работает УЗО? По каким критериям можно выбрать УЗО?

Схема УЗО и принцип действия: как устроено и как работает УЗО?
Когда не срабатывает УЗО?
Типы УЗО — как выбрать? 7 важных критериев выбора

УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током, не превышающим 30 мА предназначены для дополнительной защиты человека от поражения электрическим током. Используется в составе защиты «автоматическое отключение питания».

В системах переменного тока дополнительная защита посредством УЗО должна быть предусмотрена для:

штепсельных розеток с номинальным током до 20 А;
передвижного оборудования с номинальным током до 32 А, которое используют вне помещения.

УЗО отключает защищаемую цепь:

при прямом прикосновении человека или животного к электрооборудованию, находящимуся под напряжением;
при повреждении основной изоляции и контакте токоведущих частей с открытой проводящей частью.

Схема УЗО и принцип действия: как устроено и как работает УЗО?

Главным компонентом УЗО является дифференциальный трансформатор, который предназначен для обнаружения дифференциального тока. Если дифференциальный ток превысит значение отключающего дифференциального тока или равен ему произойдёт размыкание электрической цепи.

Линейный и нейтральный проводники от источника питания подключаются к контактам, главная цепь УЗО подключается к контактам.

При нажатии кнопки контакты замыкаются, и УЗО пропускает ток. Соленоид удерживает контакты в замкнутом состоянии после того, как кнопка отпущена.

Вторичная обмотка, к которой подключён расцепитель дифференциального тока. В нормальном состоянии ток линейного проводника, равен току нейтрального проводника, однако эти токи противоположны по направлению. Таким образом, токи взаимно компенсируют друг друга и в катушке дифференциального трансформатора электродвижущая сила (ЭДС) отсутствует.

Ток замыкания на землю приводит к нарушению баланса в дифференциальном трансформаторе: через линейный проводник протекает больший ток, чем по нейтральному проводнику (часть тока протекает через тело человека, то есть в обход трансформатора). Дифференциальный ток в первичной обмотке дифференциального трансформатора приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС сразу же регистрируется следящим устройством, которое отключает питание соленоида. Отключённый соленоид больше не удерживает контакты в замкнутом состоянии, и они размыкаются под действием силы пружины.

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

Кнопка проверки позволяет проверить работоспособность устройства путём пропускания небольшого тока через оранжевый тестовый провод. Тестовый провод проходит через сердечник дифференциального трансформатора, 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.

Когда не срабатывает УЗО?

УЗО не сработает, если человек оказался под напряжением, но тока замыкания на землю при этом не возникло, например, при прикосновении одновременно к линейному, и нейтральному проводникам защищаемой цепи.

Предусмотреть 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.

Потенциально опасной является ситуация, когда выше УЗО произошёл обрыв нейтрального проводника, а линейный остался под напряжением. УЗО функционально зависимое от напряжения сети нуждается в питании, которое получает от защищаемой цепи.

В этом случае УЗО будет неспособно отключить цепь, так как напряжения в защищаемой цепи недостаточно для функционирования. (УЗО функционально не зависимое от напряжения свободно от указанного недостатка.)

Типы УЗО — как выбрать?

1. По способу управления

без вспомогательного источника питания
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

2. По виду установки

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

3. По числу полюсов

однополюсные;
двухполюсные;
трёхполюсные;
четырёхполюсные.

4. По возможности регулирования отключающего дифференциального тока

нерегулируемые;
регулируемые:
- с дискретным регулированием;
- с плавным регулированием.

5. По стойкости при импульсном напряжении

допускающие возможность отключения при импульсном напряжении;
стойкие при импульсном напряжении.

6. По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока

типа АС: срабатывание которого обеспечивается дифференциальным синусоидальным переменным током путём или внезапного его приложения, или при медленном нарастании.

типа А: срабатывание которого обеспечивается и синусоидальным переменным, и пульсирующим постоянным дифференциальным током путём или внезапного приложения, или медленного нарастания.

типа В: которое гарантирует срабатывание как устройство типа F и дополнительно срабатывает:

при дифференциальном синусоидальном переменном токе частоты до 1000 Гц;
при дифференциальном синусоидальном переменном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
при дифференциальном пульсирующем выпрямленном токе от двух или более фаз;
при дифференциальном сглаженном постоянном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем, вне зависимости от полярности.

типа F: гарантирует срабатывание как устройство типа А и дополнительно срабатывает:

при составном дифференциальном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем между фазой и нейтралью или фазами и средним заземлённым проводником;
при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток.