УЗО – устройство защитного отключения. Главная задача этого прибора - защитить человека от поражения электрическим током при неисправности оборудования. Основу конструкции прибора составляет тороидальный магнитный сердечник, через который проходят оба провода (фаза и ноль для однофазной цепи), питающие нагрузку.
Как работает УЗО?
ПРОСТО: УЗО считает силу тока (количество электронов, прошедших через провод ) к потребителю и обратно. Если эти значения равны (первый рисунок), все в порядке. Если токи "туда" и "обратно" не совпадают - это значит, часть тока уходит куда-то. Например, через человека и мокрый пол ванной в конструкцию дома. УЗО отключает эту цепь.
СЛОЖНО: Проходящий через проводники внутри магнитопровода ток, создает магнитное поле. Если токи, идущие к потребителю и обратно равны, в магнитопроводе два противоположно-направленных магнитных потока Ф1 и Ф2 взаимно компенсируют друг друга, результирующий магнитный поток равен нулю. При неравенстве токов - появляется магнитное поле, которое создаёт электродвижущую силу во вторичной обмотке, и питает катушку реле отключения. УЗО срабатывает, отключая защищаемую цепь.
Трехфазное УЗО работает по такому же принципу, только суммируются токи всех фаз и нулевого провода. Нередко частные дома получают питание от трехфазной сети, при этом в реальности в жилых помещениях установлены только однофазные бытовые потребители. Часто нам приходится видеть применение трехфазного УЗО на вводе в дом для всех потребителей сразу, однако для частного дома применять подобную схему нельзя.
Почему необходимо устанавливать ТРИ ОДНОФАЗНЫХ УЗО - на каждую фазу своё устройство?
ПРОСТО: в трехфазной сети переменного тока напряжения в каждой фазе возникают по-очереди, при этом если на одной из фаз в единичное мгновение времени положительное напряжение то на других в это время - отрицательное. Если в нескольких фазах есть утечка (соединение с потенциалом земли через мокрые провода или тело человека), то в одной из фаз электроны могут идти с фазы на землю а в других наоборот из земли в фазный провод. Складывая эти разнонаправленные токи вместе, трехфазное УЗО не видит утечек, получая сумму, близкую к нулю. И не срабатывает.
СЛОЖНО: В трехфазной сети токи возникают в каждой из трех фаз по-очереди, и их сумма - векторная, т.е. три одинаковых тока в каждой из фаз в сумме равны нулю. Рассмотрим варианты работы трехфазного УЗО:
Идеальный вариант, в природе практический не встречающийся: Все три фазы (ветки электроснабжения в доме) потребляют одинаковый ток. Утечек нет. Ток в нулевом проводе отсутствует. Сумма фазных токов в УЗО также нулевая, УЗО не срабатывает. Все работает штатно.
Реальная ситуация: Каждая фаза потребляет разный ток. Утечек нет. Ток нейтрали компенсирует разницу токов фаз. Сумма фазных токов и тока нейтрали в УЗО также нулевая (правый рисунок), УЗО не срабатывает. Все работает штатно.
Предположим появились фазные токи утечки 20, 40 и 50 мА. "небаланс" токов, проходящих через кольцо магнитопровода УЗО представляет собой сумму фазных токов утечки (разнонаправленных!) , и равен 26 мА. УЗО уже обнаруживает разницу в 26 мА, которые утекают в землю. Но так как порог срабатывания 30 мА, УЗО не отключается. По факту аварийная ситуация - утечка в двух фазах существенна и опасна, а сумма утечек - мала и не вызывает отключения.
Если потребление по фазам другое, токи внутри системы будут иными, но результат не изменится, как бы мы ни игрались с циферками… УЗО видит все те же 26 мА и не срабатывает.
Получается есть потребители, в которых утечка превышает безопасную величину 30 мА, а УЗО этих утечек не видит! Токи утечки суммируются векторно: 20 мА + 40 мА + 50 мА = 26 мА. УЗО 30 мА не сработает!
Применение трёхфазного УЗО для трёх групп однофазных потребителей (по фазам) — распространённое, но неверное решение! Хотя и удобное в монтаже.
С чем сталкиваются монтажники компании МАНРОЙ?
Для частного дома, питаемого от трех фаз сети посёлка, мы устанавливаем однофазный резервный генератор. В доме все потребители однофазные, и подключены к разным фазам. На вводе в дом установлено трехфазное УЗО. блоки питания светодиодных лент, старый водогрейный однофазный котёл, электронные системы управления светом - имеют небольшую утечку тока на заземление. При работе от сети все эти утечки разной полярности (три фазы в каждый момент времени имеют разное по величине и направлению напряжение). Трехфазное УЗО, складывая все утечки видит результирующую утечку в пределах уставки (меньше 30 миллиампер) и не отключается. Все работает. При питании дома от генератора, все три фазы помещения объединяются в одну, и подключаются к выходу генератора. Напряжение на всех фазах появляется одновременно, и одинаковой полярности. Все существовавшие утечки складываются УЗО (теперь они одновременные и одинаковой полярности). Получается общая сумма, превышающая уставку срабатывания, УЗО отключает дом.
Вердикт заказчика: что-то не так с генератором, от сети же все работает! Вывод наших монтажников: утечки тока существовали и существуют сейчас, но при питании от трех разных фаз трехфазное УЗО их не видит, при питании от одинакового напряжения всех веток дома - УЗО их видит.
Рекомендации: Избавляйтесь от трехфазных УЗО на вводе в частный дом, устанавливая три однофазных. Они будут контролировать все утечки и вовремя предотвратят поражение человека электрическим током.
