Электрическая схема квартиры с узо

Устройства защиты от утечек тока, известные под аббревиатурами УЗО, АДЗ, ВДТ, АВДТ, несут основную функцию — оградить живые организмы от электротравм, а также предупредить паразитные диэлектрические потери, способные привести к возгоранию. Весь спектр приборов, описанных в этом обзоре, имеет отличия по принципу действия, назначению, чувствительности, роду тока в контролируемой цепи, способности выдерживать нагрузку, а также по ряду прочих факторов. Чтобы иметь чёткое и ясное представление о возможностях того или иного прибора, следует понимать специфику его работы.

По механизму действия УЗО может быть электромеханическим и электронным. В первом случае основным функциональным элементом служит дифференциальный трансформатор на кольцевом сердечнике. Трансформатор имеет две первичные обмотки, по которым проходит основная нагрузка, а также третью управляющую. В нормальном режиме работы по первичным обмоткам протекают противоположно направленные токи, равные по значению, таким образом, их электромагнитная индукция взаимно компенсируется.

Принцип работы электромеханического УЗО

Электронные УЗО имеют иной принцип действия, их работа основана на полупроводниковых приборах. Первым звеном электронной схемы выступает делитель тока, задача которого — преобразовать действующую на основных контактах устройства нагрузку к такой, которая допустима при работе полупроводниковых элементов. Пропорциональный, но меньший по величине ток приходит на компаратор (сравнивающее полупроводниковое устройство), который при существенной разнице на входах формирует выходной сигнал, приводящий в действие устройство размыкания основной цепи.

Cхема электронного УЗО: А — компаратор; К — реле; Т — кнопка «Тест»; R — резистор

Практическая разница устройств защитного отключения электронного и электромеханического действия заключается в следующем:

1. Электромеханические УЗО могут ложно срабатывать при высоких составляющих реактивной и индуктивной нагрузок. Другими словами, запаздывание или опережение кривой тока в одной обмотке относительно другой порождают наводки на управляющий контур.
2. Электронные УЗО не имеют достаточно высокой точности из-за погрешностей номиналов, свойственных для всех радиоэлектронных компонентов. Также на эффективность работы электронных УЗО оказывает существенное влияние значение напряжения, действующее в контролируемой цепи.

Слева: электромеханическое УЗО. Справа: электронное УЗО

По назначению УЗО принято классифицировать на устройства защиты от поражения электрическим током и приборы, защищающие от пожароопасных утечек тока через изоляцию. Помимо незначительных отличий в устройстве, эти приборы попросту имеют разные номиналы дифференциальных токов, на которые срабатывает защитный механизм.

Противопожарное УЗО типа S (селективное)

Нагрузочная способность УЗО свидетельствует в первую очередь о проводимости элементов основной контактной группы. Также имеются отличия в:

1. Массивности магнитного сердечника, способного выдерживать нагрев при взаимной компенсации индукционных воздействий.
2. Классе мощности радиоэлектронных компонентов.

В разряде прочих функций УЗО наиболее примечательна возможность отключать цепь питания при превышении действующего тока. По сути такие УЗО, называемые дифференциальными автоматическими выключателями, совмещают в себе силовой автомат и устройство защиты от утечек тока.

Дифференциальный автомат

Нормативные документы и правила по щиткам

Все схемы и квартирные щитки должны собираться в соответствии с нормативными документами и не противоречить прописанным там указаниям и правилам. Прежде всего это конечно ПУЭ, но есть еще два документа на которые стоит обратить пристальное внимание:

• ⚡ГОСТ 32395-2013 Щитки распределительные для жилых зданий. Общие технические условия. (скачать)
• ⚡Свод правил по проектированию и строительству СП 31-110-2003 «Проектирование и монтаж электроустановок жилых и общественных зданий» (скачать)

Требования из правил по квартирным щиткам

Замечания и требования из вышеуказанного ГОСТ на которые стоит обратить внимание при сборке и выборе квартирного щитка:

Схемы подключения УЗО в однофазной сети

Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.

В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:

• с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
• с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
• с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).

Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.

Без заземления

Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.

Рис. 1: Подключение УЗО в однофазной двухпроводной системе

Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.

Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.

Рис. 2: подключение УЗО в разветвленной однофазной двухпроводной системе

В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.

С заземлением

При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.

Рис. 3: Подключение УЗО в однофазной трехпроводной системе

Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.

Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.

Схемы для 3-фазной сети

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

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

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

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

Важен вид проводов. Для 1-фазной сети подходит стандартный кабель ВВГ, тогда как для 3-фазной рекомендуется протягивать более стойкий к возгоранию ВВГнг. О выборе подходящего типа провода мы писали в другой нашей статье.

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

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

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

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

Варианты схем

Перед тем, как подключать УЗО без заземления, запомните важный совет! Схема обязательно должна включать в себя помимо устройств защитного отключения и обыкновенные автоматы.

Многие наивно полагают, что это одинаковые механизмы и служат для одной и той же цели. Главное, понять разницу в их работе. Автоматический выключатель – это защита для подающей сети напряжения. Он отключает повреждённый участок, если в нём возникли сверхтоки в результате короткого замыкания или перегруза. За счёт этого аварийная ситуация не распространяется на общую сеть, и она остаётся в исправном состоянии.

УЗО защищает только от токовых утечек, их величины очень малы в сравнении с токами КЗ. Поэтому если в сети возникает режим короткого замыкания или перегруза и при этом отсутствует автомат, УЗО не отреагирует. Нужно всегда устанавливать его в схему в паре с автоматическим выключателем.

Подключение УЗО без заземления может быть выполнено двумя способами.

Подключение на вход

При такой схеме устанавливается одно УЗО для обеспечения защиты одновременно всей квартирной проводки.

Из сети по вводному кабелю в распределительный щиток поступает напряжение и приходит на двухполюсный автомат. Затем в схеме устанавливается устройство защитного отключения. Далее монтируются автоматы отходящих присоединений. Все эти отходящие потребители одновременно защищаются одним УЗО, установленным на входе.

Плюс этой схемы в том, что используется только одно устройство защитного отключения, соответственно не требуются значительные материальные затраты. К тому же в распределительном щитке можно всё компактно разместить и он не будет больших размеров.

Но имеется и существенный недостаток. Представьте себе, что какой-то бытовой прибор в данный момент подключен к розетке и в нём происходит замыкание фазы на металлический корпус. УЗО на появившуюся токовую утечку реагирует и отключается. Прекращается подача напряжения на всю квартиру. Если в этот момент к розетке был подключен только один электроприбор, искать повреждение несложно. А если одновременно работало много бытовой техники? Мало того, что сразу с прекращением подачи напряжения перестал работать холодильник, завис кондиционер, остановилась программа в стиральной машине или хлебопечи, остались несохранённые документы на компьютере. Так ещё нужно будет отыскать, на какой именно технике замкнуло фазу, а это уже доставляет определённые трудности.

Поэтому прежде чем выбирать данную схему подсоединения УЗО, подумайте об удобстве её дальнейшей эксплуатации.

Подключение на входе и на отходящих ветвях

Такой вариант схемы предусматривает подсоединение нескольких УЗО. Одно, как и было рассмотрено выше, монтируется после вводного автомата на входе. Остальные ставят за автоматическими выключателями отходящих присоединений. Сколько их будет, зависит от того, как вы сгруппируете свою домашнюю электрическую сеть. Возможно, по одному автомату и УЗО у вас будет стоять на каждую отдельную комнату. Есть вариант разделения розеточных и осветительных групп потребителей. В некоторых схемах выполняется отдельная защита бойлера, стиральной или посудомоечной машины, кондиционера или электропечи.

Как работает подобная схема? Например, на одной из отходящих линий произошла токовая утечка. Сработает УЗО, защищающее именно эту линию. Напряжение во всей квартире не исчезает, вся остальная техника остаётся в рабочем состоянии. В этом заключается несомненное преимущество данного варианта схемы. Её недостаток в том, что распределительный щиток получится внушительных размеров, не совсем удобно в нём располагать большое количество УЗО и автоматов. Да и недёшево обойдётся это в материальном плане.

Возникает вопрос, зачем в схеме ещё одно УЗО на входе? Бывают ситуации, когда по той или иной причине отходящее устройство не среагировало на токовую утечку. В этом случае входное УЗО будет подстраховкой, через определённый промежуток времени отключится оно. В принципе, его можно опустить и выполнить схему без вводного устройства. Но если финансовые возможности позволяют, лучше подстрахуйтесь, всё-таки речь идёт о безопасности людей.

Наглядно общий принцип подключения УЗО на следующем видео:

Подключение вводного УЗО в сети 380 В

Трехфазное четырехполюсное УЗО подключается с соблюдением тех же общих правил, что и однофазное. В данном примере использованы устройства марки Legrand. Клеммы нуля у них находятся справа.

Для питания трехфазной плиты установлено отдельное четырехполюсное УЗО с током утечки 30мА. Ванная и розетки подключены на 3 фазы с применением дифференциальных автоматов. Ноль кабеля освещения подключается к выходу противопожарного прибора защиты.

Подключение трехфазной нагрузки без провода нуля

Вышеприведенная иллюстрация демонстрирует подключение трехфазного УЗО в случае применения асинхронного двигателя в сети 380 В. В данном варианте отсутствует нулевой провод соединяющий устройство защиты и нагрузку. Корпус электродвигателя необходимо подсоединить к шине заземления.

УЗО и групповые цепи

По нормативам, УЗО ставится на групповые цепи (функциональные группы) розеток, освещения, силового оборудования, а также, в электрических цепях одиночных установок (приборов).

Схема 3, подключение УЗО 380 В, 11 кВт

На данной схеме, УЗО подключаются в электрическую сеть, 380 Вольт, и расчетной нагрузкой до 11 кВт. Это может быть частный дом или квартира. Согласно схеме, общее противопожарное УЗО (25 А/100 мА) ставится вместе со счетчиком в УЭРМ (Устройство этажное распределительное многоящичное – современный этажный щит). Электросеть помещения разделена на 5 групп, три из которых защищены УЗО 16 А/30мА и цепь ванной, защищена УЗО 25А/10мА.

Схема 4, 8 групповых цепей

На схеме 4, УЗО подключаются в электрической сети 380 Вольт, и расчетной нагрузкой до 11 кВт. Данная схема, предусматривает 8 групповых цепей, 6 из которых защищены УЗО. (4 узо 16А/30мА и 1 узо 25А/10мА)

Примечание. Согласно стандартам, УЗО ставятся в распределительные, квартирные щитки и другие электрические шкафы. Открытая установка УЗО запрещена.

Схема 5, подключение УЗО в частном доме

Установка УЗО в частном доме с электропитанием от столба. Напряжение питания 220 Вольт.

Противопожарное УЗО (32А/100мА) ставится на вводе кабеля питания в ЩКВс (щит квартирный встраиваемый со стеклом) вместе со счетчиком. Вполне щит ЩКВс может быть заменен ЩКНс (щит квартирный навесной) или щитом ЩВУ (щит вводно-учетный).

Второй щит в доме, ЩР (щит распределительный), В нем ставится три УЗО (25А/30мА) для защиты цепей силовых розеток.

Схема 6, УЗО в большой квартире

Электрическая схема электропроводки большой квартиры или дома. Вводное защитное устройство поставлено до счетчика, вопрос зачем? Если мы говорим об установке УЗО, как такового, то такая установка УЗО до счетчика неправильная. Возможна установка защитного устройства до счетчика, если это дифференциальный автомат защиты, но здесь уже стоит автомат защиты.

Примечание. Номинал УЗО устанавливаемого после автомата защиты, должно иметь номинал на шаг больше номинала автомата защиты.

Схема 7, УЗО в сети tn-s

Устройство защитного отключения в квартире, без противопожарного узо, в сети типа tn-s.

Примечание: Сеть типа tn-s предполагает разделение нулевого рабочего (N) и защитного проводника (PE).

Если рассматривать данную схему, как схему только квартиры, то вполне допустимо, разделение PEN проводника на PE и N проводники в этажном щите, а сама сеть типа: tn-c-s.

Схемы 9 и 10, правильное и не правльное подключения узо

Это простые принципиальные схемы по правильному и не правильному подключению УЗО. Стоит обратить внимание, на неправильное подключение УЗО.

Примечание: К сожалению, на принципиальных схемах, не показаны особенности подключения нескольких узо для разных групповых цепей. Здесь важно, для каждой группы, на которой стоит УЗО, нужно ставить свою, независимую шину заземления и розетки этой группы присоединять только к этой шине.

На схеме 10

• (1) это подключение дифференциального автомата,
• (2) и (3) это подключение УЗО с автоматами защиты.

Схема 11 и схема 12, узо на принципиальных схемах

Простые принципиальные схемы, 220 Вольт. На них прекрасно и правильно показано подключение УЗО в сборке: вводной автомат-счетчик учета- УЗО противопожарное.

Схема 13, Муниципальная схема подключения квартиры

Муниципальная схема подключения квартиры. Противопожарное УЗО (50А/100мА) в этажном щите и общее УЗО в квартирном щитке (40А/30мА). Название говорит само за себя, схема экономичная.

Схема 14, Минимальная схема подключения квартиры

Минимальная схема подключения квартиры с одним противопожарным УЗО (40А/30мА).

Схема 15, Оптимальная схема подключения квартиры

В квартире планируются два УЗО, причем одно устройство защищает сразу две группы (розеток и кухни). На схеме хорошо иллюстрируется выше сформулированное правило, об отдельной шине заземления для УЗО на несколько групп.

Схема 16, удобная схема подключения квартиры

Аналогична схеме 15, но по непонятным причинам, убрана отдельная шина заземления.

Схема 17, Селективные узо

Последняя схема подключения УЗО. На ней видим, иллюстрацию еще одно правило установки УЗО: УЗО устанавливаемое на вводе, должно быть селективным, то есть иметь задержку по времени отключения по сравнению с другими УЗО сети.

Это все 15 схем установки УЗО, на самом деле их 17. Некоторые спорные, большинство полезные.

Антипов Игорь, специально для сайта «Электрика своими руками»