Как правильно подключить УЗО и автоматы в частном доме

Электроэнергия в современном мире – это один из наиболее распространенных видов энергии. Ее применяют на производстве, в домах и квартирах, для освещения. Без электротехники трудно представить жизнь современного человека.

Обезопасить людей и животных от поражения электрическим током, а также снизить риск повреждения домашней электросети и электроприборов позволяет использование в электрощитах УЗО и автоматических выключателей. Надежность и срок службы защитных автоматов во многом зависит от правильного их подключения, а также от исходного качества этих устройств.

Принцип действия и основные рабочие характеристики УЗО

Аббревиатура «УЗО» обозначает устройство защитного отключения. Оно обесточивает потребителей (срабатывает) в следующих случаях:

1. При непосредственном прикосновении животного или человека к электроприбору или токоведущей жиле, находящимися под напряжением. Это защищает от поражения электрическим током.
2. При наличии тока утечки, превышающего установленную на устройстве его величину. Возникновение утечки связано с повреждением изоляции проводов, попаданием под напряжение металлических корпусов электроприборов (например, чайников, холодильников, бойлеров, стиральных машин).

Простыми словами ток утечки – это электрический ток, который протекает от фазы на «землю» по не предназначенным для данных целей проводящим путям. В их качестве могут выступать металлические корпуса техники, трубы, арматура.

Работа УЗО основана на сравнении токов фазы (L) и нулевого проводника (N) дифференциальным трансформатором. Профессиональным языком – на обнаружении появляющегося дифференциального тока. Когда в работающей цепи все в порядке, тогда «вход и выход» соответствуют друг другу.

При попадании человека под напряжение часть тока пойдет через тело на землю. Это вызовет появление дифференциального тока. УЗО разомкнет цепь, если разница токов в проводниках L и N сравняется с установленным значением дифференциального тока отключения или превысит его.

Работа УДТ (УЗО) при утечке тока

Из-за принципа действия, связанного с фиксированием дифференциального тока, УЗО также называют УДТ (устройство дифференциального тока) или ВДТ (выключатель дифференциального тока). Это отображено на российской маркировке надписью «ВД». В международной системе УЗО обозначают буквой «F».

✍ Параметры УЗО (УДТ)

Устанавливаемое УДТ должно соответствовать электрическим параметрам защищаемой цепи. Основные характеристики следующие:

• способ действия (управления);
• рабочий ток и форма его колебаний;
• число полюсов;
• рабочая температура;
• номинальная частота и напряжение;
• ток короткого замыкания;
• величина тока уставки (дифференциального тока защиты) и возможность ее регулирования.

Маркировка УЗО с описанием характеристик

Представленные параметры отображаются на маркировке устройств (выше на фото). По ним выбирают УЗО.

Виды и типы дифференциальных выключателей (ВД)

По основным рабочим характеристикам выключатели дифференциальные (ВД) классифицируются на отдельные виды и типы. Так по способу управления УДТ бывают двух видов:

• с источником питания (электронные).
• без дополнительного источника питания (электромеханические).

Определить способ управления ВД можно по схеме, изображенной на его корпусе.

Схемы электромеханического и электронного ВД

Выбирая УДТ, следует учитывать, что среди электронных устройств первого вида есть модели, которые автоматически отключаются, если вспомогательный источник питания отказал. А есть также модификации, которые не отключаются. Они в опасных ситуациях не способны выполнять функцию защиты при отказе источника питания. Поэтому менее надежны.

По числу полюсов и напряжению питания классификация следующая:

• двухполюсные – рассчитаны на рабочее напряжение 230 В;
• четырехполюсные – используются в сетях 400 В.

Относительно возможности установки тока срабатывания УДТ бывают:

• регулируемые (дискретно или плавно);
• нерегулируемые.

По способу монтажа ВД делятся на такие разновидности:

• стационарные, предназначенные для установки в электрический щит;
• переносные, к которым относятся УЗО-розетки и вилки.

Что касается стойкости к действию импульсного напряжения, то в этом направлении выделяют следующие виды УДТ:

• стойкие;
• отключающиеся.

Классификация устройств по срабатыванию в зависимости от формы колебаний рабочего тока представлена далее в таблице. На корпусе тип тока нагрузки, на который рассчитан ВД, обозначается графически или буквами.

Маркировка по типу тока

Следует учитывать, что УДТ выпускаются с выдержкой времени срабатывания и без нее (при наличии дифференциального тока). Использование устройств с задержкой срабатывания (обозначается S) позволяет обеспечить селективность в собранной схеме.

Как выбрать УЗО для дома

Защитное устройство можно устанавливать на вводе, для отдельной группы автоматов, только для защиты одной линии. Но предварительно при любом варианте монтажа нужно определиться с плановой нагрузкой в коммутируемой цепи. Это позволит подобрать подходящий автомат к ВД. Если УЗО предназначено для одной линии (обслуживает отдельное помещение), то следует учитывать уровень влажности в комнате.

Выбирается УДТ для дома по эксплуатационным характеристикам. Основные рекомендации в этом плане следующие:

1. Вводной ВД должен быть при трехфазном вводе четырехполюсным на напряжение 380 В. Если подведена одна фаза, то устанавливают однофазное УДТ на 220 В.
2. Коммутируемая величина тока нагрузки УЗО выбирается из стандартного ряда (например, 16, 20, 25, 32, 40 А) на один номинал выше, чем у совместно используемого автомата. Например, если установлен автомат на 20 А, то понадобится УДТ на 25 А.
3. Для домашней сети подходят модели типа А и АС. Но из-за изменения характера нагрузки в электросети (оказывает влияние на форму колебаний тока) оптимальным для использования является первый вариант.
4. На линиях ванных комнат и кухонь следует устанавливать УДТ с током утечки (отключения) 6 или 10 мА. Для невлажных помещений нужно использовать модели на 30 мА. На вводе ставят ВД на 100 или 200 мА, но его функцией является в большей степени уже пожарная безопасность, а не защита человека.

УЗО для разных комнат

Суммарный дифференциальный ток утечки регламентируется пунктом 7.1.83 ПУЭ. Эта величина не должна при нормальной работе сети превышать 1/3 номинального показателя УЗО.

Бывает необходимо, чтобы УЗО срабатывало с некоторой временной задержкой. В таких случаях следует приобретать модели с маркировкой S.

Что касается цены изделий, то в этом плане на первое место выходят личные покупательские возможности. Но лучше приобретать продукцию известных фирм, хорошо зарекомендовавших себя.

Основные правила подключения УЗО

С собранной схемой, возможно, через время будет разбираться другой специалист. Поэтому, приступая к самостоятельному монтажу устройств защиты, следует учитывать общепринятые (гласные и негласные) правила подключения:

1. Выполнять все подключения следует по общепринятым нормам и схемам. Фазным жилам, нулю и земле соответствуют провода определенной цветовой маркировки. Также их можно обозначать буквами.
2. В электрощите нужно оставить схему с подключенными потребителями.
3. Перед вводным УДТ должен стоять общий автомат. УЗО для отдельных линий используется в паре с автоматическим выключателем.
4. Выходящий с ВД ноль не должен иметь электрических контактов с другими проводниками (землей, нулями).
5. Устанавливаемые автоматы защиты должны соответствовать по типу и току нагрузки, обслуживаемым потребителям и схеме.
6. После подключения необходимо проверять надежность затяжки контакта: попробовать выдернуть проводок, но без особых усилий. При этом подсоединенный провод не должен болтаться, а тем более выпасть.
7. Нули и землю нужно подсоединять на соответствующие им в щите шины.
8. Удобно для дальнейшего обслуживания и возможной замены монтировать автоматы и УЗО на DIN-рейку, использовать гребенку (а не перемычки).

Маркировать жилы удобно с помощью разноцветных термоусаживаемых трубок либо изоляционной ленты.

Собранный электрический щиток

В современных электрощитах DIN-рейка идет в комплекте с нулевой и заземляющей шинами. Для старых щитков данные детали можно дополнительно купить или воспользоваться имеющимися, если они подходят.

Установка УЗО и автоматов в щитке

УДТ и автоматические выключатели устанавливают в электрический щит. При этом электрощит должен быть рассчитан на необходимое число модулей. Но лучше приобретать электрощит с запасом, чтобы осталось место для установки дополнительных автоматов или устройств автоматики, например, контакторов, реле времени.

Монтажные работы с автоматами выполняются с использованием стандартного набора инструментов электрика, включающего:

• кабелерезы (кусачки);
• плоскогубцы, круглогубцы;
• набор отверток («+» и «-»), торцовых и рожковых ключей;
• нож;
• маркер, рулетка;
• индикаторную отвертку или мультиметр, двухполюсный индикатор.

Из материалов понадобятся: гребенка или кабель на перемычки, кембрик и изолента. Возможно, также потребуется дополнительно DIN-рейка, шины (ноль и земля). Если перемычки делать из многожильного кабеля, то нужны будут наконечники и инструмент для обжимки. DIN-рейку по размеру режут болгаркой или ножовкой по металлу. Могут понадобиться и сверла.

Типовые схемы подключения УЗО в однофазной сети

На схемах фазный проводник обозначается L, а ноль – N. Также обозначаются и соответствующие клеммы на корпусе УЗО. Для нормального функционирования устройства фазу и ноль необходимо подключать строго по маркировке. После ВД для защиты от тока короткого замыкания устанавливают автоматический выключатель требуемого типа и номинала.

По требованиям ПУЭ к розеткам должна подводиться отдельная заземляющая жила. Но на постсоветском пространстве еще работают схемы без заземления.

✍ Схема подключения УЗО без применения заземления

В схемах без использования заземляющей шины может устанавливаться одно вводное УДТ или группа по линиям. Первый вариант подходит для небольшого числа потребителей, например, в маленькой квартире. Он представлен на схеме ниже.

Групповые ВД выбирают по току срабатывания в зависимости от условий влажности и запыленности в помещении, где расположены подключенные электроприборы.

✍ Схема подключения УЗО с наличием заземления

Наличие заземления (желто-зеленый провод) обеспечивает большую безопасность при эксплуатации электрооборудования. В таких схемах при появлении утечки на металлические корпуса электрических приборов произойдет отключение линии от питающей сети.

В схемах с заземлением номиналы тока утечки нужно выбирать точно, так как ВД чувствительно к потерям на землю. Желательно использовать разбитие на группы, чтобы проще было определять поврежденные линии.

✍ Схема подключения с общим вводным УЗО

Общее УДТ монтируется между вводным автоматическим выключателем и групповыми автоматами. Схема подходит для использования в квартирах или домах при хорошей электропроводке и небольшом числе потребителей.

Схема с одним вводным ВД позволяет сэкономить на устройствах защиты, более проста в практической реализации. Но при срабатывании УДТ отключится весь дом или квартира. Трудно будет определиться с локализацией проблемы, особенно при ложном срабатывании.

✍ Схема подключения общего УЗО и однофазного счетчика

Подвод электроэнергии в дом и квартиру осуществляется через счетчик электроэнергии. На нем есть схема подключений:

• с клеммы № 2 выходит фаза;
• с вывода № 4 отходит нулевой проводник.

Нулевая жила после ВД подсоединяется к нейтральной шине в щитке (N). Отходящая фаза подключается к автоматам.

✍ Схема совместного монтажа вводного и групповых УЗО, прибора учета электроэнергии

Этот вариант сборки щита – расширенная версия предшествующей схемы. Особенность ее состоит в том, что после вводного УДТ фазный провод подключается к автоматам. С них фаза поступает на отдельные УЗО по линиям. Рабочие нули присоединяются к нулевой шине.

Достоинство такой схемы заключается в том, что отключается только проблемная линия, а не весь дом: можно реализовать селективную защиту. Но из-за увеличения числа используемых устройств возрастают расходы на их покупку и монтаж. Также под защищаемое помещение нужно уметь подбирать подходящую по току утечки модель ВД.

Реализация схемы ниже позволяет сэкономить на вводном устройстве. В ней между вводным автоматом и групповыми УЗО нужно еще предусмотреть и счетчик.

Схема подключения с групповыми УЗО

Схемы подключения УЗО в трехфазной сети

Монтаж схем с трехфазными УЗО практически ничем не отличается от работы с однофазными. Такие варианты подходят, если в дом или квартиру заведены три фазы.

Выполняя подключения необходимо ориентироваться на маркировку жил и схему подключений. Российское и международное обозначение жил представлены в таблице далее.

✍ Вводное трехфазное и отдельные групповые УЗО

В такой схеме общее УЗО монтируют после трехфазного вводного автомата. Отходящие от УДТ фазные проводники распределяют по групповым автоматическим выключателям. От них питание подается на ВД отдельных линий.

Фазы подсоединяются к устройствам по маркировочным обозначениям. Нулевой провод и заземление фиксируют на соответствующих шинах.

✍ Вводное УЗО и трехфазный счетчик

Эта схема отличается от предшествующего варианта добавлением трехфазного электрического счетчика. У него для коммутации имеются 8 клемм: четыре на вход (три фазы и нулевой провод) и четыре на выход (3 фазы и нуль).

Питание на счетчик подводится с выхода вводного автомата, а уходит на вход трехфазного УЗО. Затем происходит распределение нагрузки по однополюсным автоматическим выключателям и УДТ.

Проверка работоспособности УЗО

Для проверки работоспособности УДТ на его корпусе предусмотрена специальная кнопка «Тест» («Test»). При нормальной работе устройства под напряжением ее нажатие приводит к срабатыванию и отключению питания в обслуживаемой линии.

Рассмотренный способ проверки – наиболее простой. Проверяют работоспособность еще и замыканием в линии фазы на землю через сопротивление (нужно подбирать). Но это чревато опасными последствиями для неопытных электриков.

Правила безопасности при установке устройств защиты

Работа электрика связана с опасностью поражения электрическим током. Поэтому большое внимание стоит уделять технике охраны труда. Правила безопасности предписывают:

1. Электромонтажные работы нужно выполнять с полным снятием напряжения. Желательно обесточить весь щиток, чтобы случайно не дотронуться до токоведущих частей или не сделать короткое замыкание. Дома соблюсти данное условие в большинстве случаев нетрудно.
2. Нельзя в качестве заземления использовать металлические трубы (например, отопления или водоснабжения), арматуру в стенах и другие, не предназначенные для этой цели конструкции. Иначе можно получить удар электрическим током.
3. Для подсоединения проводов нужно использовать заводские шины или клеммы: по ПУЭ соединение и наращивание жил скруткой запрещено.
4. По правилам замену или установку автоматов должны выполнять два человека, один из которых будет наблюдающим. Особенно это важно соблюдать при неполном снятии напряжения: когда рядом расположены токоведущие части.
5. При включении автоматов, необходимо отворачивать глаза от щита в сторону. Это при возникновении короткого замыкания поможет защитить их.

Наличие сетевого напряжения можно проверить следующими инструментами:

• вольтметром (мультиметром);
• двухполюсным индикатором;
• индикаторной отверткой;
• При отсутствии вышеперечисленных приборов можно использовать лампу на 220 В, вкрученную в патрон с двумя подсоединенными проводами.

УЗО отключает напряжение при наличии замыкания на землю. Но если прикоснуться к фазе и нулю, то устройство не сработает. При самостоятельном монтаже автоматов нужно всегда соблюдать схему и технику безопасности. Устанавливать УДТ и автоматы лучше доверить лицам с соответствующей группой электробезопасности и имеющим допуск на проведение данного вида работ.