Назначение УЗО
УЗО – коммутационный прибор, предназначенный для прерывания электрической цепи при разнице силы тока в фазной и нулевой цепи сверх заранее установленной величины. Это предотвращает утечки тока, из-за которых может произойти аварийная ситуация – пожар или поражение людей.
Слово коммутационны в описании указывает на способность прибора замыкать и размыкать электрические контакты, т. е. коммутировать.
Используются и другие названия: дифференциальный выключатель и т. п.
Читайте также:
Меняем электропроводку своими руками
Как устроено и работает УЗО
В качестве примера рассмотрим самый простой случай подключения с помощью УЗО лампы накаливания:

Нормальное рабочее состояние УЗО – подвижные контакты замкнуты, сила тока I в линии, отходящей от фазы (красная) и подходящей к нулю (синяя), одинакова.
При прохождении проводника с током сквозь окно магнитопровода в нём создаётся магнитный поток
Ф=k*I,
где к – коэффициент пропорциональности.
Если токи в фазном и нулевом проводах IL и IN равны по величине и противоположны по направлению, то вызываемые ими магнитные потоки Ф1 и Ф2 тоже будут равны и противоположны:
Ф1 = — (Ф2)
В результате сумма магнитных потоков будет нулевой:
Фсумм= Ф1+ Ф2= Ф1+ (- Ф1)=0.
Магнитный поток, проходящий через магнитопровод, создаёт ток во вторичной обмотке, равный
I2=m*Ф.
Поскольку поток нулевой, то и ток вторичной обмотки тоже равен нулю.
Подвижные контакты включены, ток по цепи течёт, режим работы – штатный.
Рассмотрим нештатную ситуацию – некто коснулся проводов и создал контакт между ними и землёй.

Теперь часть тока стекает в землю (ток утечки Iут). На эту величину уменьшится ток в возвратной линии.
Отметим, что этот ток утечки будет проходить через человеческое тело, создавая опасность его жизни.
На эту величину (Iут) уменьшится возвращающийся из цепи ток нулевой линии:
Iн = Iф — Iут
При этом магнитный поток, создаваемый током в нулевом проводе, тоже снизится на величину
ΔФ=k*Iут
Поскольку изначально, при равенстве токов суммарный магнитный поток был равен нулю, теперь при снижении тока в нулевой линии на Iут баланс потоков примет следующий вид:
Ф1=k*Iф
Ф2=k*Iн
Ф1— Ф2= k*Iф — k*Iн =k(Iф- Iн)=k* Iут= δФ
Новая сумма магнитных потоков, возникшая из-за появления тока утечки, наведёт ток во вторичной обмотке:
I2=m*ΔФ
А он, в свою очередь, через реле выключит подвижные контакты. Электрическая линия отключится.
для проверки исправности УЗО нажимают кнопку «ТЕСТ». Создаётся ток утечки. При исправном приборе цепь будет разомкнута.
Читайте также:
Схемы электропроводки в квартире
Как подключается УЗО
ВНИМАНИЕ! УЗО не защищено от токов большой величины, поэтому оно не отменяет необходимость монтажа автоматического выключателя для защиты электрической линии от КЗ.
Схема подключения УЗО связана с типом сети. Она бывает:
- Без заземления
- С заземлением.
Первый вариант

Такой приём используется при отсутствии контура заземления.
Второй вариант
Используется схема ТN-C-S с разветвлением нулевого кабеля на рабочую и защитную линии.

Или схема ТN-S при раздельных рабочей и защитной нулевых линиях.

ВНИМАНИЕ! Функциональную (синюю) и защитную (зелёную) нулевые линии запрещено на участке цепи после установленного устройства.
Распространённые ошибки при подключении
Защитное устройство реагирует на возникновение токов утечки, появляющиеся в результате замыканий в цепи: повреждения изоляции, попадание кого-либо под напряжение и т. д. Если УЗО сработало без видимых нарушений, вероятно, допущены следующие ошибки:
Объединение рабочего нуля с защитным на участке цепи после установленного устройства.

Ток нулевой части цепи будет разделён на два провода. Из-за этого ток фазного провода Iф будет больше тока нулевого Iн. УЗО уловит разницу и выключит цепь.
В качестве рабочего нуля используется заземлённый провод или элементы заземления здания – трубы, отопительная система, части стальных конструкций.

В нулевом (зелёном) проводе тока нет. УЗО улавливает разницу и размыкает контакты.
Типы и параметры устройства. Критерии выбора
Для определения параметров УЗО в соответствии с потребляемой мощностью рекомендуется использовать онлайн-калькулятор.

Устройство подбирается по следующим параметрам:
- Номинальный ток – наибольшая величина силы тока, при которой устройство длительно сохраняет работоспособность
- Дифференциальный ток – наименьший ток утечки, когда происходит выключение цепи
- Номинальное напряжение – напряжение, когда устройство длительное время сохраняет работоспособность
- Тип тока – переменный (~) или постоянный (-)
- Условный ток КЗ – сила тока, кратковременно выдерживаемая устройством до срабатывания защиты.
Читайте также:
Как провести монтаж электропроводки своими руками в частном доме?
Критерии выбора
Номинальное напряжение. Параметр должен превышать аналогичный для защищаемой линии
Uном. УЗО⩾ Uном. линии
Число фаз сети. Одна фаза – двухполюсное, три фазы – четырёхполюсное.
Номинальный ток. Как и напряжение не должен быть меньше параметра защищаемой цепи.
Для расчёта рекомендуется использовать онлайн-калькулятор или формулу для расчёта:
Iсети=Pсети*Кп,
где Pсети – мощность в ваттах,
Кп – коэффициент. Принимается равным 1,52 при 380вольтах; 4,55 при 220 вольтах.
По результатам вычислений выбираем ближайшее превышающее значение из ряда (в амперах): 4, 5, 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 и т.д.
Сетевая мощность – Pсети – равна суммарной мощности всех потребителей, входящих в состав рассматриваемой сети:
Pсети=(P1+ P2…+ Pn)*Кс
Где Pi – мощность i-го потребителя, кВт,
Кс – коэффициент, принимаемый равным 1 для i=1 и 0,65…0,80 для i>1.
Допускается мощность сети брать указанную в нормативной документации.
В составе УЗО нет защиты от КЗ, поэтому необходим отдельный предохранитель или размыкающий автомат. Он подбирается аналогичным путём. При этом советуют брать параметр УЗО на 1 шаг выше предохранительного устройства.
Читайте также:
Электропроводка в гараже своими руками: что нужно знать?
Дифференциальный ток. Основная характеристика прибора, определяющая порог утечки тока для размыкания защитных контактов.
Пункт 7.1.83. ПУЭ гласит, что суммарная потеря тока с учётом всех присоединённых потребителей должна быть на более трети (1/3) номинала для УЗО.
Если такие данные отсутствуют, надо руководствоваться правилом: 0,004 А утечки потребителей на 1 ампер нагрузки и 0,1 микроампер утечки линии на каждый метр фазного провода.
Итоговая формула для расчёта:
ΔIсети=((0.4*Iсети)+(0.01*Lлинии))*3,
где Iсети — ток сети, мА; Lлинии — общая протяжённость защищаемой прибором цепи, м.
Параметр УЗО выбираем из справочного ряда (6, 10, 30, 100, 300, 500мА) по ближайшему превышающему значению.
ΔIУЗО⩾ ΔIсети
Для противопожарной защиты используют 100…500 мА, для защиты людей – 6…30 мА. При наличии повышенной опасности берут 6 или 10 мА. Значение 30 мА можно использовать, как общецелевое.
Для защиты от поражения электричеством при расчётной утечке больше 30 мА на каждую группу линий – комнаты, кухня, санузел – монтируют отдельное УЗО. При этом расчётный ток утечки снижается, и берутся устройства с меньшими значениями дифференциального тока. Расчёт производится отдельно для каждой из групп.
Разновидности УЗО
Существуют электромеханические и электронные защитные приборы.
Принцип работы и внутреннее строение первого вида было рассмотрено ранее. Его рабочий элемент – дифференциальный трансформатор – состоящий из магнитопровода с вторичной обмоткой срабатывает при различиях входящего и исходящего токов.
Во втором эта обязанностьвозложена на электронные компоненты. Для работы к ним должно быть подведено питающее напряжение. Это основной недостаток электронных УЗО. При обрыве питающего провода они перестают работать и защищать цепь.
Электромеханические же не требуют отдельного питания и сохраняют работоспособность постоянно. Поэтому этому типу защиты следует отдавать предпочтение.