УЗО, или выключатель дифференциального тока, сравнивает токи во всех рабочих проводниках защищаемой цепи. В нормальном режиме их векторная сумма близка к нулю. Если часть тока уходит вне предусмотренного пути — например, через повреждённую изоляцию и защитный проводник, — возникает дифференциальный ток, и аппарат подаёт команду на отключение.
Физическая основа работы — суммирующий дифференциальный трансформатор, чувствительный орган и механизм расцепления. УЗО не измеряет «ток в земле» напрямую и не заменяет автоматическую защиту от перегрузки и короткого замыкания, если такой функции нет в конструкции.
- ΣI ≈ 0
- все токи нагрузки возвращаются через рабочие проводники аппарата
- ΣI ≠ 0
- часть тока пошла по непредусмотренному пути и создала магнитный поток
- IΔn
- номинальный отключающий дифференциальный ток конкретного УЗО
Из каких узлов состоит УЗО
Дифференциальный трансформатор
Рабочие проводники проходят через общий магнитопровод и действуют как первичные обмотки с противоположными токами.
Чувствительный орган
Сигнал вторичной обмотки преобразуется в усилие или электронную команду, достаточную для запуска расцепителя.
Механизм отключения
Размыкает все предусмотренные полюса и удерживает контакты отключёнными до повторного взвода.
Назначение дополнительной защиты и места применения раскрыты отдельно в статье для чего применяют УЗО. Здесь рассматривается именно преобразование небаланса токов в отключение.
От баланса токов к размыканию контактов УЗО
Показать, как УЗО сравнивает фазный и нейтральный токи, как возврат части тока другим путём создаёт дифференциальный ток и как учебная уставка меняет показанный исход.
Без утечки фазный и нейтральный токи равны, поэтому их магнитные потоки в тороиде компенсируются. При возврате части тока другим путём появляется разность; если она достигает учебной уставки, схема показывает отключение контактов.
Расчёт выполняется в вашем браузере. Введённые значения никуда не отправляются.
Сравнение с введённой уставкой является учебным и не прогнозирует точный порог или время отключения. Тип и форма тока, допуски, задержка, схема заземления и исправность устройства проверяются по паспорту, кнопкой TEST и предусмотренными измерениями.
Как УЗО срабатывает по шагам
Ток проходит к нагрузке
Фазные и нейтральный рабочие проводники защищаемой цепи проходят через магнитопровод аппарата.
Поля компенсируются
При равенстве уходящего и возвращающегося токов результирующий магнитный поток близок к нулю.
Возникает небаланс
Утечка вне рабочих проводников создаёт остаточный магнитный поток и напряжение во вторичной обмотке.
Срабатывает расцепитель
Когда форма и величина сигнала соответствуют возможностям и порогу аппарата, механизм размыкает цепь.
PE не пропускают через суммирующий трансформатор. Защитный проводник не является рабочим проводником цепи и не должен коммутироваться вместе с фазой и нейтралью.
Баланс токов внутри УЗО
Измените ток нагрузки и утечки, чтобы увидеть ток возврата и дифференциальную разность без прогноза фактического времени срабатывания.
При утечке часть тока возвращается не через нейтраль, поэтому УЗО обнаруживает разность токов активных проводников.
Расчёт выполняется в вашем браузере. Введённые значения никуда не отправляются.
Модель учебная и не учитывает форму утечки, характеристику, задержку, напряжение и состояние аппарата. Работу УЗО подтверждают безопасным испытанием и измерением.
Почему тип УЗО должен соответствовать форме утечки
Синусоидальный переменный ток
Реагирует на предусмотренный стандартом синусоидальный дифференциальный ток; область применения ограничена формой возможной утечки.
Переменный и пульсирующий постоянный
Учитывает нагрузки с однофазной электроникой, способные создавать пульсирующую составляющую.
Смешанные частоты
Предназначен для определённых однофазных преобразовательных нагрузок и форм тока, заданных стандартом.
Включая гладкий постоянный ток
Применяется там, где оборудование способно создавать соответствующие переменные, пульсирующие и постоянные составляющие.
Тип выбирают по схеме и документации оборудования. Установка более дорогого аппарата без проверки совместимости не исправляет ошибки разводки и не гарантирует селективность.
Как различаются электромеханическая и электронная реализация
Энергия сигнала действует на расцепитель
Рабочее отключение не опирается на отдельное питание электронной схемы, но аппарат всё равно должен соответствовать своему стандарту и паспортным условиям.
Сигнал усиливается электроникой
Работоспособность может зависеть от напряжения на определённых выводах и схемы изделия. Точный режим проверяют по маркировке и документации изготовителя.
Не следует определять конструкцию только по внешнему виду. Подробное сравнение вынесено в материал об электромеханических и электронных УЗО.
Какие аварии обычное УЗО не обязано отключать
- Перегрузка без утечкиУходящий и возвращающийся токи равны; нужен автомат или предохранитель, согласованный с проводкой.
- Короткое замыкание L–NТоки также сбалансированы, поэтому отключение выполняет защита от сверхтока.
- Прикосновение одновременно к L и NТок может вернуться через нейтраль и не создать достаточного небаланса.
- ПеренапряжениеУЗО не является реле напряжения или устройством защиты от импульсных перенапряжений.
Комбинированный АВДТ объединяет две функции; отличия разобраны в статье об УЗО и дифавтомате.
Что влияет на корректную работу УЗО в щите
Все рабочие проводники одной цепи
Фаза и соответствующая нейтраль должны проходить через один аппарат; объединение нейтралей после разных УЗО вызывает ложные срабатывания.
Нет связи N–PE после УЗО
Ошибочное соединение создаёт параллельный путь возврата тока и нарушает работу защиты.
Учитывается фоновая утечка
Суммарные фильтры и кабели могут приблизить рабочий небаланс к порогу ещё без повреждения.
Расчёт и диагностика изложены в статье о фоновой утечке УЗО. Для каскада аппаратов дополнительно проверяют селективность УЗО, а в системе TT — условия, описанные в материале об УЗО при заземлении TT.
Кнопка TEST не является полным испытанием. Она проверяет внутреннюю тестовую цепь при наличии необходимых условий, но не измеряет фактический ток и время отключения всей установки.
Разберём вашу задачу
Инженер уточнит исходные данные и предложит подходящее техническое решение.
