Схема підключення ПЗВ до однофазної мережі із заземленням

Захист електричної мережі і організму користувача – необхідна вимога при використанні електричних ланцюгів. В якості захисних приладів застосовуються різного виду пристрої, такі як УЗО (пристрій захисного відключення), дифавтомати, вимикачі, крім цього, важливим елементом є і наявність заземлення. Підключення УЗО до однофазної мережі із заземленням практично повністю убезпечить споживача від ураження електричним струмом і збільшить безпеку електромережі в цілому.

призначення заземлення

Електрична лінія, яка використовує заземлення, прокладається із застосуванням трьохпровідний кабель. Кожен провід кабелю з'єднує елементи своєї ланцюга і буває: фазовим (L), нульовим (PE) і земляним (PN). Величина, що виникає між фазовим проводом і нульовим, називається фазовим напругою. Вона дорівнює 220 вольт або 380 вольт, в залежності від типу системи.

Заземлення призначене для з'єднання металевих частин електроприладів зі спеціально виконаним контуром, зариті в землі.

Ці частини можуть опинитися під напругою при несправності самого обладнання або ізоляції проводки. Якщо існує PN-з'єднання, фактично виникне коротке замикання між фазовим проводом і землею. Струм, вибираючи шлях з найменшим опором, буде стікати в землю. Такий струм називають струмом витоку. Під час торкання металевих частин напруга на них буде менше, а відповідно, і менше значення вражаючого струму.

Заземлення також необхідно для роботи таких приладів, як УЗО. Якщо проводять місця приладів не будуть підключені до землі, то струм витоку не виникне і ПЗВ не спрацює. Існує кілька типів заземлення, але для побутового застосування поширене використання тільки двох:

1. TN-C. Тип, при якому нульовий і земляний провідники об'єднуються між собою, іншими словами, занулення. Ця система була розроблена в 1913 році німецькою компанією AEG. Істотний недолік в тому, що при розмиканні нуля на корпусах пристроїв виникає напруга, що перевищує фазовий в 1,7 раз.
2. TN-S. Тип, розроблений французькими інженерами, впроваджений в 1930 році. Нульовий і земляний дроту не залежать один від одного і розділяються між собою на підстанції. Такий підхід до організації заземлюючого контакту дозволив створити прилади обліку диференціального струму (витоку), що працюють за принципом порівняння величини струму в різних проводах.

Як часто буває, в висотних будинках використовується тільки двухпроводная лінія, що складається з фази і нуля. Тому для створення оптимального захисту краще додатково виконати заземлення. Для самостійного виконання лінії заземлення зварюється трикутник з металевих куточків. Рекомендована його довжина сторін – 1,2 метра. До вершин трикутника привариваются вертикальні стовпчики з довжиною не менше 1,5 метра.

Таким чином, виходить конструкція, що складається з вертикальної і горизонтальної смуги заземлення. Далі сама конструкція закопується в землю стовпчиками вниз на глибину не менше півметра від поверхні до основи трикутника. До цій підставі прикручується за допомогою болта або приварюється проводить шина, що служить третім проводом, що об'єднує корпуси приладів з землею.

Принцип роботи пристрою захисту

Завдяки появі системи TN-S було розроблено пристрій, що одержав широке застосування для захисту організму від згубного впливу електричного струму. Перші прилади були представлені компанією з Німеччини RWE.

УЗО при роботі використовується спільно з іншим важливим пристроєм захисту, таким як автоматичний вимикач, який призначений для захисту електропроводки від загоряння і отгоранія контактних частин системи.

При високому значенні струму, що проходить через УЗО, пристрій не спрацює, а саме вийде з ладу.

Тому воно не зможе замінити автоматичний вимикач і призначене для використання з ним в комплексі. Існують різні види монтажу УЗО. Найбільшого поширення набуло розташування пристрою захисту на din-рейці в щитовій. Для цього прилад в своїй конструкції має засувку. А також існують моделі, що включаються безпосередньо в розетку. Розташовуватися прилад захисту, незалежно від способу монтажу, повинен завжди перед захищається електроприладом.

Корпус УЗО, призначений для розміщення на din-рейці, виконується з діелектричного многокомпонентного пластика і конструктивно мало чим відрізняється від інших пристроїв захисту. Головні відмінності від автоматичного вимикача – в розміщенні клавіші включення і наявності кнопки тестування пристрою. При цьому існує і прилад, схожий на вигляд і призначенням, – диференційний автомат. Такий прилад об'єднує під своїм корпусом і УЗО, і автоматичний вимикач. Візуально відрізнити їх можна за габаритами: пристрій захисного відключення має менші розміри.

Конструктивні особливості

Його робота ґрунтується на першому законі Кіргхофа, який говорить: сума струмів, що входять у вузол, дорівнює сумі струмів, що виходять з вузла. Таким чином, значення струму, поточного через прилад захисту по фазового проводу, має збігатися з його значенням, поточним по нульовому провіднику.

Виходячи з цього, пристрій проводить аналіз величини струму в проводах, підключених до нього, і в разі появи різниці в величинах відключає подачу електроенергії. До складу конструкції УЗО входять наступні основні елементи:

• контактні клеми;
• клавіша включення;
• електромеханічне реле або електронна схема;
• трансформатор;
• ланцюг тестування.

Основним елементом пристрою є трансформатор тороїдального типу з двома обмотками. Протікаючи по ланцюгу в прямому і зворотному напрямку, струм створює в кожній обмотці свій змінний магнітний потік. Величина цих магнітних потоків дорівнює за величиною, але різна за напрямком. В результаті чого результуючий магнітне поле дорівнює нулю.

Якщо на електричної лінії відбувається порушення ізоляційного шару або на корпусі електроприладу з'являється різниця потенціалів, то в цих місцях при взаємодії з зовнішніми провідними елементами виникає струм витоку. Для цього провідні елементи повинні створити свій замкнутий контур проходження струму. В результаті частина струму відбирається новим контуром і порушується врівноваженість магнітних полів в трансформаторі. У вторинній обмотці виникає електрорушійна сила (ЕРС), що призводить до спрацьовування реле, розмикає електричну лінію.

характеристики УЗО

З усіх характеристик в першу чергу звертається увага на потужність і робочий струм витоку. Для ввідного пристрою вибирається струм витоку на 300 мА, а розрахований для окремих приладів – 10-30 мА. Потужність УЗО вибирається на 10-15 відсотків більше, ніж сумарний її споживання навантаженням.

1. робоча напруга. Чинне значення напруги, при якому гарантується працездатність УЗО.
2. Робочий струм навантаження. Величина струму, що пропускається УЗО без зміни своїх параметрів.
3. Робочий відключає диференційний струм. Величина струму, що призводить до відключення.
4. Температурний діапазон роботи. Вказує значення, при якому забезпечуються робочі характеристики приладу.
5. Час відключення УЗО. Це час, який пройде до моменту розриву електричного лінії при виникненні аварійної ситуації.
6. Кількість полюсів. Полюс – це контакт, до якого підключається один провід лінії електропередач. Їх кількість залежить від типу мережі. Пристрій може містити від одного до чотирьох полюсів.
7. Тип захисту. Залежить від форми диференціального струму.
8. Тип роботи. Існує електромеханічний тип і електронний.

Підключення до лінії електропередачі

У правилах улаштування електроустановок (ПУЕ) зазначено, що підключення ПЗВ без лінії заземлення небажано. Але не скрізь передбачено і є можливість організувати заземлення. Відповідаючи на питання, як підключити УЗО в квартирі без заземлення, необхідно розглянути два можливих випадку при установці пристрою захисту:

1. Пристрій захисту встановлено, але заземлення в квартирі немає. У такому випадку при виникненні пробою на корпус і появи на ньому різниці потенціалів УЗО не зможе виявити аварійність ситуації, поки не виникне контур для струму витоку. Це може статися, коли людина доторкнеться до приладу з несправністю і предмету, пов'язаного з контуром землі. Наприклад, труб водопостачання; або просто буде стояти на підлозі з недостатньою ізоляцією від землі. Тільки в цьому випадку виникне витік струму, і прилад захисту спрацює, при цьому короткочасно людина відчує удар струмом, втім, не заподіює здоров'ю шкоду.
2. Пристрій захисту встановлено, заземлення присутній. Це найбільш сприятливий спосіб організації захисту, що дозволяє відразу відключити проблемну ділянку в ланцюзі, не чекаючи на нього впливу. У момент пробою на корпус, безпосередньо пов'язаного із землею, відразу з'являється струм витоку, що фіксується приладом захисту. Величина струму, при якому прилад спрацює, залежить від його значення номінального диференціального струму. Цей струм ПЗВ може бути наступного значення: 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.

Таким чином, підключення ПЗВ до однофазної мережі без заземлення так само можливо, як і з ним. При цьому буде використовуватися для обліку приладом контур фаза-нуль.

схема включення

Спосіб розміщення УЗО в щитку строго вертикальний. Нерухома частина важеля управління повинна бути зверху, тобто включення пристрою відбувається перемиканням важеля від низу до верху. Пристрій розміщується в місцях, що забезпечують до них вільний доступ, виключаючи можливість механічного пошкодження.

Існують два способи підключення пристрою: селективний і неселективний.

У першому випадку використовується кілька приладів захисту, до кожного з яких підключається своя лінія з захищається навантаженням. У другому випадку встановлюється один пристрій захисного відключення на всю квартиру.

Проведення приєднується в розрив електричного лінії до клем колодок, виконаних під гвинтовий затиск. За прийнятим стандартом, що входять дроти підключаються до верхніх затискачів, а йдуть до навантаження – заводяться знизу.

При підключенні пристрою дотримуються такої схеми:

1. Пристрій надійно закріплюється на din-рейку з використанням фіксатора-засувки.
2. Як вступного автомата використовується диференціальне пристрій. Звільнені від ізоляції проводу вставляються в гвинтові затискачі приладу і прикручуються гвинтом. Фаза і нуль заводяться на клеми диференціального автомата, а заземлення підключається на окрему шину. Шина виглядає у вигляді рейки, виконаної з провідника з рядом затискачів для розгалуження проводів.
3. З виходу диференціального пристрою фазовий провід заходить на однополюсні автоматичні вимикачі, встановлені на кожну електричну групу. Земляний провідник підключається до загальної шині.
4. Потім дроти з виходу автоматичного вимикача підключаються до УЗО. Фазовий провід до входу L, а нульовий – до вхідної клеми N.
5. Після чого від виходів УЗО і земляний колодки безпосередньо прокладається лінія до захищаються розеток в кожну кімнату.
6. У кімнаті проводиться підключення всіх трьох проводів до застосовуваної електричної фурнітури.

По завершенні робіт перевіряється працездатність пристрою.

Для цього на ньому натискається кнопка «тест», що симулює несправність в лінії. Якщо стоїть питання, як підключити УЗО без заземлення, то схема не зміниться.При використанні локальних УЗО, призначених для установки в розетку, все ще простіше: знадобиться тільки включити пристрій в розетку, а до нього вже підключити електроприлад.