Зміст
Пристрій захисного відключення (УЗО) призначений для розмикання електричної мережі у разі виникнення струмів витоку. Ці струми (їх ще називають диференціальними) з’являються головним чином внаслідок порушення ізоляції елементів електричної мережі. Оскільки вони протікають тільки через фазний провід, а їх значення можуть бути зовсім невеликими (опір ізоляції необов’язково відразу стає рівним нулю, особливо якщо це відбувається з-за її старіння), то в цьому випадку не спрацьовує встановлена в системі струмовий захист. Установка ПЗВ дає можливість убезпечити користувачів від можливості ураження електричним струмом внаслідок порушення ізоляції електроприладів.
Принцип дії
В основі принципу дії ПЗВ лежить використання вимірювального трансформатора, який має дві індуктивно зв’язані обмотки. Одна з них підключена послідовно до нульового, а інша – до фазному дроті. В нормальних умовах роботи електричної мережі магнітні потоки, викликані цими струмами, що взаємно компенсуються, оскільки значення їх рівними між собою.
У разі виникнення струму витоку, магнітний потік, створений струмом фазного проводу, перевищує значення магнітного потоку в нульовому проводі. У результаті подається команда на спрацьовування реле, яке розмикає електричний ланцюг.
При проектуванні і монтажі автоматичного захисту слід враховувати особливості електричної мережі об’єкта. Якщо необхідно виконати підключення ПЗВ в квартирі, то, як правило, вона встановлюється на вхідному щитку недалеко від лічильника електричної енергії.
Для того щоб правильно виконати підключення ПЗВ, необхідно розібратися з особливостями конструкції і принципу роботи цих пристроїв.
Існує два різновиди ПЗВ за принципом дії:
- електромеханічні;
- електронні.
Для роботи перших з них немає необхідності подавати напругу на ланцюзі керування цим пристроєм, іншими словами, якість функціонування таких пристроїв не залежить від наявності напруги в мережі. Це значно підвищує їх надійність по відношенню до електронних моделей. Прикладом електронного ПЗВ може служити пристрій ABB УЗО F202 AC-80/0.03 та електромеханічного — ABB FH202 АС-40/0.03.
Крім того, в залежності від кількості фаз мережі, в яку має бути встановлено це пристрій, воно може бути виконано в двополюсному (наприклад, ABB FH202 2P) або чотирьохполюсному (ABB FH204 4P) варіанті. Найбільш поширена схема підключення ПЗВ на сьогоднішній день – це монтаж двополюсного пристрою в однофазну мережу. У свою чергу, чотирьохполюсний ПЗВ може бути використано в трифазній мережі з ізольованою або глухозаземленою нейтраллю, а також в однофазної мережі.
Загальна схема підключення ПЗВ
Щоб відповісти на питання як правильно підключити УЗО, слід уважно ознайомитись із найбільш розповсюдженими схемами підключення цих пристроїв.
Розуміння загальних правил монтажу захисної автоматики та критеріїв вибору її параметрів допоможе грамотно підібрати і встановити в електричному щитку ПЗВ з необхідними параметрами.
Для забезпечення надійної роботи ПЗВ, воно повинно бути приєднана до електричної мережі після лічильника через автоматичний вимикач. Така вимога пояснюється тим, що у разі виникнення ударних струмів коротких замикань ПЗВ не забезпечує своєчасного спрацювання своїх розмикає контакти. Таким чином, результатом подібних аварійних ситуацій може бути не тільки вихід з ладу УЗО, але і руйнування елементів електричної мережі або навіть пожежа. При виборі автоматичного вимикача слід враховувати, що значення його номінального струму не може бути вище, ніж номінальний струм ПЗВ.
Підключення ПЗВ може здійснюватися за схемою, складеної таким чином, щоб забезпечити його реакцію на струм витоку, що протікає в будь-якому з елементів захищається електричної мережі. Для цього такий пристрій підключається відразу після лічильника загального автоматичного вимикача на вхідному щитку. Таким чином, досягається одночасна захист всіх споживачів, що одержують живлення через цей автомат. Однак такий спосіб монтажу має істотний недолік – не забезпечується селективність роботи автоматичного захисту, тобто її здатність відключати тільки ті елементи мережі, в яких виникли аварійні ситуації.
Для того щоб забезпечити необхідну селективність системи захисту, необхідно поставити кілька окремих пристроїв, які підключаються після автоматичних вимикачів, встановлених для захисту певних груп споживачів.
Таким чином, можна виділити два основних принципи побудови схеми захисту з використанням ПЗВ.
- Однорівнева схема. Передбачає відключення всіх споживачів від мережі в разі виникнення струму витоку в будь-якому з її елементів. Така схема застосовується в невеликих електричних мережах, мають обмежену кількість споживачів малої потужності. Перевагою такого способу є можливість максимально просто розрахувати номінали необхідних елементів, а також легкість монтажу в електричному щитку і обслуговування цих пристроїв. Для її реалізації достатньо поставити лише одне УЗО в електричному щитку після лічильника загального автомата.
- Багаторівнева схема. Правильний вибір елементів такої схеми автоматичного захисту є помітно більш складним, ніж у попередньому випадку. Параметри УЗО для кожної групи споживачів визначаються виходячи з їх сукупної потужності. При монтажі цих пристроїв важливо звертати увагу на те, щоб підключення нульового проводу було виконано в рассічку провідник, що йде до захищається групі споживачів. Якщо взяти для цих цілей, наприклад, загальний нуль відразу після лічильника, то ПЗВ спрацює при подачі напруги в мережу. В іншому параметри захисту вибираються з урахуванням номінального струму автоматичних вимикачів, а також місця їх розташування в структурі деревоподібної схеми. ПЗВ з меншим номінальним струмом потрібно поставити після аналогічного пристрою, що має більше значення цього параметра.
В принципі, підібрати необхідний номінал пристроїв захисту не так вже складно. Дотримання вищевказаних правил допоможе самостійно розрахувати необхідні параметри, а також правильно поставити всі необхідні пристрої захисної автоматики.
При підключенні проводів до контактів, розташованих на корпусі УЗО, важливо не переплутати місцями фазну і нульову клему. На самому пристрої нанесені відповідні позначення. Що ж стосується монтажу проводів, то краще зайвий раз переконатися у відсутності фази на проводі, подсоединяемом до нульового контакту УЗО. Помилка в підключенні може спровокувати вихід з ладу пристрою після подачі на нього напруги.
У більшості багатоквартирних будинків електрична проводка представлена всього двома проводами: нульовим і фазним. Її конструкція не передбачає наявність заземлюючого проводу в щитку лічильника електричної енергії. Це створює численні складнощі з підключенням сучасних побутових приладів, які в обов’язковому порядку повинні бути заземлені.
Однак, виходячи з основного принципу дії захисту, така схема підключення ПЗВ не знижує його захисних властивостей, оскільки у разі виникнення витоку все одно з’являється різниця у значенні струму в нульовому і фазному проводі (до речі, електролічильник «не помічає» струму витоку, чим активно користуються недобросовісні споживачі для несанкціонованого підключення електроприладів). Інша справа, що якщо корпус електроустановки не має контакту із землею, то і не з’являється контур, за яким міг б протікати струм витоку. Виникає ситуація, при якій шлях протікання цього струму створюється тільки після дотику людини до корпуса такого приладу (якщо при цьому тіло людини саме має контакт з землею).
Використання диференціальних автоматів
Для того щоб поєднати в одному пристрої функції УЗО і автоматичного вимикача, можна поставити замість них диференціальний автомат.
Принцип його роботи такий же, як і у цих пристроїв, просто всі їх елементи суміщені в одному корпусі. Це комбінований пристрій може реагувати на струм короткого замикання і на струм витоку. Безсумнівним достоїнством такого обладнання є його компактність і простота установки в щитку електричного лічильника. Це робить цілком реальним виконання робіт щодо самостійного монтажу схеми захисту з застосуванням дифавтоматов.
Однак, оскільки ці автомати відрізняються більш складною внутрішньою конструкцією, то вихід з ладу будь-якого їхнього елемента спричинить за собою дорогу заміну всього пристрою. Тому бажано для захисту мережі ставити автомати, які випускаються надійними виробниками електрообладнання, наприклад ABB або Schneider Electric.
Тільки після детального вивчення характеристик захисних пристроїв і параметрів споживачів електричної мережі, а також чіткого уяснення як правильно підключити УЗО, можна бути впевненим у тому, що непідготовленій людині вдасться самостійно підібрати і поставити пристрої автоматичного захисту.