Конструкция УЗО (устройство защитного отключения)

Среди электрозащитных устройств УЗО на сегодняшний день одно из главных элементов защиты человека от поражения электрическим током, которое должно входить в состав любого щита, как в новостройках, так во вторичном жилом фонде. Об этом все знают, но мало кто знает, из чего состоит конструкция УЗО.

Приветствую всех читателей сайта «Электрик в доме». В прошлой статье я рассказывал, как можно отличить электронное УЗО от электромеханическое. В сегодняшнем материале я хочу показать внутренности устройства защитного отключения и на примере разобрать несколько вариантов, так сказать посмотрим, из чего состоит УЗО изнутри.

Для наглядности разберем несколько вариантов и изучим, из каких основных компонентов состоит УЗО, для чего они предназначены и какую функцию выполняет каждый из них.

Разбираем устройство защитного отключения

В данной статье рассмотрим устройство и конструкцию защитных устройств двух вариантов: электромеханического и электронного.

Напомню, что отличаются они между собой тем, что электромеханическое срабатывает при возникновении тока утечки в защищаемой сети. А для срабатывания электронного необходим два условия ток утечки и напряжение сети. Если напряжения на входных клеммах не будет (например, отгорит один из проводов) то электронное устройство не сработает даже при наличии утечки.

Устройство УЗО электромеханического типа

В качестве примера рассмотрим устройство и конструкцию УЗО электромеханического типа фирмы Hager CD 241J 40А/30 мА. Я давно пользуюсь модульным оборудованием этого бренда и могу оставить только положительные отзывы.

разбираем узо hager

Для того чтобы добраться до внутренностей необходимо снять верхнюю крышку. Крепится она на двух защелках. Аккуратно поддеваем их отверткой с мелким жалом и снимаем крышку. Крышка снимается вместе с кнопкой «Тест». Перед нами вся внутренняя конструкция УЗО Хагер.

компоненты УЗО

устройство УЗО

Перед нами рычаг управления со спусковым механизмом, верхние и нижние контакты. С боковой части в синем корпусе находится поляризованное реле. Питание на реле поступает от сердца УЗО дифференциального трансформатора. Иногда еще его называют тороидальным.

обмотка трансформатора

Чтобы к нему добраться откручиваем болт и снимаем раму, на которой крепится спусковой механизм вместе с реле.

Дифференциальный трансформатор имеет первичную и вторичную обмотку. Первичная обмотка выполнена толстым медным проводом - по два витка на каждый полюс. Сам трансформатор вынуть не удалось, он впаян в корпус УЗО. Вторичная обмотка намотана тонким медным проводом. Ее выход подается на плату с диодным мостом, там сигнал преобразовывается и поступает на поляризованное реле.

дифференциальный трансформатор

Если присмотреться в нижней части поляризованного реле имеется шток. При поступлении сигнала с дифференциального трансформатора (а это происходит при возникновении утечки) якорь реле толкает этот шток и он в свою очередь воздействует на механизм отключения УЗО. После чего силовые контакты размыкаются и утечка устраняется.

механизм отключения реле

шток реле

шток сработал

Далее снимаем механизм с подвижными контактами и конструкция узо позволяет нам увидеть дугогасительную камеру.

решетка гашения дуги

Как видим никаких, электромагнитный и тепловых расцепителей в устройстве защитного отключения не предусмотрено. Именно поэтому УЗО всегда подключают в паре с автоматическим выключателем, который защищает его от сверхтоков.

Подвижные контакты закреплены на поворотном механизме и соединены с клеммами для подключения гибкой связью.

подвижные контакты

внутренности УЗО hager

Друзья остались у меня вопросы по поводу кнопки «ТЕСТ». Я не понял, на что она воздействует и что при этом срабатывает. Давайте разбираться. Если приставить верхнюю крышку УЗО к корпусу то кнопка будет расположена как раз под пружиной. И воздействует кнопка именно на нее.

Под рамой спускового механизма имеется токоограничивающий резистор. Именно он задает необходимую величину тока утечки при проверке узо. Один контакт резистора связан с фазной клеммой, другой – как раз с указанной пружиной. Вопрос как работает эта система?

устройство защиты УЗО

Чтобы понять работы этой системы я даже подключил провода на вход УЗО и методом научного «тыка» разобрался, что к чему. Оказывается «кнопка» проверки вовсе не кнопка, а лишь рычаг который закорачивает два полюса через токоограничивающий резистор.

контакты кнопки ТЕСТ

При нажатии кнопки пружина касается пластинки, которая в свою очередь соединена с клеммой другого полюса УЗО. При контакте через резистор протекает ток и УЗО отключается.

сопротивление резистора

С помощью мультиметра я измерил сопротивление данного резистора. Его сопротивление составляет порядка 6.29 кОм. При напряжении в сети 220 Вольт, имеет ток – 35 мА. Вот такие дела друзья. Это мы рассмотрели, из чего состоит УЗО электромеханического типа.

Конструкция электронного УЗО

Теперь давайте разберем электронное УЗО фирмы Schneider Electric серии Easy9 40А/30 мА. Конструкция с прежним устройством защитного отключения практически одинаковая. Для снятия верхней крышки нужно разблокировать две защелки по бокам.

из чего состоит УЗО

С боковой стороны расположена электронная плата усилитель. В глубине корпуса можно увидеть подвижные контакты. Откручиваем болт и снимаем раму со спусковым механизмом.

конструкция УЗО

конструкция электронного узо

Интересный факт, что в дугогасительной камеры, где расходятся контакты, не оказалось специальных решеток, которые помогают гасить дугу. При расхождении контактов возникшая дуга с помощью специальной решетки разбивается на более мелкие части. Это способствует ее быстрому гашению. По-моему, это немного неправильно, что решеток здесь не оказалось.

дугогасительная камера

Первичная обмотка дифференциального трансформатора в виде продетых через его сердечник шлейфов. Зато вторичная обмотка, намотанная вокруг сердечника тороидального трансформатора тока, имеет очень много витков. Прям – катушка!

разбираем узо schneider

узо устройство защитного отключения

Внутреннее устройство УЗО, от которого все работает – плата. На фото видны провода, которые подают питание на электронную плату от нижних клемм.

контакты для подключения

плата с усилителем

Кнопкой «Тест» здесь замыкается цепь пружина на корпус металлической рамы. Пружина имеет связь с одним полюсом устройства защитного отключения, корпус через резистор - с другим.

узо устройство и принцип работы

Сопротивление токоограничивающего резистора составляет всего 3.6 кОм. Но если подключить щупы мультиметра и замкнуть кнопку, сопротивление плавает от нескольких сотен кОм до 1.5 МОм, как бы сильно я не прижимал пружину. Не знаю с чем это связано. Может материал пружин такой? Как вы считаете друзья – пишите свои идеи в комментах.

проверяем резистор УЗО

Из чего состоит УЗО IEK

Еще один пример рассмотрим устройство УЗО электромеханического типа фирмы iek ВД1-63. Для снятия верхней крышки нужно открутить два винта с лицевой стороны. Металла здесь явно не пожалели :))).

разбираем УЗО iek

как работает устройство

спусковой механизм

Поляризованное реле с легкостью можно вынуть из пазов. На нем также можно увидеть толкатель, который воздействует на механизм отключения при срабатывании устройства.

поляризованное реле

Трансформатор здесь также добротный, сердечник по размерам не маленький и витки намотаны толстым проводом.

обмотка трансформатора узо

Извлекать весь механизм из корпуса я не стал. Большие сомнения, что после этого я его соберу обратно. Выпадет какая-нибудь пружинка и пиши пропало.

На этом все друзья, надеюсь, данная статья про устройство УЗО была для вас интересной. Если да, тогда я не зря потратил время. До скорых встреч, делайте репосты и подписывайтесь в соц. сетях. Всем пока.

Похожие материалы на сайте:

Комментарии  

№1 Владимир 04.06.2018 17:53
Подскажите пожалуйста, как рассчитать ток утечки(например в квартире)? Читал Вашу стать про нормы 0.4мА на 1А. Но как происходит сам расчет?Объясните пж.
№2 Дмитрий 05.06.2018 05:04
Статья вообще то называется "конструкция узо и его устройство".
По поводу норм есть такое понятие, для потребителя сети ток утечки принимают 0.4 мА на 1 А нагрузки и для сети (электропроводки) ток утечки принимают 10 мкА на 1 м фазного провода.

Например: требуется подключить бойлер мощностью 2 кВт. От места установки бойлера до щита где установлен его автомат расстояние - 20 м. Считаем. Нагрузка в амперах будет: 2000/220= 9 А. Ток утечки: 9А*0.4= 3.6 мА.

Для сети утечка составляет: 20 * 10 мкА = 0.02 мА

Суммарный ток утечки будет: 3.6+0.02= 3.62 мА.

Но на практике такими расчетами никто не пользуются, а принимают: на санузел устанавливаете УЗО с номиналом не более 10 мА. Для остальных ОТДЕЛЬНЫХ потребителей не более 30 мА.
№3 Владимир 07.06.2018 08:21
Дмитрий, большое Вам спасибо!
№4 Роман 25.09.2018 18:34
Скажите вы можете модифицировать УЗО, чтобы его можно было размыкать с помощью внешнего электрического сигнала? Да и при этом нужно будет отключить и выбросить дифференциальный трансформатор...
№5 Дима 06.02.2019 10:27
Спасибо за статью.

Добавить комментарий