Подключение дифавтомата: схема с заземлением и без заземления

Виды 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

Варианты схем

Нельзя сказать, что существует одна конкретная схема. Каждый случай имеет свои особенности, поэтому подключение УЗО может производиться по-разному. Во-первых, устройство применяется в сетях однофазного и трёхфазного напряжения (это уже две разные схемы). Во-вторых, можно установить УЗО на вход и защитить таким образом от токовых утечек всю квартиру. А можно производить монтаж устройств для каждой отдельной линии, тем самым защищая только определённый участок электрической сети.

Пример подключения УЗО в однофазной сети на видео:

Так как схема для подключения УЗО имеет несколько вариантов, очень важно, чтобы вы могли их читать. Сейчас в паспортах многих электробытовых приборов и техники указано, как и через какой тип УЗО необходимо выполнять их подключение к электрической сети. Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах

Рассмотрим, как правильно подключить УЗО, на нескольких общих примерах.

Что такое однофазная сеть?

При однофазной электрической сети потребители запитаны по двум проводникам – фаза и рабочий ноль. Номинальное напряжение в таких сетях – 220 В.

Однофазная сеть может быть двухпроводного и трёхпроводного исполнения. В первом случае используется два проводника – фазный и нулевой, на схемах они обозначаются английскими буквами «L» и «N».

Второй вариант помимо фазы и ноля предусматривает ещё наличие проводника защитного заземления (его обозначение «РЕ»). Основная функция этого заземляющего провода – дополнительно защитить людей от поражения электрическим током. За счёт его подсоединения к корпусам электроприборов, в случае замыкания фазы на корпус произойдёт отключение электропитания. Это спасёт и жизнь человека, и саму технику от перегорания.

А теперь поговорим о том, какой может быть схема подключения УЗО в однофазной сети.

Подключение на входе (в однофазной сети)

В этом случае монтаж УЗО производится в щитке после вводного двухполюсного автомата. Вслед за устройством защитного отключения располагаются отходящие автоматические выключатели. Такая схема включения УЗО обеспечивает одновременную защиту от токовых утечек всем отходящим потребителям.

Недостаток схемы в сложности поиска места повреждения. Например, произошло замыкание фазы на металлический корпус какого-то бытового прибора, включенного в данный момент в розетку.

Происходит срабатывание УЗО, в квартире исчезает напряжение. Если в это время в розетки были включены несколько приборов, то сразу определить повреждённый будет проблематично.

Такая схема имеет и положительные стороны. За счёт того, что используется только одно устройство защитного отключения, монтаж распределительного щитка обойдётся дёшево, да и сам он будет небольших размеров.

Имейте в виду, что широкое распространение получила ещё одна разновидность такой схемы, в ней между вводным автоматом и УЗО принято устанавливать счётчик электрической энергии.

Подключение на входе и на отходящих линиях (в однофазной сети)

При таком варианте схемы установка УЗО производится после вводного автоматического выключателя и ещё на каждую отходящую линию.

О том, что такое селективность поговорим чуть ниже.

Например, произошла утечка тока на одной из отходящих линий. Должно сработать устройство, которое защищает именно эту группу.

Если по каким-то причинам УЗО не отработало, то через определённое время (это называется выдержкой времени) отключится общее УЗО на входе, оно как бы подстраховывает отходящее.

Несомненный плюс такой схемы в том, что в момент повреждения будет отключаться только аварийная линия, а во всей остальной квартире подача напряжения не прекратится.

Недостатки подобной схемы в больших габаритах распределительного щитка и в дороговизне (УЗО – вещь не дешёвая, а при таком варианте их понадобится несколько).

На видео сравнение нескольких схем подключения:

https://youtube.com/watch?v=EQs-iqz-kAE

Можно немного сэкономить и опустить в этой схеме однофазное УЗО на входе, то есть выполнить монтаж только групповых устройств на отходящих линиях. Многие электрики вообще считают вводное УЗО лишней тратой денег, потому что каждая линия уже имеет свою защиту. Но как мы говорили выше, оно является своеобразной подстраховкой, на случай если выйдет из строя групповое устройство. Поэтому здесь всё зависит от ваших финансовых возможностей. Есть деньги – монтируйте схему с УЗО на входе. Если так накладно, установите только отходящие устройства, это тоже будет замечательно. Многие люди совсем не ставят УЗО, предпочитая экономить средства на собственной безопасности.

Временная, токовая характеристика

Данный параметр предопределяет возможность выдерживать автоматом переходные токовые броски. Т.е. в процессе пуска электрооборудования происходит скачок тока в сети, чтобы автомат не реагировал на такие резкие изменения, он может отличаться по конструкции магнитного выключателя.

В целом, различают три вида автоматов: категория B – автомат может выдерживать кратковременное превышение тока в пять раз, относительно номинального, категория C – в десять раз и категория D – в 20 раз соответственно.

Выбор той или иной категории предопределяется видом нагрузки: активная, индуктивная или емкостная.

Каковы отличия УЗО от дифференциального автомата

Существует большое количество внешних параметров, по которым отличаются данные приборы. Несмотря на подобные корпуса, кнопку переключателя и нарисованной схемы, отличить устройство защитного отключения от дифференциального автоматического выключателя можно по таким данным:

• маркировка по электротоку – когда на корпусе написаны цифры без букв – УЗО, когда до цифры написаны буквы латиницей – дифавтомат;
• электрическая схема – на УЗО отсутствуют элементы расцепления, реагирующие на ток перегрузки;
• наименование на корпусе приборов – с тыльной стороны многие производители указывают наименование устройств;
• на отечественных приборах указана аббревиатура – ВД – УЗО, АВДТ – дифавтомат.

Внешне отличить устройство защитного отключения и дифавтомат очень просто.

Наиболее распространенные ошибки при подключении АВДТ

Если после подсоединения дифференциального автомата он срабатывает при малейшей нагрузке или не включается вообще, значит, его установка была произведена неправильно.

Существует несколько ошибок, которые чаще всего допускают неопытные пользователи при самостоятельном подключении дифавтомата:

• Соединение нейтрального провода с кабелем заземления. В этом случае включить АВДТ будет невозможно, так как не получится установить в верхнее положение рычажки устройства.
• Подключение нуля к нагрузке с нулевой шины. При таком подсоединении рычажки прибора устанавливаются в верхнее положение, но отключаются при подаче малейшей нагрузки. Ноль следует брать только с выхода защитного аппарата.
• Подсоединение нуля с выхода устройства вместо нагрузки к шине, а с последней – к нагрузке. Если подключение выполнено таким образом, рычажки прибора можно будет установить в исходное положение, но как только будет включена нагрузка, АВДТ вырубит. Кнопка «Тест» в этом случае также работать не будет. Такие же симптомы будут наблюдаться, если перепутать подключение нуля, подсоединив его с шины к нижней, а не к верхней клемме аппарата.
• Перепутанное подключение нулевых проводов с двух разных АВДТ. В этом случае оба автомата будут включаться, кнопка «Тест» на каждом из них будет работать правильно, но как только будет подключена нагрузка, вырубятся сразу оба устройства.

Соединение нулевых проводов от двух АВДТ. Когда допущена эта ошибка, рычажки обоих аппаратов устанавливаются в рабочее положение, но при подключении нагрузки или нажатии кнопки «Тест» на любом дифавтомате отключатся оба одновременно.

Разбор основных ошибок подключения на видео:

Можно ли выполнить подключение УЗО без заземления?

Использование такого защитного устройства имеет смысл практически всегда, даже тогда, когда схема подключения является простой двухпроводной с нулем и фазой. Чтобы более наглядно понять особенности функционирования такого устройства, выяснить все детали и самые интересные специфические моменты, нужно разобраться в этом вопросе максимально подробно. На основе этого можно делать самые адекватные выводы.

По большому счету можно рассматривать УЗО в качестве своеобразного «калькулятора». Его схема подключения, если не используется заземление, является весьма простой. Через изделие проходят фазовый, а также нулевой провод. Та нагрузка, которая поступает на них, отслеживается максимально тщательно, после чего производится сравнение.

Если вдруг проводка повреждается либо же в электрической сети потребителя начинает появляться утечка, то ток начинает уходить через поврежденную изоляцию. Величина данного тока, как правило, является очень маленькой. Это могут быть, например, десятки и сотни миллиампер. Однако, несмотря на несущественные параметры, ее может быть достаточно для нанесения существенного ущерба человеческому здоровью.

Устройство защитного отключения используется для выравнивания тока, который проходит через фазовый, а также нулевой провода. Если вдруг происходит отклонения величин тока, то в автоматическом порядке происходит размыкание контактов, из-за чего прерывается подача электричества к участку сети, который был поврежден. Теперь можно перейти от теории непосредственно к практике, то есть к понятной для всех бытовой ситуации.

Например, в доме в ванной комнате стоит стиральная машина. Электрическая проводка является двухпроводного типа, то есть с фазой и нулем, а заземления нет. Пока что не установлено и УЗО. Может в стиральной машинке повредиться фазный провод и изоляция. После этого провод может начать касаться металлического корпуса прибора, из-за чего он окажется под определенным напряжением.

Если человек дотронется до корпуса, он станет проводником. Поэтому через него начнет протекать электрический ток. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока человек не отпустит металлический корпус. Но до этого времени его наверняка потрясет и поколотит из-за воздействия со стороны тока. Наверняка человек будет надеяться и на защиту, которая сможет отключить поврежденный участок, но если нет УЗО, то и защиты нет. Поэтому стоит надеяться исключительно на собственную силу воли. В обратном случае человек просто может потерять сознание и упасть.

Если будет установлено УЗО, то в случае касания металлического корпуса, оказавшегося под напряжением, устройство мгновенно ощутит утечку тока и включится. Поэтому поврежденный участок практически сразу отключится.

Это получается из-за того, что в случае возникновения первых признаков «перекоса» тока на проводах, как фазном, так и нулевом, начинает работать автоматика. Она сразу оставляет стиральную машинку просто обесточенной. Вряд ли человек успеет даже ощутить легкую щекотку по телу. В таком случае человек наверняка больше озадачится характерному щелчку реле, находящегося в прихожей.

При это время, на протяжении которого человек будет ощущать ток, является настолько ничтожным, что у него вряд ли будет возможность и вовсе почувствовать воздействие электрического тока. В настоящее время без проблем можно найти в сети специальное видео, на котором представлено испытание современного УЗО. Там человек берется намерено за оголенный провод, подключенный непосредственно к устройству защитного отключения. После касания к проводу, происходит практически мгновенное включение УЗО. Из-за этого человек даже не ощутил никакого дискомфорта и неприятных ощущений.

Вряд ли кто-то не заметит ту пользу, которую приносит использование УЗО. В двухпроводной системе энергетического снабжения такие устройства должны использоваться в обязательном порядке в наиболее опасных участках электрической сети. В обратном случае возникают некоторые неприятные риски.

Схемы подключения дифавтоматов

Схема подключения дифференциального автомата зависит от многих условий: количества фаз в сети, наличия заземления или его отсутствия, места монтажа дифавтомата и особенностей помещения, для защиты которого он предназначено. Все эти факторы влияют на выбор схемы подключения устройства, да и к тому же оно само может иметь разную конструкцию — двухполюсную или четырехполюсную, а также различные технические характеристики. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенные схемы подключения дифавтомата к электрическим сетям.

1. Простая схема подключения к однофазной линии с заземлением. Этот вариант предусматривает защиту всей внутренней электропроводки помещения одним вводным дифавтоматом, установленном в распределительном щите после счетчика электроэнергии. Такая схема проста в реализации, но имеет довольно серьезный недостаток. При возникновении аварийной ситуации дифференциальный автомат обесточивает всю проводку полностью. В этом случае найти причину срабатывания защиты значительно труднее, чем при других схемах подключения дифавтоматов.
2. Надежная схема подключения к однофазной линии с заземлением. Эта схема подключения дифавтомата является усовершенствованным вариантом. В ней реализуется принцип разделения потребителей электроэнергии на группы, где для каждой из них устанавливается отдельный дифференциальный выключатель. Надежность такого подключения безусловно выше, да и определить где возникла утечка тока или перегрузка в сети намного проще, чем при первом варианте. Недостатком такого подключения дифавтомата является повышение материальных затрат на приобретения дополнительных устройств.
3. Схема подключения дифференциального автомата без заземления. Данная схема подключения дифавтомата используется в старых многоэтажных домах, частных домовладениях и на дачах, где используется двухпроводная сеть без заземляющего проводника. Такое подключение способно защитить электроприборы от перегрузок и КЗ. Отсутствие заземления повышает риск поражения людей электротоком, но дифференциальный автоматический выключатель и в этом случае способен обеспечить безопасность человеку, мгновенно обесточив сеть при возникновении тока утечки через его тело. И все-таки, следует заменить электрическую проводку на новую, с полноценным заземляющим контактом.
4. Селективная схема подключения дифавтомата для однофазной сети. Надежную защиту бытовой техники и человека в однофазной сети можно обеспечить используя селективный дифавтомат (имеет маркировку S) в комплексе с обычными устройствами. Селективная схема предназначена для подключения нескольких потребителей. В случае аварийной ситуации связка дифавтоматов отключит от сети только то помещение, где произошла перегрузка или утечка тока. Для других потребителей электроэнергии отключения от  сети не произойдет.
5. Схема подключения для трехфазной сети с нейтральным проводником. Для реализации этой схемы следует использовать трехфазный дифференциальный автоматический выключатель. Сама схема подключения мало чем отличается от предыдущих если не учитывать то, что на входе и выходе из устройства будут применены по четыре токоведущих жилы. Такой вариант подключения дифавтомата чаще всего используется в коттеджах, гаражах и мастерских, где используется мощная техника и оборудование.

Любая схема с дифференциальным автоматическим выключателем — это отличная защита от КЗ и перегрузок для бытовых электроприборов и самой линии подачи электроэнергии, а также человека от поражения электротоком. Оптимально подобранная схема подключения способна выполнить все свои функции, конечно, если правильно выполнить монтаж дифавтомата.

Схема подключения дифавтомата без заземления

Если в помещениях не новых, уже бывших в эксплуатации, в основном предусмотрено заземление, то подключение дифавтомата будет происходить по одной из приведенных выше схем, и приведет к защите схемы от протечки «на землю». При создании новых электросистем во вновь построенных объектах регулярно можно наблюдать отхождение от некоторых стандартных схем и отсутствие заземления. В таком случае подключение дифавтомата непросто можно осуществить, а крайне необходимо.

Для такой схемы дифавтомат послужит своего рода заменой заземляющего провода. По сути, он возьмет на себя функции защиты от протечки тока. Например, если человек прикоснется к токоведущим, или нетоковедущим, но оказавшимся под напряжением элементам, дифавтомат мгновенно сработает на отключение цепи и прекращение подачи напряжения на данный участок.

Наличие заземления

Наличие заземления для стиральной машины – обязательное требование. Это указывается и в технической документации, и в любой другой инструкции по подключению. Без заземления статическое напряжение, образовываемое на барабане машины-автомат может «пробивать» и на корпус, и даже на водопроводные трубы, краны (особенно если весь водопровод на металлических трубах).

Вилки для подключения стиральных машин чаще всего имеют такой вид. Боковые контакты — это как раз для вывода заземления на совместимую розетку

Также статическое напряжение может повредить уязвимые к этому внутренние комплектующие стиральной машины. Чаще всего от него «страдают» платы управления. А ремонт такой поломки может обойтись в половину стоимости от нового прибора. И, кстати, подключение стиральной машины к электросети без заземления – это нарушение гарантийных условий. Если она выйдет при этом из строя, даже из-за заводского брака, то производитель вправе отказать в выполнении ремонта.

Каким должно быть заземление? Используемый сейчас стандарт – TN-S. В старых многоквартирных домах в РФ нередко применяется TN-C. Можно ли подключать машинку к сети с таким заземлением? В теории – да, на практике же защита будет неполноценной. При таком раскладе требуется монтаж так называемого PEN-проводника (нередко его называют «шиной») с его разделением на каналы N (нулевой) и PE (под заземление). С этим справиться без проблем любой электрик (самостоятельно выполнять подобное запрещено, так как требуется частичное изменение конфигурации подключения в щитовой).

Что касательно диаметра сечения провода для заземления, то в большинстве случаев достаточно 1 мм для меди и 2,5 мм для алюминия. А если укладывается обычный трехжильный провод для подключения питания стиральной машины, то сечение будет таким же, как и у питающей проводки.

Можно ли выводить заземление на водопроводную трубу или батареи отопления? Ни в коем случае, так как это приведет к распространению статики на весь водопровод или теплопровод в многоквартирном доме. А если ещё проводка будет смонтирована с устройством защитного отключения (УЗО), то вывод заземления таким нестандартным способом приведет к его автоматическому срабатыванию при включении стиральной машины.

Что делать в частных домах, где заземления вообще нет? Выводить его отдельно для стиральной машины (к нему также можно подключить и бойлер, насосную станцию, посудомоечную машину – это те устройства, которые больше всего потребляют электроэнергии в доме).

Вариант вывода заземления в частном доме

Типичные ошибки

Есть ошибки, которые совершают неопытные электромонтёры при выборе и монтаже УЗО:

1. Недостаточный номинальный ток аппарата. Он выбирается не меньше, чем у вводного автомата или подключённого оборудования.
2. К одной клемме подключаются одножильные провода разного сечения. Это приведёт к плохому контакту и выходу прибора из строя.
3. Перед подключением одножильные провода перед подключением необходимо выгнуть так, чтобы они вставлялись без усилия. Если это не сделать, то они не обеспечат надёжного контакта или выломают клемму.

Неверные действия при установке УЗО приводят к неприятным последствиям: аппарат срабатывает даже без утечки тока в электроцепи и нормальной нагрузке. Опасность несет другая ситуация, когда срабатывания не происходит при наличии утечки тока.

Наиболее распространенные ошибки при проведении электромонтажных работ:

1. После дифференциального автомата имеется заземление с нейтральным проводом. К примеру, нуль объединен с открытым участком электрической установки или с нулем проводника защиты. Чтобы не допускать этой грубой ошибки, нужно использовать фазу и ноль одного конкретного выключателя. Это даст возможность избежать соединения фазы и нуля, проведенных через защитную систему, с другими фазовыми и нейтральными проводниками.
2. Неполнофазное подключение защиты. Проблема состоит в неправильном подключении нагрузки до выключателя рабочей нейтрали. Ток, идущий через нагрузку, является дифференциальным для устройства защитного отключения. Это приводит к ложным срабатываниям УЗО.
3. Скрученное заземление и нулевой проводник в розетке. Последствие этого — ложное срабатывание при включении одного из электрических приборов. Нагрузка присоединяется к цепи, не входящей в зону ответственности УЗО. Иными словами, ток направляется по перемычке.
4. Соединение пары дифференциальных переключателей со скрученными нулевыми проводами. В результате такой ошибки по обоим аппаратам идет дифференцированный ток и срабатывают без реальной необходимости один или сразу два УЗО.
5. Установлены несколько УЗО с неверно присоединенными нулями. Последствие этого — одновременное срабатывание дифференциальных приборов.
6. Некорректное подключение фазы и нуля при наличии нескольких УЗО и разных дифференциальных выключателях. К примеру, нагрузку присоединяют к нулю, который должен защищать другую электроцепь. Результат ошибки — ложные срабатывания одной или обеих систем.
7. Нарушение полярности при выполнении подключения: фаза идет на ноль, а нулевой проводник — на фазовый. Вследствие этого не срабатывает дифференциальный выключатель, так как токи текут в одну сторону. Это приводит к отсутствию взаимной компенсации магнитных токов. Входящую фазу нужно направлять в клемму, промаркированную буквой L, а входящий ноль — присоединять к клемме, обозначенной как N. Верхние клеммы в приборе входящие, а нижние — исходящие.

Несмотря на то, что процедура подключения дифавтомата достаточно проста для проведения её своими руками, довольно часто допускаются малозаметные ошибки, не позволяющие прибору работать правильно:

1. Нулевые провода отдельных автоматов соединены между собой. В таком случае в УЗО будет всегда срабатывать из-за возникновения разницы входного и обратного токов.
2. Вводные нули и фазы подсоединены к нижним клеммам. Такую ошибку, как правило, допускают по невнимательности или из-за отсутствия опыта. При таком подключении прибор просто не будет работать. Во избежание такого казуса всегда смотрите на корпус, где оставляют обозначение нижних клемм и схема подключения устройства к питанию.
3. Нулевой провод напрямую подводится к прибору-потребителю. В такой ситуации УЗО тоже будет регулярно отключать подачу тока из-за разницы токов.
4. При монтаже нескольких дифавтоматов фазный провод кабеля подключен к одному устройству, а нулевой – к другому. Это приводит к отключению обоих «пострадавших» автоматов.
5. Подключение нуля к заземлению. Этот «дедовский» метод называется у электротехников старой закалки «занулением» и основан на возбуждении короткого замыкания для срабатывания автоматического выключателя. В нашем же случае снова будет сформирована разница между токами и УЗО прекратит снабжение.

Более надежная схема использования дифавтомата

Усовершенствованная схема подразумевает использования нескольких устройств. Каждый дифавтомат закреплен за определенным участком, и, в случае его срабатывания, можно будет сразу определить проблемную зону в доме. Остальные устройства в таком случае продолжают свою работу дальше. Главным достоинством такого варианта является то, что в чрезвычайной ситуации (короткое замыкание, перенапряжение и так далее) вы быстро сможете определить проблему произошедшего и уладить все неисправности.

Недостатком рассматриваемого решения считается высокая стоимость на покупку нескольких дифавтоматов.