Что это такое, каковы причины выпадения и как они подключены?

При работе с водонагревателями необходимым будет средство защиты для обеспечения безопасности. Для использования проточного или накопительного водонагревателя необходимо использовать устройство защитного отключения (УЗО). УЗО для водонагревателя необходимо выбрать в зависимости от производителя устройства, и от потребляемого тока.

• Что это такое
• Почему срабатывает ложно
• Схема подключения

Я умер. Почему УЗО не спасло?

УЗО не панацея, но лучше пока ничего не придумали. Если взяться одной рукой за фазный проводник, а второй рукой за нулевой, то для электросети вы будете лишь очередным нагревателем, дифференциальный ток не появится и УЗО не сработает. Также если сунуть палец в патрон лампы — ток потечет через палец, но утечки в землю не будет, УЗО не отключится. Поэтому даже наличие такой защиты не означает, что можно терять бдительность и осторожность. Опытный электрик даже жену не берет одновременно за две груди 🙂

Требования электрической безопасности, как для бытовой сети, так и для квартиры или частного дома, требуют подсоединения и монтажа минимум двух вариантов основной защиты.

Первый — это автоматические выключатели, защищающие электрическую сеть от перепадов напряжения и коротких замыканий.

Второй — УЗО (устройство защитного отключения). Оно защищает человека при утечке тока или при прикосновении к токоведущим частям. Наиболее актуальна такая защита во влажных помещения, таких как ванная комната.

Когда нельзя никому доверять

Производители некоторых устройств не могут полагаться, что покупатель адекватен и в его электрощите есть защита, поэтому добавляют свою.

В виде персонального УЗО для устройства в вилке или в виде коробочки на шнуре. Если покупатель подключит бойлер пластиковыми трубами, корпус не заземлит, то при потере герметичности ТЭНа электричество по воде в трубах и пойдет через человека в заземленную ванну. Такое УЗО защищает конкретно одно устройство, и в некоторых странах существуют нормативы, обязывающие добавлять УЗО на некоторые типы устройств. Как вы можете заметить, устройство также содержит кнопочку «тест» для проверки работоспособности защиты.

Схема подключения

Составление схемы подключения ложится на плечи проектирующего специалиста или электрика-монтажника. Схему подключения без заземления можно применить только в двухфазной сети, которая использует L-проводник и N-проводник. Данный способ подключения характерен для домов старой постройки. Устанавливают его в электрощит на входе силовой линии.

У данной схемы имеется один недостаток – при возникновении аварийной ситуации очень сложно определить, на какой линии случилось поломка.

Провод с УЗО

УЗО на проводе — очень простая в эксплуатации система, которую подключить можно разными способами.

Варианты подключения

Вариантов подключение УЗО всего существует четыре:

Для каждого варианта представлена соответствующая схема на рисунках выше.

Стоит отметить, что для проверки работы оборудования, необходимо подключение автоматических отсекателей и зажатие кнопки теста. Если все будет работать исправно, оборудование будет функционировать на протяжении многих лет.

Какой выбрать

Автомат УЗО необходимо выбирать, в зависимости от тока отсечки, номинального тока, дифференциального тока, тока самого изделия, помимо приведенных выше критериев выбора. Для квартиры, где электрическая сеть однофазная на 220 Вольт, нужно подключать соответствующий однофазный прибор. При стабильном сетевом напряжении в 380 Вольт необходим трехфазный аппарат.

Стоит учесть некоторые важные моменты:

• Ток отсечки должен превышать линии тока на 25%, где планируется устанавливать аппарат.
• Номинальный электроток должен быть выше того, что есть в отсечке. Обычно он колеблется от 16 до 100 Ампер.
• Дифференциальный электроток должен соответствовать номинальному значению. Оптимальный предел составляет 30 Ампер.

Обратите внимание! При выборе необходимо также посмотреть тип электрического тока, на которое рассчитывается изделие. Это может быть переменный, переменный с постоянным, для любого вида и с выдержкой отключения.

Противопожарные УЗО? Они все противопожарные!

Если открыть каталог производителей, можно заметить, что УЗО выпускаются на разные дифференциальные токи. Если с причиной выбора тока в 30 мА все понятно, с 10 мА тоже в принципе можно догадаться (еще более чувствительные устройства для более чуткой защиты), то зачем нужны устройства с током 100 мА и даже 300 мА? Человек же при таких токах умрет!

Такие УЗО часто называют «противопожарными», так как в силу большого дифференциального тока защиту человека от поражения электрическим током они обеспечивают слабо, а вот функцию защиты при повреждении изоляции все еще выполняют. Если изоляция будет нарушена и при контакте с другим проводником загорится электрическая дуга, то начнется обугливание изоляции и выделение тепла, что может поджечь горючие материалы вокруг. Если вам «повезет», и ток в дуге будет небольшим, то автоматический выключатель не сработает. А вот выделение тепла и температура могут быть достаточными для пожара. Конечно, потом огонь нарушит изоляцию, произойдет короткое замыкание и автоматический выключатель сработает, только огонь это уже не погасит.

Отличие УЗО от автоматического выключателя

Ошибочно считать, что УЗО и автоматический выключатель (автомат) выполняют одинаковые функции. Автомат служит основной защитой электрической сети. При перегрузке или при коротком замыкании, он реагирует на превышение параметров допустимого тока и отключит питание, отсекая таким образом аварийную линию от основной сети.

УЗО, в отличие от автомата, стоит на страже жизни человека, а не сети, реагируя даже на самые слабые токи.

Неисправности УЗО

Бывают случаи, когда УЗО, при подключении через него нагревателя воды, отключается. Это происходит по причине:

• водонагреватель неисправен;
• дифавтомат или УЗО не соответствуют существующим параметрам сети;
• короткое замыкание в кабеле питания;
• поврежден блок питания, либо ТЭН;
• монтаж защитного устройства произведен с ошибками;
• в сети произошли перепады напряжения или утечки тока.

Установка УЗО для водонагревателя надолго защитит прибор от возгорания и перепадов напряжения, а также убережет находящихся рядом людей от ударов электрическим током.

Принцип работы УЗО

Людьми постоянно используется большое количество разнообразной бытовой техники, порой довольно большой мощности. Электрическая проводка имеет срок службы и со временем наступает момент, когда старые провода не в состоянии выдерживать напряжение. В результате повреждается слой изоляции на проводах и проводка вступает в контакт с землей. Ток меняет направление движения и теперь его часть уходит в землю. Для человека смертельно опасно случайно оказаться на пути таких утечек.

Если подобная ситуация возникнет в проводке водонагревателя, то прикоснувшись к его корпусу велика вероятность получения потребителем серьезной травмы, вплоть до смертельного исхода. Для защиты от таких воздействий и применяются УЗО. Некоторые производители иногда выпускают свои приборы уже со встроенными УЗО для водонагревателя. Термекс, например, предлагает УЗО в комплекте со шнуром для подключения прибора.

Устройство мгновенно прекратит подачу тока, как только обнаружит утечку на землю. Быстрая реакция прибора объясняется тем, что оно постоянно сравнивает разницу между токовыми величинами на входе и выходе. В нормальной ситуации она должна быть равна нулю. Если же имеется утечка тока, то и показания будут различаться. Поскольку каждое УЗО рассчитано на определенную величину срабатывания, как-только разница показаний достигнет паспортного значения, устройство отключит проблемный прибор от сети.

Подключение защитного устройства

При подключении УЗО обычно проблем не возникает. Вначале к сети подключается автоматический выключатель, затем УЗО для водонагревателя, и уже от его выходных контактов отводятся провода на розетку, к которой затем подключается водонагреватель или другой бытовой прибор.

Для того, чтобы не монтировать два аппарата, удобно использовать один, который уже содержит в себе и УЗО и автомат. Такое комбинированное устройство имеет название дифференциальный автомат и широко применяется в бытовой электросети.

Единственным недостатком дифференциального автомата является его высокая стоимость. Этим объясняется то, что многие по-прежнему пользуются двумя поставленными последовательно устройствами (автомат и УЗО).

Однако в случае, когда в распоряжении потребителя находится много различных бытовых приборов, которые требуют установки защиты, рациональней использовать один дифавтомат, например, на нагреватель воды, стиральную машинку, котел и прочее. Такое оборудование не перегрузит электрический щиток, и в нем хватит места для всех необходимых автоматов.

Да будет срач!

Отдельная дисциплина споров — какое УЗО лучше, электромеханическое или электронное. В электромеханическом УЗО для отключения используется энергия дифференциального тока, поэтому оно может сработать при обрыве нулевого проводника, да и в целом не содержит нежной электроники, но содержит нежную механику. Электронное УЗО требует питания для работы электронного усилителя, поэтому при обрыве нуля работать перестает, часто не отключая цепь. У каждой конфигурации есть свои достоинства и недостатки. А для защиты от обрыва нуля я настоятельно рекомендую ставить реле контроля напряжения.

Но так как большинство читателей ждет от меня конкретного ответа — скажу, что это не важно. Есть требования стандартов, есть требуемые характеристики, и конкурентная цена в конце концов. Поэтому производитель дает ровно то, что от него требуют, а вот как получено желаемое — не так важно. А если производитель рукожоп, то отсутствие электроники автоматически не означает, что изделие выйдет годным. Кроме того, УЗО типа B без добавления электроники изготовить не получилось ни у одного производителя.

Для контроля исправности УЗО на передней панели есть кнопочка «тест», которая замыкая резистором цепь, имитирует появление дифференциального тока. Если УЗО при нажатии на кнопку тест отключилось — то оно исправно. Проверку исправности УЗО производители рекомендуют производить ежемесячно (какие оптимисты!), ну или я реалистично говорю о тесте раз в пол года.

Разновидности УЗО

Устройства защиты выпускаются трех типов, различающихся по форме токовой утечки, которую они способны пресечь:

• «А» — синусоидальная и пульсирующая форма
• «АС» — переменная синусоидальная утечка
• «В» — переменная синусоидальная, выпрямленная и постоянная пульсирующая утечка

Резюме

• УЗО служит для защиты человека от поражения электрическим током,  и отключится при опасных для жизни значениях тока утечки. При небольших, но неопасных токах вас будет щипать электричеством.
• УЗО работает вне зависимости от наличия заземления, с той лишь разницей, что без заземления, при пробое на корпус УЗО отключится только когда ток с корпуса сможет утечь в землю через вас.
• УЗО не панацея, и можно убиться, взяв в руки провода фазы и ноля. Но вариантов защиты лучше УЗО все равно не придумали.
• Электромеханическое или электронное УЗО — не важно. А вот регулярно проверять исправность нажатием кнопки «тест» важно. Использовать реле контроля напряжения тоже очень желательно.
• В реальном мире у исправной электропроводки и устройств есть ток утечки, который может вызвать ложное срабатывание УЗО. Если УЗО срабатывает без видимых причин — разбирайтесь с токами утечки.

Устройство защитного отключения

Водонагревателями называют устройства, в которых благодаря току нагревается вода. Условно они бывают проточными и накопительными.

В первом случае нагрев воды происходит путем прохождения тока через специальные теплые пластины и трубы. Во втором случае, используется простой бойлер и ТЭН, где вода греется последовательно внутри бака. УЗО для любого типа водонагревателя — устройство, предотвращающее утечки электрического тока и выход из строя оборудования.

Что это такое

УЗО для бойлера или устройство защитного отключения — специальный прибор, основная задача которого защищать бойлер от утечек тока. Бывает оно дифференциальным, пусковым, исполнительным и контролирующим.

Обратите внимание! В первом случае в конструкции УЗО находится ферритовое кольцо и обмотки проводников. Во втором случае — чувствительное магнитно-электрическое реле с прямым действием. В третьем случае — пружинный провод, а в последнем — резистор.

Какую роль выполняет

Благодаря устройству защитного отключения, гарантируется стабильная и безопасная работа всего водонагревателя, подключаемого к сети. Прибор ставится около самого нагревателя. Через него идет весь ток, питающий систему. Если внутри системы происходит утечка, тогда УЗО ловит ее и после этого отключает всю систему специальными датчиками и переключателями.

Стоит указать, что по принципу работы, УЗО схоже с автоматом. Он улавливает даже небольшие электрические колебания, которые автоматам недоступны для анализа.

Обратите внимание! Сегодня подобными механизмами не всегда обеспечивается 100% безопасность, поэтому водонагреватель дополнительно еще заземляется. УЗО это не дифавтомат. Это две разные системы. Первый улавливает только утечки, второй более универсален. Он реагирует еще на замыкание, перегрузку и другие проблемы.

Виды

УЗО — не сложно сконструированный прибор, но классифицирующийся по нескольким признакам. Приборы бывают А, АС, В и G класса. Также в зависимости от того, какой способ разрыва электрической цепи, УЗО бывает электронным и электромеханическим. Далее даны описание каждого вида.

Предназначение устройств класса А — переменный или пульсирующий электроток, класса АС — переменный. Приборы класса В это устройства, имеющие промышленное назначение. Они работают как с переменным, так и постоянным выпрямленным током. Устройства класса АС чаще всего используются в обычных квартирах.

Иногда к классам добавляется буква S, указывающая на выключение прибора через какое-то время. В условиях быта такие системы не применяются, поэтому такие обозначения есть только на промышленном оборудовании. Приборы класса G схожи с S классом, но имеют более короткое время выдержки.

Что касается классификации на электронные и электромеханические агрегаты, то в первом случае — это недорогие приборы, использующиеся дома и несложных системах. Профессиональные электрики говорят об отсутствии необходимости их установки из-за питания только от электросети. При повреждении нулевого провода, прибор просто сломается. Кроме того, у него долгий период срабатывания.

Электромеханические приборы не питаются только от электрической сети. Это более надежные и качественные агрегаты. Единственный недостаток в их завышенной цене.

Выбор устройства защиты

Необходимое для подключения водонагревателя УЗО подбирается исходя из всех его показателей. При этом обязательно следует учитывать и условия, в которых находится бойлер. Удобен в использовании шнур с УЗО для водонагревателя. Таким образом прибор подключается просто в розетку, при этом УЗО уже вмонтировано в кабель.

Рекомендуется применять УЗО типа «А». Это обусловлено тем, что хотя по отечественной сети проходит синусоидальный ток, зачастую применяемая бытовая техника имеет специальные электронные блоки на полупроводниках. Благодаря этому, синусоидальный ток преобразуется в импульсный, а менее дорогое устройство типа «АС» с ним просто не справится и не отключит прибор вовремя.

При выборе УЗО для водонагревателя необходимо внимательно изучить паспорт бойлера. Часто производители указывают, какие именно устройства рекомендуется использовать с их приборами. Обычно фигурирует тип «А».

УЗО или диффавтомат? (ВДТ или АВДТ?)

Производители, с заботой о нас объединили в одном корпусе два устройства — УЗО для защиты от поражения электрическим током и автоматический выключатель для защиты от сверхтока, назвав это АВДТ — Автоматический Выключатель Дифференциального Тока. Продавцы скорее отреагируют на жаргонное название «диффавтомат». Достоинств у такого гибрида не так много — оно компактное, и оно интуитивно понятное (один рычажок, а не два). А вот недостатки есть:

• Оно лишает гибкости проектировщиков, например поставить одно УЗО и несколько автоматов или наоборот, несколько УЗО и один автомат.
• Оно усложняет поиск неисправности, так как обычно отсутствует индикация и сложно понять, почему оно отключилось (варианты: сработал тепловой расцепитель, электромагнитный расцепитель или электромагнит от дифференциального тока)
• Запихивание нескольких устройств в компактный корпус всегда заставляет разработчиков идти на компромиссы.

На мой личный взгляд применение АВДТ оправдано только при апгрейде электрощитка, когда места внутри нет, а дифф. защиту хочется. Тогда можно вынуть автоматические выключатели шириной один  модуль и воткнуть АВДТ шириной один модуль, и перекоммутировать провода. Щиток в таком случае расширять не придется. В остальных случаях, по моему мнению, предпочтительнее комбинация УЗО+автоматический выключатель.

Расширить и углубить

Если изложенной в посте информации вам мало (мое уважение!), то вот что стоит почитать:

Монаков УЗО. Теория и практика Москва, Издательство «Энергосервис», 2007 г.

Книжка шикарная в своей полноте и довольно простом языке изложения. Автор — директор компании АСТРО-УЗО (uzo. ru) — отечественного разработчика и производителя УЗО.

ЖЖ Юрия Харечко, специалиста, автора книг, знатока стандартов. Как человек — весьма неприятный, но в  техническом плане мне упрекнуть его не в чем. Если хочется разобраться в хитросплетениях и взаимопротиворечиях стандартов — к нему. И наверняка он увидев мой пост скажет, что я дилетант и не компетентен, поскольку термин УЗО отсутствует в стандартах, и устройство правильно называть.

Производители

По отметкам пользователей, качественные УЗО можно отыскать у популярных производителей.

Термекс

УЗО фирмы Термекс обладает 16 амперной силой тока, клеммами, длиной провода в 140 сантиметров и работой с 30 МА. По конструкции устройство состоит из нагревательного элемента, спирали сопротивления, диэлектрика и металлической медной трубки.

Горение

Устройства компании Горение обладают стандартными характеристиками.

Они предотвращают получение удара током, уменьшение коррозии и электрический перерасход.

Другие

Что касается других производителей, выпускаются у производителей ABB, Legrand, Schneider Electric, EKF и IEK качественные зависящие с независящими от напряжения устройствами, защитными механизмами и без них. Также продаются стационарные с независимыми моделями, двухполюсными и четырехполюсными приборами.

Чтобы током не убило. Всё про УЗО

Попробуем снова объять необъятное одним постом? На этот раз рассказ будет про УЗО.

У этого поста есть видеоверсия, для тех, кто любит слушать и смотреть:

Сейчас, в 21 веке, электричество есть практически в каждом доме. И почти каждый гражданин знает, что электричество может убить. Новость о том, что где-то кого-то убило током для нас уже обыденная, и в СМИ об этом пишут только если случай особенный — или убило известную личность, или раздолбайство совсем уж вопиющее. Но в конце XIX — начале XX века каждая смерть от удара током была в центре внимания: электричество было в диковинку. Вот немного заметок, которые попались мне на глаза:

Тысячи разобранных случаев, когда кто-то был убит электричеством, позволили инженерам выяснить некоторые закономерности и предпринять меры. А именно:

Выяснилось, что случаев смерти, когда человек умер от общения с напряжениями менее 50В почти нет. Низкое напряжение (с кучей оговорок) вполне себе безопасно. Кто лизал крону в детстве для определения заряда?) Использование низкого напряжения (12В, 24В, 36В и т. ) хоть и дает практически полную безопасность, например в бассейне, для повсеместного использования не подходит. Если бы мы жили в альтернативной вселенной, где в домах вместо 230В всего 12В, то чайник бы кушал не 16А тока, а почти 300А, и подключался бы в розетку толстенным кабелем. А все потому что при снижении напряжения придется повышать ток, чтобы мощность прибора оставалась прежней. А большой ток требует толстых кабелей.

Второе важное наблюдение. Ток течет  в замкнутой цепи,  если Земля часть этой цепи — то человек всегда в опасности. А вот если человека подключить к разным цепям, изолированным друг от друга, например если коснуться одной рукой одного изолированного от земли генератора, а второй — другого изолированного генератора — то ничего не произойдет. Цепь не замкнута — ток не течет. Так появилась гальваническая развязка и развязывающие трансформаторы. Я не настолько стар, чтобы видеть это живьём, но встречал упоминания, о том что в домах устанавливали развязывающий трансформатор с розеткой в санузле, с подписью «для электробритвы». Электробритвой на 220В включенной в эту розетку можно было безопасно пользоваться, касание до проводника под напряжением, даже стоя в заземленной ванной, не могло убить. Правда маленький трансформатор мог потянуть только несколько десятков ватт мощности нагрузки, включение в такую розетку фена или обогревателя просто бы его сожгло. Поэтому в быту способ не прижился, у вас же нет отдельной комнаты под трансформатор гальванической развязки?)

Ну и наконец, усреднив индивидуальные особенности, составили вот такой график зависимости силы тока, времени воздействия и последствий для человека. Да простят меня авторы, я его немного упростил для понимания:

UPD: картинка исправлена

Оказалось, что убивает не напряжение само по себе, а протекающий через тело ток. При токах менее 0,5 мА (светло-зеленая область) человек ничего не чувствует. При токах 0,5-20 мА (темно-зеленая область) ток уже неприятно щиплет, кусает. При токах 20-100 мА (желтая область) уже конкретно трясет, сводит мышцы (руку не отдернешь) и причиняет боль. При токах более 100 мА уже некоторые могут умереть. Из графика можно понять откуда взялась величина 30 мА (зеленая линия) — при токах меньше человек вряд ли умрет и может сам принять меры, если чувствует, что его бьет током. А вот при токах больше — нужно срочно спасать, иначе помрет.

Критерии выбора

УЗО — механизмы, которые можно использовать во всех бытовых приборах, не только в бойлерных установках. Сделать подбор такого механизма можно по специальным критериям:

• Мощности;
• Показаниям тока;
• Способе монтажа.

Также можно выбирать УЗО по цене, производителю, марке и отзывам от пользователей. Что касается мощности, то УЗО должно иметь ту же мощность, что и водонагреватель или бытовой прибор, который планируется подключить к оборудованию. Для бойлеров у УЗО должна быть мощность около 10 Ампер (при 2-3 киловаттах мощности котла).

По току эта характеристика считается на основе общего рабочего тока. Как правило, учитывается 0,4 микроампер на 1 ампер. По способу монтажа лучше отдать предпочтение устройствам, которые можно прикреплять на DIN-рейку. В качестве альтернативного варианта следует выбирать приборы в виде отдельных блоков. При этом расположить их можно в любом месте.

Параметры и характеристики УЗО

Для выбора необходимого УЗО для водонагревателя следует принять во внимание все характеристики этого устройства, а именно:

• Величина номинального тока — отражает величину тока, которая допускается для прохождения через УЗО в процессе его работы и измеряется в амперах. Стандартные номиналы: 6, 10, 16, 20, 32, 40, 50, 63 А.
• Времятоковая составляющая — отражает зависимость скорости (времени) срабатывания УЗО от величины утечки.
• Номинальный дифференциальный ток — величина, на которую УЗО среагирует и отключит потребителя. Стандартный ряд: 10, 30, 100, 300, 500 мА.
• Номинальная способность отключаться — максимальный показатель тока при коротком замыкании, который устройство способно отключить и при этом продолжить работать.
• Диапазон температур — обычно от 20 до 45 градусов.

Указанные параметры всегда указаны либо на корпусе УЗО, либо в его паспорте. Помимо прочего, на корпусе расположена схема подключения, тип комбинированного УЗО (электромеханическое или электронное) и его величина частоты номиналом, обычно, 50 Гц. С этими данными обязательно следует ознакомиться перед тем, как подключить УЗО к водонагревателю.

Защита все-таки нужна

Применение низкого напряжения или использование гальванической развязки не очень удобный способ защиты человека, поэтому применяются только в узких областях, там где иначе никак. А как же защитить  человека от поражения электрическим током не сильно изменяя существующие электросети? Идея проста и гениальна — нужно анализировать дифференциальный ток.

Дифференциальный ток — это разница в токах меж двух проводников, например меж фазным, уходящим в нагрузку и нулевым, возвращающимся из нагрузки. Появление ощутимого дифференциального тока в цепи чаще всего ненормально, и лучше отключить цепь, вдруг ток утекает в землю через человека? Это как сравнивать расход теплоносителя в батарею и из батареи отопления. Если в батарею уходит 100 л/мин и возвращается 100 л/мин то система герметична. Если в батарею подается 100 л/мин, а возвращается по какой то причине только 98 л/мин, то 2 литра куда-то вытекает!

В идеальном мире, нам достаточно поставить устройство, контролирующее сам факт появления дифференциального тока. Если все в порядке — то дифференциального тока  нет. Если же ток появился — отключаем нагрузку. Но в реальном мире, к сожалению, дифференциальный ток (ток утечки) появляется в устройствах даже если все исправно, поэтому придется пойти на компромисс и выбрать некоторую пороговую величину дифференциального тока, превышение которой будет вызывать отключение.

Поставим себя на место инженеров начала 20 века и попробуем изобрести устройство обнаружения дифференциального тока. Нам нужно обнаружить появление утечки величиной 30 мА, поскольку при меньших утечках,  даже если она проходит через человека, особой опасности для жизни нет.

Первая конструкция — два одинаковых электромагнита, друг напротив друга, занимаются перетягиванием якоря. Протекающий в нагрузку и из нагрузки ток, протекая через обмотки, создает магнитное поле, тем сильнее, чем больше ток. Если в цепи нет утечек, то токи через электромагниты равны, магнитное поле они развивают одинаковое и якорь стоит на месте. Если в цепи у нас есть утечка, то ток через один из электромагнитов будет меньше (ток нагрузки — ток утечки), чем через второй (ток нагрузки), якорь перетянется и разомкнет контакты.

Теоретически схема рабочая, но чересчур капризная — требовала очень точного изготовления электромагнитов и тонкой настройки механики. Поэтому инженеры стали думать, как избавиться от лишней механики. Так пришли к современной схеме с трансформатором:

На замкнутом магнитопроводе делают две обмотки, включенные в противофазе, и третью обмотку для привода соленоида. Если токи через первую и вторую обмотку равны, то равны и магнитные поля, и так как они направленны навстречу друг другу, то и суммарный магнитный поток через третью обмотку будет равен нулю. Если же есть утечка, токи становятся неравны, и через третью обмотку начнет циркулировать магнитное поле пропорциональное этой разнице. А где есть переменное магнитное поле — там есть  индукция и возбуждается ток. Если его достаточно для срабатывания соленоида — то якорь высвободит защелку и отключит цепь.

Гениальное в своей простоте и надежности устройство. Правда дешевым оно не получилось — механика все-равно оказалась нежной и капризной, шутка ли — обнаружить 30 мА разницу при номинальном токе 16А, это все равно, что расслышать писк мыши на фоне грохота поезда. Вот так выглядит УЗО электромеханическое:

Затем  сделали модернизацию — выкинули нежную, дорогую и габаритную механику и поставили электронный усилитель, ток с  обмотки дифференциального трансформатора усиливается специальной микросхемой, и уже она подает напряжение на соленоид размыкания. Такие УЗО получились компактнее и значительно дешевле.

А теперь внимание, важный момент, что будет при коротком замыкании в нагрузке? Ничего! Так как условия для срабатывания нет — разницы токов на входе в УЗО и на выходе из УЗО нет. Провода накалятся до красна, изоляция стечет на пол, а УЗО не отключится, поскольку не имеет защиты от сверхтока. Поэтому УЗО без встроенной защиты от сверхтока ВСЕГДА применяется в паре с автоматическим выключателем или с плавким предохранителем. Путем скрещивания УЗО и автоматических выключателей производители вывели гибрид — АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока), который чаще на жаргоне называют диффавтоматом, такое устройство самодостаточно и наличия дополнительного автоматического выключателя не требует.

Изобретенное УЗО отлично работало, если бы не распространение полупроводниковых устройств. Очень многие устройства стали преобразовывать внутри себя напряжение и род тока — делать из переменного тока постоянный, потом снова переменный, иногда другой частоты или величины. Из-за этого стали возможны всяческие неприятные особенности, например если в устройстве на корпус замкнет одну из линий с постоянным током, то ток утечки будет пульсирующим — в землю будут уходить только положительные полуволны тока. Обычное УЗО в таких случаях может не сработать. Для таких случаев разработали специальные УЗО рассчитанные срабатывать не только при синусоидальной форме тока утечки, но и при постоянном пульсирующем токе утечки и назвали их тип А. А старые УЗО, срабатывающие только на переменный ток, назвали тип АС. А для совсем уж неприятных случаев (например пробой цепей после силовых ключей в преобразователях с высокими частотами преобразования) придумали тип В. Наиболее наглядно разницу меж типов УЗО демонстрирует вот эта картинка из немецкой википедии:

Для обеспечения селективности, при последовательном соединении УЗО, создали специальные селективные варианты, часто с обозначением S или G в названии. Они имеют встроенную задержку на несколько десятков-сотен миллисекунд. Так, если на вводе в дом стоит селективное УЗО, а на этажном щитке неселективное, то при замыкании напряжения на корпус стиральной машины, сначала сработает неселективное УЗО на этаже, пока селективное дает задержку. Если по окончании задержки дифференциальный ток не исчез — сработает селективное УЗО. Про селективность я писал в посте про предохранители (ССЫЛКА). Селективность не зависит от номинального порогового дифференциального тока, то есть при пробое на корпус сработают сразу и УЗО на 30 мА и УЗО на 100 мА, поэтому и пришлось возиться с задержкой.

А теперь, когда стало понятно КАК работает УЗО самое время сказать про заземление, будет ли работать УЗО, если в розетках нет заземляющего контакта? Будет! С той лишь разницей, что если у стиральной машинки будет пробой на корпус в сети с заземлением — УЗО отключится сразу, так как дифференциальный ток будет огромным (уйдет с корпуса в заземляющий проводник). А вот если в сети нет заземления, стиральная машинка будет, как партизан в кустах, стоять с напряжением 230В на корпусе, и УЗО отключится только когда ток будет протекать через человека. То есть наличие заземления повышает безопасность, но не является обязательным условием для функционирования УЗО.

Отзывы

Алина, Москва: «Недавно только узнали, что защитить водонагреватель можно при помощи УЗО. До этого мучались от скачков и часто ремонтировали оборудование. Долго выбирали, какой автомат ставить на бойлер. Взяли агрегат компании Термекс. Друг электрик подсказал, как использовать прибор, а то по инструкции мало понятно, что и как делать. Подключил нам оборудование быстро и с того момента прошел уже год. Оборудование работает исправно. Даже когда появляются какие-то неприятные моменты, включается защитный механизм. Очень довольны своим выбором. Продавец нам рекомендовал еще взять попробовать Горение, но у нас котел был фирмы Термекс. Подумали, что так будет лучше. Рекомендую».

Роман, Новосибирск: «Нельзя сказать, что УЗО на бойлер компании Legrand я доволен. Вовремя друзья не подсказали, что устройство не защищает от перепадов напряжения и уже один раз я обратился в мастерскую чинить аппарат. Так, от утечек оно помогает в 100% случаев. Котел у нас исправно работает уже три года только благодаря этому оборудованию. Но если выбирать между УЗО и стабилизатором напряжения, я бы лучше порекомендовал взять именно второй. Это более универсальный и понятный в работе прибор. Кроме того, он подходит для всего оборудования, которое имеется в доме. Что касается цены, то тут также выбор очевиден».

Дмитрий, Кострома: «Хотел бы поблагодарить создателей УЗО Schneider Electric. Хотел остановить свой выбор на Термекс, но в глаза попалась статья почему отключается водонагреватель термекс, а также аристон, и я решил отказаться от Термекс в пользу Schneider. Заземление котла я не делал, забыл, а этот аппарат выступает моим спасителем. Всякий раз, когда есть утечка квт, он отлично срабатывает. Поэтому могу порекомендовать систему всем пользователем, у которых дома есть водонагревательный двухконтурный или одноконтурный аппарат. Полезная вещь».

Обратите внимание! УЗО для водонагревателя — необходимый для стабильной работы бойлерной установки элемент, позволяющий сделать нагрев воды безопасным и постоянным. Бывает УЗО нескольких видов. Выбирать их необходимо по специальным критериям. Лучше остановится на выборе устройств от популярных производителей, по рекомендациям пользователей.

https://youtube.com/watch?v=Yr8S-0dpNgg%3Ffeature%3Doembed