Подключение узо к однофазной: правильное подключение УЗО дома, в квартире

Подключение УЗО к однофазной сети с заземлением: схема, рекомендации, принцип работы

Защита электрической сети и организма пользователя — необходимое требование при использовании электрических цепей. В качестве защитных приборов применяются различного вида устройства, такие как УЗО (устройство защитного отключения), дифавтоматы, выключатели, кроме этого, важным элементом является и наличие заземления. Подключение УЗО к однофазной сети с заземлением практически полностью обезопасит потребителя от поражения электрическим током и увеличит безопасность электросети в целом.

• Назначение заземления
• Принцип работы устройства защиты
  • Конструктивные особенности
  • Характеристики УЗО
• Подключение к линии электропередачи
• Схема включения

Назначение заземления

Электрическая линия, использующая заземление, прокладывается с применением трёхпроводного кабеля. Каждый провод кабеля соединяет элементы своей цепи и бывает: фазовым (L), нулевым (PE) и земляным (PN). Величина, возникающая между фазовым проводом и нулевым, называется фазовым напряжением. Она равна 220 вольт или 380 вольт, в зависимости от типа системы.

Заземление предназначено для соединения металлических частей электроприборов со специально выполненным контуром, зарытым в земле.

Эти части могут оказаться под напряжением при неисправности самого оборудования или изоляции проводки. Если существует PN-соединение, фактически возникнет короткое замыкание между фазовым проводом и землёй. Ток, выбирая путь с наименьшим сопротивлением, будет стекать в землю. Такой ток называют током утечки. Во время касания металлических частей напряжение на них будет меньше, а соответственно, и меньше значение поражающего тока.

Заземление также необходимо для работы таких приборов, как УЗО. Если проводящие места приборов не будут подключены к земле, то ток утечки не возникнет и УЗО не сработает. Существует несколько типов заземления, но для бытового применения распространено использование только двух:

1. TN-C. Тип, при котором нулевой и земляной проводники объединяются между собой, другими словами, зануление. Эта система была разработана в 1913 году немецкой компанией AEG. Существенный недостаток в том, что при размыкании нуля на корпусах устройств возникает напряжение, превышающее фазовое в 1,7 раз.
2. TN-S. Тип, разработанный французскими инженерами, внедрён в 1930 году. Нулевой и земляной провода не зависят друг от друга и разделяются между собой на подстанции. Такой подход к организации заземляющего контакта позволил создать приборы учёта дифференциального тока (утечки), работающие по принципу сравнения величины тока в разных проводах.

Как часто бывает, в высотных домах используется только двухпроводная линия, состоящая из фазы и нуля. Поэтому для создания оптимальной защиты лучше дополнительно выполнить заземление. Для самостоятельного выполнения линии заземления сваривается треугольник из металлических уголков. Рекомендуемая его длина сторон — 1,2 метра. К вершинам треугольника привариваются вертикальные столбики с длиной не менее 1,5 метра.

Таким образом, получается конструкция, состоящая из вертикальной и горизонтальной полосы заземления. Далее сама конструкция закапывается в земле столбиками вниз на глубину не менее полуметра от поверхности до основания треугольника. К этому основанию прикручивается с помощью болта или приваривается проводящая шина, служащая третьим проводом, объединяющим корпуса приборов с землёй.

Принцип работы устройства защиты

Благодаря появлению системы TN-S было разработано устройство, получившее широкое применение для защиты организма от пагубного воздействия электрического тока. Первые приборы были представлены компанией из Германии RWE.

УЗО при работе используется совместно с другим немаловажным устройством защиты, таким как автоматический выключатель, который предназначен для защиты электропроводки от возгорания и отгорания контактных частей системы.

При высоком значении тока, проходящего через УЗО, устройство не сработает, а само выйдет из строя.

Поэтому оно не сможет заменить автоматический выключатель и предназначено для использования с ним в комплексе. Существуют различные виды монтажа УЗО. Наибольшее распространение получило расположение устройства защиты на din-рейке в щитовой. Для этого прибор в своей конструкции имеет защёлку. А также существуют модели, включающиеся напрямую в розетку. Располагаться прибор защиты, независимо от способа монтажа, должен всегда перед защищаемым электроприбором.

Корпус УЗО, предназначенный для размещения на din-рейке, выполняется из диэлектрического многокомпонентного пластика и конструктивно мало чем отличается от других устройств защиты. Главные отличия от автоматического выключателя — в размещении клавиши включения и наличии кнопки тестирования устройства. При этом существует и прибор, похожий по виду и назначению, — дифференциальный автомат. Такой прибор объединяет под своим корпусом и УЗО, и автоматический выключатель. Визуально различить их можно по габаритам: устройство защитного отключения имеет меньшие размеры.

Конструктивные особенности

Его работа основывается на первом законе Киргхофа, который гласит: сумма токов, входящих в узел, равна сумме токов, выходящих из узла. Таким образом, значение тока, текущего через прибор защиты по фазовому проводу, должно совпадать с его значением, текущим по нулевому проводнику.

Исходя из этого, устройство проводит анализ величины тока в проводах, подключённых к нему, и в случае появления разницы в величинах отключает подачу электроэнергии. В состав конструкции УЗО входят следующие основные элементы:

• контактные клеммы;
• клавиша включения;
• электромеханическое реле или электронная схема;
• трансформатор;
• цепь тестирования.

Основным элементом устройства является трансформатор тороидального типа с двумя обмотками. Протекая по цепи в прямом и обратном направлении, ток создаёт в каждой обмотке свой переменный магнитный поток. Величина этих магнитных потоков равна по величине, но различна по направлению. В результате чего результирующее магнитное поле равно нулю.

Если на электрической линии происходит нарушение изоляционного слоя или на корпусе электроприбора появляется разность потенциалов, то в этих местах при взаимодействии с внешними проводящими элементами возникает ток утечки. Для этого проводящие элементы должны создать свой замкнутый контур прохождения тока. В результате часть тока отбирается новым контуром и нарушается уравновешенность магнитных полей в трансформаторе. Во вторичной обмотке возникает электродвижущая сила (ЭДС), что приводит к срабатыванию реле, размыкающего электрическую линию.

Характеристики УЗО

Из всех характеристик в первую очередь обращается внимание на мощность и рабочий ток утечки. Для вводного устройства выбирается ток утечки на 300 мА, а рассчитанный для отдельных приборов — 10−30 мА. Мощность УЗО выбирается на 10−15 процентов больше, чем суммарное её потребление нагрузкой.

1. Рабочее напряжение. Действующее значение напряжения, при котором гарантируется работоспособность УЗО.
2. Рабочий ток нагрузки. Величина тока, пропускаемая УЗО без изменения своих параметров.
3. Рабочий отключающий дифференциальный ток. Величина тока, приводящая к отключению.
4. Температурный диапазон работы. Указывает значения, при котором обеспечиваются рабочие характеристики прибора.
5. Время отключения УЗО. Это время, которое пройдёт до момента разрыва электрической линии при возникновении аварийной ситуации.
6. Количество полюсов. Полюс — это контакт, к которому подключается один провод линии электропередач. Их количество зависит от типа сети. Устройство может содержать от одного до четырёх полюсов.
7. Тип защиты . Зависит от формы дифференциального тока.
8. Тип работы. Существует электромеханический тип и электронный.

Подключение к линии электропередачи

В правилах устройства электроустановок (ПУЭ) указано, что подключение УЗО без линии заземления нежелательно. Но не везде предусмотрено и есть возможность организовать заземление. Отвечая на вопрос, как подключить УЗО в квартире без заземления, необходимо рассмотреть два возможных случая при установке устройства защиты:

1. Устройство защиты установлено, но заземления в квартире нет. В таком случае при возникновении пробоя на корпус и появления на нём разницы потенциалов УЗО не сможет обнаружить аварийность ситуации, пока не возникнет контур для тока утечки. Это может произойти, когда человек притронется к прибору с неисправностью и предмету, связанному с контуром земли. Например, труб водоснабжения; или попросту будет стоять на полу с недостаточной изоляцией от земли. Только в этом случае возникнет утечка тока, и прибор защиты сработает, при этом кратковременно человек почувствует удар током, впрочем, не причиняющий здоровью ущерб.
2. Устройство защиты установлено, заземление присутствует. Это наиболее благоприятный способ организации защиты, позволяющий сразу отключить проблемный участок в цепи, не дожидаясь на него воздействия. В момент пробоя на корпус, непосредственно связанного с землёй, сразу появляется ток утечки, фиксирующийся прибором защиты. Величина тока, при котором прибор сработает, зависит от его значения номинального дифференциального тока. Этот ток УЗО может быть следующего значения: 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.

Таким образом, подключение УЗО к однофазной сети без заземления так же возможно, как и с ним. При этом будет использоваться для учёта прибором контур фаза-нуль.

Схема включения

Способ размещения УЗО в щитке строго вертикальный. Неподвижная часть рычага управления должна быть сверху, то есть включение устройства происходит переключением рычага снизу вверх. Устройство размещается в местах, обеспечивающих к ним свободный доступ, исключая возможность механического повреждения.

Существуют два способа подключения устройства: селективный и неселективный.

В первом случае используется несколько приборов защиты, к каждому из которых подключается своя линия с защищаемой нагрузкой. Во втором случае устанавливается одно устройство защитного отключения на всю квартиру.

Провод подсоединяется в разрыв электрической линии к клеммам колодок, выполненных под винтовой зажим. По принятому стандарту, входящие провода подключаются к верхним зажимам, а идущие к нагрузке — заводятся снизу.

При подключении устройства придерживаются следующей схемы:

1. Устройство надёжно закрепляется на din-рейку с использованием фиксатора-защёлки.
2. В качестве вводного автомата используется дифференциальное устройство. Освобождённые от изоляции провода вставляются в винтовые зажимы прибора и прикручиваются винтом. Фаза и нуль заводятся на клеммы дифференциального автомата, а заземление подключается на отдельную шину. Шина выглядит в виде рейки, выполненной из проводника с рядом зажимов для разветвления проводов.
3. С выхода дифференциального устройства фазовый провод заходит на однополюсные автоматические выключатели, установленные на каждую электрическую группу. Земляной проводник подключается к общей шине.
4. Затем провода с выхода автоматического выключателя подключаются к УЗО. Фазовый провод к входу L, а нулевой — к входной клемме N.
5. После чего от выходов УЗО и земляной колодки напрямую прокладывается линия до защищаемых розеток в каждую комнату.
6. В комнате производится подключение всех трёх проводов к применяемой электрической фурнитуре.

По завершении работ проверяется работоспособность устройства.

Для этого на нём нажимается кнопка «тест», симулирующая неисправность в линии. Если стоит вопрос, как подключить УЗО без заземления, то схема не изменится. При использовании локальных УЗО, предназначенных для установки в розетку, всё ещё проще: понадобится только включить устройство в розетку, а к нему уже подключить электроприбор.

Способы подключения УЗО к однофазной сети без заземления

Однофазная сеть без земли представляет собой электропитание объекта от двухпроводной сети, где имеется фаза (буквенная маркировка L) и ноль (буквенная маркировка N). Но и она в целях электробезопасности требует дополнительной защиты. Для этого ставят устройство защитного отключения (УЗО). Конструкцией такого устройства не предусмотрено подключения к заземляющему устройству, поэтому его можно ставить в электросеть.

УЗО сравнивает ток, проходящий через провода  фазовые и нулевые, и при отклонении параметров от необходимых значений, размыкаются контакты. Подача тока прекращается. УЗО предотвращает утечку тока в электрической цепи, но не защищает от короткого замыкания (КЗ) и скачков напряжения. Поэтому одновременно с его установкой в электрическую цепь необходимо установить выключатель автоматический, который предотвратит эти факторы, тем самым обезопасив человека и объект от негативного воздействия электрического тока на человека и живые существа. Особенно это актуально для объектов со устаревшей проводкой, когда не предусматривалась установка  защитного заземления.

Две схемы подключения

Выполнить такое подключение УЗО к сети однофазной без заземляющего устройства, можно 2 основными способами:

Различие в защите – при установке только на входе защищается вся проводка объекта, во втором случае еще и каждая линия.

Схема в первом случае будет выглядеть таким образом:

Как видно из схемы устанавливается только одно УЗО и оно при неполадках в электрической сети отключит питание на весь объект, что вызывает значительные неудобства. Трудно отыскать сразу причину возникновения повреждения, при  этом все электрические приборы и бытовая техника перестанут работать.

Схема во втором случае выглядит так:

Преимущество такой установки нескольких УЗО очевидно – отключается только та линия, на которой произошло повреждение, а все остальные линии будут работать. УЗО, установленное на входе будет служить подстраховкой в случае, не срабатывания УЗО, установленного на любой из отходящих линий, т. е. если оно по какой-либо причине не среагирует на ток утечки.

Основное различие в схемах заключается не только в принципе срабатывания, но и в стоимости. Вторая схема обойдется гораздо дороже, но ее эффективность срабатывания намного лучше и позволяет быстро отыскать неполадку.

Этапы установки

Все работы сводятся к выполнению следующих действий:

• отключается вводной автомат на объект;

• закрепляется на дин-рейке УЗО с помощью имеющихся на нем защелок;

• подводится провод питания только к верхней клемме;

• подводится провод, идущий к нагрузке обязательно к нижней клемме;

• подводится фаза с УЗО к автомату/автоматам, стоящим на  отходящей линии/линий;

• подсоединяется нулевой контакт к нулевой шине;

• проверяется эффективность подсоединения.

Проверка эффективности подсоединения выполняется с помощью кнопки ТЕСТ, имеющейся на  передней панели корпуса УЗО

Она имитирует ток утечки таким образом – с фазного провода ток подается на сопротивление, а с него на нулевой провод, минуя трансформатор. Ток становится меньше на выходе и сработает механизм отключения.

Если он не срабатывает, то УЗО установлено не верно

Что нужно знать о подключении в частных домах и дачах?

На таких объектах используются УЗО имеющими ток отсечки, лежащим в пределах 10 ÷ 300 мА. На входе устанавливают устройство с током отсечки 300 мА, на отходящих линиях -30 ÷ 50 мА, а там где имеются высокочувствительные электрические изделия – 10 мА. УЗО на 300 мА не допускает возгорания, т.е. выполняет противопожарные функции, а меньшего номинала – реагируют на КЗ и токовые утечки.

УЗО с током отсечки 10 мА ставится обычно в помещения с повышенной опасностью – ванных и детских комнатах. Все соединения должны выполняться медным проводом, имеющим сечение не менее 2,5 мм2.

Важно! При соединении необходимо использовать только те схемы подключения, которые  нанесенных на корпусе УЗО!

Грамотно выполненный электромонтаж и установка УЗО в однофазной сети без заземления в электрический щиток – гарантия безопасного пользования электросетями. Правильно подобрать и грамотно установить электротехническое изделие могут только специалисты-электрики и те владельцы частной собственности, которые разбираются в нюансах монтажа, имеющие соответствующий инструмент.

[PDF] Инициируемое испарением зарождение микрокапель и четыре фазы жизни испаряющейся капли узо

•  @article{Tan2016EvaporationtriggeredMN,
    title={Зарождение микрокапель, вызванное испарением, и четыре фазы жизни испаряющейся капли узо},
    автор = {Хуаньшу Тан, Кристиан Дидденс, Пэнью Лв, Дж. Г. М. Куэртен, Сюэхуа Чжан и Детлеф Лохсе},
    journal={Труды Национальной академии наук},
    год = {2016},
    объем = {113},
    страницы = {8642 - 8647}
  } 

  • Huanshu Tan, C. Diddens, D. Lohse
  • Опубликовано 14 июля 2016 г.
  • Physics
  • Proceedings of the National Academy of Sciences

  Значение капля узо – явление повседневной жизни, но результат удивительно богата и неожиданна: здесь мы раскрываем четыре различных этапа его жизни с фазовыми переходами между ними и физику, управляющую этим явлением. Каплю Узо можно рассматривать как модельную систему для любой тройной смеси жидкостей с различной летучестью и взаимной растворимостью. Наша работа может открыть множество применений в (медицинской) диагностике и в технологиях, таких как покрытие или… 

  [PDF] Semantic Reader

  Зарождение микрокапель путем растворения многокомпонентной капли в жидкости-хозяине

  Капли многокомпонентной жидкости в жидкости-хозяине очень актуальны в различных технологических приложениях. Их растворение или динамика роста сложны. Различия в растворимости между каплями…

  Универсальность образования микрокапель при обмене растворителя в каналах типа Хеле-Шоу

  • Яншен Ли, К. Чонг, Х. Базяр, Р. Ламмертинк, Д. Лозе

  • Physics

    Journal of Fluid Mechanics

  • 2021

  Резюме Микро- и нанокапли имеют множество важных применений, таких как доставка лекарств, жидкостная экстракция, синтез наноматериалов и косметика. Широко используемый метод для создания больших…

  Инициируемая испарением сегрегация сидячих бинарных капель.

  Визуализация поля потока с помощью измерения скорости изображения частиц и численного моделирования показывает, что временная шкала испарения воды на краю капли быстрее, чем у потока Марангони, который возникает из-за разницы поверхностного натяжения между водой и 1,2-гександиолом. в конечном итоге приводит к сегрегации.

  Индуцированное последовательным испарением формирование полимерных поверхностных микрозубцов с помощью эффекта Узо

  Микрозубцы, изготовленные на твердых подложках, имеют множество применений, таких как контейнеры для роста клеток, реакторы для химических реакций и центры зародышеобразования для выращивания фотонных кристаллов. В этом…

  Неустойчивость Рэлея-Тейлора за счет сегрегации в испаряющейся многокомпонентной микрокапле

  • Yaxing Li, C. Diddens, T. Segers, H. Wijshoff, M. Versluis, D. Lohse

  • Physics

    Journal of Fluid Mechanics

  • 2020

  Резюме Испарение многокомпонентных капель имеет отношение к различным приложениям, но сложно для изучения из-за сложной физико-химической динамики. Недавно Ли и др. (Phys. Rev. Lett.,…

  Растворение сидячих микрокапель растворов электролита и оксида графена в системе узо.

  Исследование динамики растворения субмикролитровой неподвижной капли водного раствора электролита и суспензии оксида графена, погруженной в бинарная смесь растворителей обнаруживает интересное двухстадийное растворение капли: быструю начальную стадию и медленную вторую стадию [9].0021

  Испарение чистых, бинарных и тройных капель: тепловые эффекты и нарушение осевой симметрии

  Греческий аперитив Узо славится не только своим специфическим анисовым вкусом, но и способностью превращаться из прозрачной смешивающейся жидкости в молочно- эмульсия белого цвета, когда вода…

  Поток жидкости в неподвижных каплях, обусловленный испарением

  • H. Gelderblom, C. Diddens, A. Marin

  • Физика

    Мягкая материя

  • 2022

  Испарение неподвижной капли спонтанно вызывает внутренний капиллярный поток жидкости. За счет поверхностного натяжения минимизация площади поверхности и/или разницы поверхностного натяжения на…

  Отложения от испаряющихся капель эмульсии

  • M. Bittermann, A. Deblais, S. Lépinay, D. Bonn, N. Shahidzadeh

  • Physics

    Scientific Reports

  • 2020
  Замечено, что высыхание сплошной водной фазы капель эмульсии на гидрофильных поверхностях способствует образованию на линии контакта кольцеобразных зон, обедненных каплями масла, происходящих из геометрических удержание капель масла мениском.

  Испарение капель жидкости бинарной смеси: образование пиколитровых блинообразных форм.

  Исследователи, изучающие пиколитр капель летучей бинарной смеси изопропанола и 2-бутанола, показали, что преобладание сил поверхностного натяжения на малых масштабах может играть двоякую роль: незначительные изменения поверхностного натяжения вдоль границы раздела могут создавать потоки Марангони, которые достаточно сильны, чтобы значительно деформируют каплю, образуя лепешеобразные формы микронной толщины, характерные для больших луж.

  Капельные дисперсии жидкости, образованные гомогенной нуклеацией жидкость-жидкость: «эффект Узо»

  • С. Витале, Дж. Кац

  • Физика, наука об окружающей среде

  • 2003
  900 07

  «Эффект узо» позволяет создают дисперсию мелких капель в окружающей жидкой фазе без использования поверхностно-активных веществ, диспергирующих агентов или механического перемешивания:  явление, которое…

  Смешанный режим растворения погруженных нанокапель на границе твердое тело-вода.

  • Xuehua Zhang, Jun Wang, D. Lohse

  • Физика, наука об окружающей среде

    Мягкая материя

  • 2015
  Неуниверсальные скорости растворения микроскопических масляные капли приписывают химической и геометрической неоднородности поверхности (что привести к закреплению линии контакта) и кооперативные эффекты от массообмена между соседними каплями.

  Смачивание и испарение капель бинарной смеси.

  Экспериментальные результаты по смачиванию сидячими каплями воды, метанола и бинарной смеси на гладкой подложке с полимерным покрытием и с использованием среды, насыщенной водяным паром, позволили провести дальнейшее исследование контролирующих механизмов и лежащих в их основе процессов.

  Моделирование испарения неподвижных многокомпонентных капель.

  Как капли воды испаряются на супергидрофобной подложке.

  • Х. Гелдерблом, А. Марин, Д. Лозе

  • Физика, инженерия

    Физический обзор. E, Статистическая, нелинейная физика и физика мягкого вещества

  • 2011
  Показано, что экспериментальные данные по эволюции как краевого угла, так и массы капли могут быть сжаты на одну соответствующую универсальную кривую для всех размеров капель и начальных значений. углы контакта.

  Самоорганизация триизопропилсилилэтинилпентацена, напечатанного струйной печатью, за счет индуцированных испарением потоков в высыхающей капле

  • Джун Лонг Лим, У. Х. Ли, Х. С. Ли, Дж. Парк, К. Чо

  • Материаловедение

  • 2008

  Мы продемонстрировали влияние потока, вызванного испарением в одной капле, на кристаллическую микроструктуру и морфологию пленки органического полупроводника, напечатанного струйной печатью,…

  Экспериментальное исследование испарения сидячей капли водно-этанольной смеси: влияние концентрации

  • К. Сефиан, Л. Тадрист, М. Дуглас

  • Машиностроение

  • 2003

  Испаряющиеся капли

  • Н. Шахи Дзаде-Бонн, С. Рафаи, А. Азуни, Д. Бонн

  • Физика, наука об окружающей среде

    Journal of Fluid Mechanics

  • 2006

  Изучено испарение капель на подложке, смачивающей жидкость. Радиус $R(t)$ капли отслеживается во времени, пока не достигнет нуля. Если испарение чисто…

  Испарение неподвижных капель воды/этанола в контролируемой среде.