Как отличить электромеханическое узо от электронного. Как выбрать и подключить узо для безопасной эксплуатации электроприборов

В последние десятилетия ассортимент защитных электрических аппаратов дополнился устройствами защитного отключения (УЗО), дифференциальными автоматическими выключателями (дифавтоматами), устройствами защиты от импульсных перенапряжений (УЗИП). Перечисленные аппараты защиты позволяют повысить безопасность эксплуатации электрических сетей. Этот материал посвящен УЗО. Точнее одной из разновидностей устройств защитного отключения - электромеханическому УЗО.

На заметку! Часто УЗО называют устройствами дифференциального тока (УДТ). Это название связано с принципом действия защитных аппаратов. Об устройстве и принципе действия УДТ будет рассказано ниже.

Назначение УЗО

Большинство аппаратов токовой защиты (предохранители, автоматические выключатели и другое) защищают электропроводку и подключенные к ней электроприемники от токов перегрузки и короткого замыкания. Устройства защитного отключения выполняют другие функции. В зависимости от тока срабатывания они обеспечивают защиту людей от поражения электрическим током или предотвращают возникновения пожара.

Каждый электрик знает, что переменный ток промышленной частоты, протекающий через тело человека, становится опасным для здоровья, если его величина превышает 0.01 ампера. Токи свыше 0.1 А опасны смертельно. Поэтому пороговый ток срабатывания (уставка) УЗО защищающего человека от удара током обычно выбирается из номиналов 10 мА или 30 мА. Первая уставка используется для сырых помещений, детских комнат и так далее. Уставка 30 мА применяется для обычных условий.

Для предотвращения пожаров устанавливают аппараты, настроенные на дифференциальные токи, превышающие 300 мА.

Принцип действия электромеханического УЗО

Устройства защитного отключения реагируют на токи утечки, возникающие при нарушении изоляции электропроводки или в момент прикосновения человека к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Главной особенностью токов утечки является то, что они нарушают баланс (равенство) токов протекающих через фазные провода и нулевой провод.

Для обнаружения утечки применяется дифференциальный трансформатор. Конструктивно он состоит из:

ферритового кольца служащего магнитопроводом (сердечником);
первичных обмоток, которыми являются фазные проводники и нулевой провод, пропущенные через сердечник;
вторичной (измерительной) обмотки.

При отсутствии токов утечки суммарный магнитный поток, создаваемый в сердечнике трансформатора первичными обмотками, равен нулю. При этом во вторичной обмотке ЭДС отсутствует. В случае возникновения утечки, баланс токов нарушается и во вторичной обмотке начинает наводиться ЭДС. На выводах измерительной обмотки возникает разность потенциалов. Разность потенциалов тем выше, чем больше ток утечки.

На заметку! Электрические защиты, основанные на сравнении токов, называются дифференциальными токовыми защитами .

Напряжение, снятое с вторичной обмотки дифференциального измерительного трансформатора подается на пороговый орган (устройство сравнения). Пороговый орган вырабатывает сигнал отключения при достижении током утечки установленного значения.

В качестве порогового органа в электромеханических отключающих устройствах применяется поляризованное реле. В электронном УЗО устройством сравнения выступает усилитель постоянного тока, выполненный на микросхеме операционного усилителя.

Устройство электромеханического УДТ

Электромеханические УЗО состоят из следующих основных деталей:

корпуса;
контактной системы состоящей из клемм, к которым подключаются питающие провода, подвижных и неподвижных контактов, которыми осуществляется коммутация;
измерительного трансформатора и выпрямителя;
поляризованного реле;
системы механического отключения (расцепителя);
системы гашения электрической дуги;
тестовой кнопки и резистора.

Назначение некоторых элементов

Поляризованное реле

Исполнительным органом в электромеханических устройствах дифференциального тока является поляризованное реле. Поляризованное реле относится к классу бистабильных реле постоянного тока. Оно может находиться как в отключенном, так и во включенном состоянии в отсутствие напряжения на его обмотке. В УЗО на обмотку поляризованного реле поступает выпрямленное напряжение от измерительного трансформатора. При достижении порогового значения происходит переключение реле, которое механически связано с расцепителем. В результате происходит отключение УДТ.

Кнопка «ТЕСТ»

В отличие от автоматических выключателей и других аппаратов защиты, в УЗО имеется возможность выполнения проверки работоспособности устройства. Проверка выполняется нажатием кнопки «Тест». Эта кнопка вместе со специально подобранным резистором образует цепочку, которая имитирует возникновение тока утечки. Концы цепочки соединяются с нулевым и фазным проводом. Проводники цепочки не проходят через кольцевой сердечник дифференциального трансформатора. Поэтому при проведении теста нарушается баланс магнитных потоков в измерительной системе. Номинал резистора выбирают таким образом, чтобы ток искусственной утечки был равен номинальному току срабатывания дифференциальной защиты.

Отличие электронного УЗО от электромеханического УДТ

Электронные и электромеханические устройства защиты отличаются только типом порогового устройства. Как уже отмечалось выше, в электронных аппаратах защиты в качестве порогового устройства используется электронный усилитель, который вырабатывает сигнал отключения. Этот сигнал подается на обычное реле, которое воздействует на механический расцепитель. Электронные компоненты, в отличие от электромеханических реле, обходятся дешевле и имеют меньший технологический разброс. Поэтому электронное УЗО, как правило, стоит меньше электромеханического аппарата защиты.

Люди, не сталкивавшиеся ранее с устройствами защитного отключения, часто задают вопрос: как отличить электромеханическое УЗО от электронного? Отличить устройства можно по маркировке, нанесенной на лицевую часть корпуса аппарата. У всех УЗО на корпусе можно увидеть символическое изображение дифференциального трансформатора. Он изображается в виде эллипса, охватывающего силовые проводники. От трансформатора прочерчивается символическая линия связи, идущая к устройству сравнения. Устройство сравнения изображается в виде прямоугольника или треугольника. Если нарисован треугольник, то это электронное УЗО. Если прямоугольник - это электромеханическое устройство.

Важно! Если на одном или всех изображениях фазных проводников, соединенном с подвижным контактам, есть изгибы в виде дуги или прямоугольного выступа, то вы имеете дело с автоматическим выключателем. Эти изгибы обозначают электромагнитный и тепловой расцепитель соответственно. Если к «изгибам» добавляется измерительный трансформатор и устройство сравнения, то это дифавтомат.

На заметку! У всех УЗО всегда четное число полюсов. Устройства, применяемые в однофазной сети, имеют два полюса - фазу и ноль. Трехфазные УДТ соответственно имеют 4 полюса. Нулевые клеммы всегда маркируются латинской буквой «N».

Вечный спор об УЗО

На форумах электриков не затихают споры на тему: какое устройство защиты лучше использовать, УЗО электронное или электромеханическое?

В принципе функциональных различий между аппаратами с разными пороговыми устройствами нет. Оба типа устройств дифференциального тока с успехом выполняют свои функции. Но дотошные исследователи подметили одну особенность, которой обладает электронное УЗО. Для работы операционного усилителя нужно питание. Оно берется с входных клемм аппарата защиты. Поэтому, в случае обрыва нуля или фазы питающей электронную схему, устройство теряет работоспособность. Электромеханическое УЗО лишено этого недостатка, так как исполнительный орган питается от вторичной обмотки трансформатора. Поэтому при обрыве нулевого провода «электромеханика» все равно сработает в случае возникновения утечки фазы.

Как правильно выбрать УЗО

Вопрос применения электронных и электромеханических аппаратов мы рассмотрели выше. О выборе уставки для разных типов помещений рассказывали тоже. Есть еще один параметр, который следовать учитывать при выборе УДТ. Этот параметр - номинальный рабочий ток. То есть ток, который УЗО выдерживает неограниченное количество времени. При выборе рабочего «номинала» можно следовать простому правилу. Рабочий ток должен быть не ниже рабочего тока автомата, который защищает питающую линию от короткого замыкания и перегрузки.

Как правильно подключать устройства защитного отключения

При подключении устройств защиты от токов утечки необходимо соблюдать несколько базовых правил.

Первое и самое важное. УЗО и дифавтоматы должны эксплуатироваться в сетях с глухозаземленной нейтралью с отдельным заземляющим проводом (трехпроводная или пяти проводная система). При этом корпуса всех электроприемников защищаемых устройствами от токов утеки должны быть надежно заземлены. Заземление может осуществляться через контакты розеток или отдельным проводом «под болт».

Опасно! Никогда не используйте нулевой провод в качестве заземления. Только отдельная земля!

Второе. Необходимо следить за правильностью подключения проводов. Ноль должен подключаться к клеммам, помеченным буквой «N», а фазы к фазным клеммам. Это правило, на первый взгляд неочевидное, связано с подключением тестовой кнопки и электронной схемы защиты.

Третье. Нельзя соединять между собой одноименные проводники защищаемые разными УЗО. Такую ошибку часто совершают неопытные электрики, используя общий ноль для нескольких блоков розеток. Такое соединение при подключении нагрузки моментально приводит к срабатыванию защиты.

Как быстро проверить УЗО не подключая к сети

У каждого аппарата защиты от токов утечки есть тестовая кнопка. С ее помощью легко выполнять периодическую проверку УДТ во время эксплуатации. Для проверки большой партии отключающих устройств, не подключенных к сети, можно воспользоваться обычной пальчиковой батарейкой 1.5 В.

Если ее подключить к одноименным полюсам, (например к клеммам 1-2) исправное устройство сработает мгновенно, так как импульс тока при подключении не будет уравновешен обратным током. УЗО с номинальным током дифференциального расцепителя 10 или 30 мА срабатывают даже от севшей батарейки.

Видео по теме

Получить поражение электрическим током можно не только при монтажных работах, но и в ходе эксплуатации электроприборов. Это случатся при нарушении в них электроизоляции, когда фазовый провод получает контакт с металлическим корпусом прибора. Уберечь себя и домочадцев от подобного помогут устройства защитного отключения (УЗО), которые бывают двух основных типов: электромеханические и электронные.

Чем отличаются электромеханические УЗО от электронных?

Как следует из названий защитных устройств, по принципу действия они делятся на две группы: электромеханические и электронные.

Электромеханические УЗО

Главной особенностью электромеханических УЗО является сохранение функциональности даже при отсутствии напряжения в сети. Принцип их действия состоит в следующем:

Ток утечки обычно не очень большой, однако для сработки реле его вполне достаточно.

Достоинством электромеханической конструкции является ее надежность ввиду простоты.

Кроме того, причиной отсутствия электроэнергии может быть не только полное обесточивание всего дома, но и повреждение нулевой шины в квартирном щите. В этом случае при попытке устранить поломку есть вероятность поражения током, поскольку фазовый провод может остаться неотключенным. Но при контакте кожи человека с таким проводом электромеханическое УЗО все равно отреагирует на возникший ток утечки и отключит линию, сохранив жизнь и здоровье человеку.

Из недостатков отмечается лишь высокие требования к характеристикам дифференциального трансформатора и реле. Качественная элементная база приводит к увеличению стоимости всего устройства.

Электронные УЗО

Электронные УЗО работают по иному принципу. При утечке ток, возникающий во вторичной обмотке трансформатора, поступает не сразу на исполнительный механизм, а на усилитель. Увеличенный усилителем ток поступает на реле, которое и производит отключение линии электроснабжения.

Такая схема снижает требования к чувствительности реле и габаритам трансформатора, но снижает надежность защитного прибора .

Кроме того, для работы платы усилителя требуется электропитания. Поэтому электронные УЗО работоспособны лишь при наличии электроснабжения.

Достоинствами электронных устройств защиты являются их небольшая стоимость и в некоторых случаях чуть более широкий функционал. Под последним подразумевается автоматическое отключение при превышении установленного порога напряжения.

Как определить тип УЗО

Перед покупкой и установкой защитного устройства необходимо точно представлять себе его тип и особенности конструкции. Это позволит не ошибиться с выбором и обеспечить необходимый уровень безопасности для заданных условий. Существует несколько способов, позволяющих достоверно определить тип рассматриваемого УЗО.

Все действия по определению типа УЗО можно производить только при условии отключения приборов от линии электроснабжения.

1. По схеме, приведенной на корпусе УЗО

Все виды защитных устройств на корпусе, помимо маркировки, имеют электрическую схему. На электромеханических УЗО она имеет следующий вид:

дифференциальный трансформатор (овал);
реле (квадрат).

Трансформатор и реле соединен прямыми линиями, означающими прямое электрическое подключение. Более никаких прямых и неразрывных линий на схеме быть не должно. Прямая прерывистая — это механическая связь реле и контактора.

В электронных УЗО между символами реле и трансформатора присутствует треугольник, обозначающий усилитель. Здесь же должны быть неразрывные линии, соединяющие линию электроснабжения с усилителем (треугольником).

Определение типа УЗО по схеме на корпусе является наиболее надежным. Но чтобы воспользоваться этим способом, необходимо наличие хотя бы базовых навыков чтения электрических схем.

2. Тестирование батарейкой

Для данного способа подойдет любой источник постоянного тока: батарейка или аккумулятор.

Последовательность действий будет следующей:

ко входу и выходу фазы на УЗО присоединяются по проводу;
провода подсоединяются к полюсам батарейки.

Если в момент подключения батарейки происходит срабатывание УЗО, то это устройство является электромеханическим. Если же устройство не сработало, то имеет смысл поменять полярность подключения к батарейке. Электронное УЗО не будет срабатывать при обеих схемах подключения источника питания.

Кроме того, тестирование батарейкой поможет выявить еще и вид тока, на который рассчитано устройство. Приборы класса А (пульсирующий постоянный и синусоидальный переменный ток) будет срабатывать при всех способах подсоединения батареи. Класс AC (синусоидальный переменный ток) будет срабатывать лишь при одном варианте включения батарейки.

3. Тестирование магнитом

Необходимо взвести УЗО и провести постоянным магнитом по корпусу устройства. Электромеханический прибор будет в этом случае срабатывать, а электронный - нет.

Какая конструкция УЗО более надежна и почему?

В плане надежности более предпочтительны электромеханические устройства. В отличие от электронных вариантов, у них отсутствует усилитель. Конструктивно такой усилитель состоит из небольшого числа элементов, однако любой из них вполне способен выйти из строя в любой момент времени.

Влияет на надежность и качество основных рабочих узлов - трансформатора и реле. Для использования в электромеханических устройствах применяются более чувствительные, качественные и поэтому более надежные узлы.

Соответственно, небольшое увеличение стоимости электромеханических УЗО полностью компенсируется более длительным сроком эксплуатации.

В целом, при выборе защитных устройств имеет смысл отдавать предпочтение образцам электромеханического типа. Они более надежны и безопасны. Электронные УЗО разумно устанавливать лишь при сильных ограничениях по финансам.

Как отличить электронное УЗО от электромеханического

Различие в конструкции этих устройств не влияет на рабочие характеристики. Эти выключатели дифференциальной защиты достаточно успешно справляются со своими функциями и имеют высокие параметры. Рассмотрим конструкцию электронного и электромеханического устройства.

Электромеханический вариант защиты имеет дифференциальный трансформатор тороидального исполнения, поляризованное реле и спусковой механизм. Дифференциальный трансформатор улавливает разность токов фазового и нейтрального проводов, усиливает ее вторичной повышающей обмоткой трансформатора, и усиленный дифференциальный сигнал подается на поляризованное реле.

Оно срабатывает и включает спусковой механизм защиты. Электронная защита также имеет дифференциальный трансформатор, поляризованное реле, но размер трансформатора меньше, так как сигнал усиливается электронной платой, которая питается напряжением сети, и подает сигнал на поляризованное реле, которое также связанно с спусковым механизмом. Работает электронная защита только когда присутствует напряжение сети. Но сеть у нас еще не достигла хорошего качества.

В конструкции электронного УЗО присутствует электронный усилитель А, работающий от напряжения сети (справа)

Не редки отключения сети, понижения или повышения напряжения, импульсные помехи, резкие скачки напряжения. Электронная начинка защиты может не выдержать такие испытания и отказать. Еще один вариант, когда электронная защита не может выполнять свои функции — это отгорание или обрыв нейтрального провода (актуально для старой электропроводки).

Нейтральный провод может отгореть в вашем электрощите в подъезде, а так как электронное устройство защиты работает от сетевого напряжения, то защита будет отключена. Вы будете лишены защиты от утечки тока оставшегося фазного напряжения. Поэтому для электронного варианта выключателя нужно часто проверять его работу нажатием кнопки «ТЕСТ». Механический вариант защиты не боится отсутствия напряжения и обрыва нуля. Поэтому их надежность будет выше электронных выключателей.

Внешнее отличие электронного и электромеханического УЗО

На корпусе диф выключателя нанесена маркировка и схема включения данного типа устройства. На отображенной схеме электромеханического устройства можно увидеть дифференциальный трансформатор, его вторичная обмотка с подключенным поляризованным реле и пунктиром показывающим связь реле с спусковым механизмом.

Схема электромагнитного УЗО (слева) и электронного (справа)

Также обозначена кнопка «ТЕСТ» с резистором. В электронном виде устройства на корпусе вы найдете различие схемы в дополнительном треугольнике с обозначением А электронного усилителя между трансформатором и поляризованным реле и соединении этого треугольника с проводами питания, фазой и нулем.

Тест электромагнитного устройства

Если у вас затруднения в выборе защиты по схеме на корпусе, тогда можно определить тип устройства обычной пальчиковой или любой другой батарейкой. Для этого подключаем провод к верхней фазной клемме, а другой провод к фазовой нижней клемме устройство и включаем его. Подсоединяем концы проводов к батарейке.

Если защита не сработала, меняем полярность батарейки. Устройство сработало, значит это выключатель электромеханического типа, электронное устройство не сработает, так как нет напряжения сети. Для проверки можно подключать батарейку и к нулевым клеммам защиты. Другой вариант тестирования проводят с помощью постоянного магнита.

Способ проверки типа УЗО пальчиковой батарейкой

Магнитом водят по корпусу дифференциального выключателя (защита должна быть включена), пока не сработает защита. Конструкция дифференциального выключателя у разных производителей разная, поэтому магнитом придется поискать расположение дифференциального трансформатора. Защита сработала, значит, это электромеханическое устройство, электронная защита не сработает, так как напряжения сети не подано.

Устройство защитного отключения служит для того, чтобы обезопасить человека от поражения электрическим током в результате утечки. На сегодняшний день данные аппараты выпускаются в двух исполнениях: электронном или электромеханическом. Первые более современные и к тому же стоят дешевле, вторые в свою очередь на рынке находятся дольше и что самое главное – более надежные, в плане защиты (об этом поговорим ниже). Далее мы расскажем, как отличить электронное УЗО от электромеханического и что лучше выбрать для домашней электропроводки.

Отличия между устройствами

Существует 3 принципиальных отличия между устройствами защитного отключения. Первое визуальное – определить тип УЗО можно, посмотрев на схему, которая расположена на лицевой части корпуса. Для начала рекомендуем ознакомиться с . Так вот у механического УЗО изображен на корпусе дифференциальный трансформатор со вторичной обмоткой, поляризованным реле, спусковым механизмом, кнопкой «ТЕСТ» и резистором. У электронной модели присутствует усилитель, который дополнительно подключен к питающим проводам.

Если по простому - отличить электронное УЗО от электромеханического можно по наличию треугольника с буквой «А» в схеме (усилитель). Если треугольник есть, значит аппарат с электроникой, нет – механического типа.

Наглядно увидеть принципиальное отличие вы можете схеме ниже:

Второй способ определения – с помощью обычной пальчиковой батарейки. Берете два провода, один подключаете на вводную клемму (сверху), второй снизу. Главное чтобы клеммы было одноименными: либо ФАЗА-ФАЗА, либо НОЛЬ-НОЛЬ. Далее взводите рычаг в положение «вкл.» (вверх) и подсоединяете провода к батарейке Если при подключении батарейки произойдет срабатывание рычага, значит устройство защитного отключения электромеханического типа. Ничего не произошло? Меняете полярность источника питания. Опять ничего? В этом случае УЗО электронное.

Ну и последний способ определения аппарата – с помощью магнита. Проводите магнитом по корпусу неподключенного УЗО (главное чтобы рычаг был в положении «вкл.») и если произойдет срабатывание – устройство электромеханического типа.

Что лучше выбрать?

Немаловажной информацией для вас будет функциональная разница между электронным и электромеханическим УЗО. Как многие уже, наверное, поняли, исходя из методик определения типа аппарата, устройство с электроникой внутри работает только при наличии напряжения в сети. Если напряжения не будет, срабатывание не произойдет. И вот это очень большой недостаток электронных дифавтоматов и УЗО.

С одной стороны кажется, что срабатывание и должно быть только при включенном напряжение. Смысл защите срабатывать, если и так нет света? А смысл есть, если вспомнить про такую опасность, как . Если ноль отгорит в щитке, света не будет, но опасное напряжение останется и при утечке тока поражения электричеством не избежать. В то же время электромеханический аппарат сработает в таком случае.

Еще один недостаток электронных УЗО – выход из строя при скачках напряжения. Вся электроника очень чувствительна к перенапряжению и импульсным помехам. Как результат – плата выйдет из строя, вам будет казаться что устройство защиты работает, а на самом деле оно не спасет при .

Исходя из этого, становится понятно, что лучше выбрать – электромеханическое УЗО или электронное. Если вы все же решили использовать современный аппарат, настоятельно рекомендуем проверять его хотя бы раз в месяц с помощью кнопки «ТЕСТ».

Как определить тип исполнения

Вот по таким критериям можно отличить электронное УЗО от электромеханического. Надеемся, теперь вы знаете, в чем разница между устройствами и что лучше выбрать для домашней электропроводки.

По зависимости от напряжения электропитания устройства защитного отключения делятся на электромеханические и электронные УЗО . Типы УЗО по функциональной зависимости от наличия в цепи электрического тока (напряжения питания) определяет их особенности использования и применения.

Электромеханическое УЗО

Электромеханическое УЗО не зависит, вернее функционирование электромеханического УЗО, не зависит от наличия в цепи электрического тока. То есть, электромеханическое УЗО сработает и отключит аварийную цепь, даже при отсутствии тока в цепи. Для срабатывания электромеханического УЗО достаточно появления дифференциального тока в цепи, где оно установлено.

Электронное УЗО

Срабатывание электронного УЗО зависит от наличия в цепи электрического тока. Механизм срабатывания электронных УЗО требует подачи напряжения на него от цепи установки или от внешнего источника тока.

Практическое применение электронных и электромеханических УЗО

Если вы внимательно прочитали, в чем разница между электронным и электромеханическим УЗО, то логично предположить, что более надежным является электромеханическое УЗО.

Например, По конструкции электронное УЗО срабатывает, только если на входных зажимах УЗО есть напряжение. Предположим, в цепи произошел обрыв нулевого проводника. Напряжение на входных зажимах пропадает, УЗО перестает функционировать. Однако фазный провод остается рабочим, и электрический потенциал присутствует на электроустановке.

Электромеханические и электронные УЗО, визуальное определение типа устройсва

Самое интересное, что внешне электронное и электромеханическое УЗО, в РФ, не отличаются. Как же их отличить?

Способ 1.

Смотрим на корпус УЗО, а конкретно на схему подключения, которая нанесена на корпус. На схемах видим отличии электронного устройства защитного отключения и электромеханического УЗО.

Способ 2.

Проверку делаем перед установкой УЗО.
Взводим устройство.
Подключаем батарейку 9 Вольт к одному полюсу устройства, на входе и выходе.
Если устройство сработает, то это электромеханическое УЗО.

Выводы

В распределительных щитах, для установки в групповые цепи нужно устанавливать электромеханические УЗО.
Электронные УЗО допустимо применять, для дополнительной защиты одиночных электрических приборов.
Различить электронное и электромеханическое УЗО можно по схеме подключения, нанесенного на корпусе устройства.