Бывает так, что при включении водонагревателя в сеть, выключается УЗО, стоящее на вводе в квартиру. Причина может быть в небольшом блоке, расположенном на кабеле питания водонагревателя. Данный блок – не что иное, как устройство защитного отключения (УЗО). Вот так оно выглядит:
Я надеюсь, что все описанное в данной статье поможет кому-нибудь отремонтировать неисправное устройство защиты. Я также покажу как собирается это УЗО, если его разобрали и забыли как что было установлено.
Современные правила устройства электроустановок очень большую роль выделяют устройствам защиты людей от поражения электрическим током. Одним из требований такой защиты является установка устройства защитного отключения (УЗО). Такое устройство убережет человека от смертельно опасного тока, который может возникнуть если, например, разрушится изоляция тэнов в водонагревателе. Тогда фаза может законтачиться с корпусом бойлера и на корпусе появится опасное напряжение, которое будет сидеть и ждать, когда же какой-нибудь человек прикоснется к корпусу водонагревателя. УЗО отключит сеть, если опасное напряжение окажется на корпусе.
Для примера возьмем рабочее УЗО и разберем его. Схему таких УЗО я на просторах глобальной сети не нашел, поэтому попробую восстановить схему по печатной плате. Корпус УЗО скручен саморезами. Они могут быть открыты, а могут быть (как в моем случае) залиты каким-нибудь герметиком, но его можно просто выковырять.
Также для откручивания саморезов может потребоваться отвертка под специальный шлиц. Отворачиваем саморезы, разъединяем половины корпуса, но аккуратно, чтобы не потерять пружинку.
Знающему человеку сразу становится понятен принцип действия данного УЗО. На двух проводах (фаза и ноль), идущих к нагрузке, висит датчик тока (трансформатор тока). Напряжение, снимаемое с этого датчика поступает на усилитель, нагрузкой которого является катушка индуктивности на пластиковом каркасе.
Информации о принципе работы электронного УЗО в интернете предостаточно. Но, все же, я вкратце опишу как это работает. Если с нагрузкой все в порядке (нет обрывов и замыканий), то токи проходящие по фазному проводу к нагрузке и по нейтральному проводу обратно вызывают в сердечнике трансформатора одинаковые по значению и противоположные по направлению магнитные потоки.
Такие магнитные потоки компенсируют друг друга. Конечно ничего идеального не бывает, и небольшие утечки все равно присутствуют. Поэтому во вторичной обмотке трансформатора присутствует какой-то ток, но этого тока недостаточно для срабатывания исполнительного устройства. В общем, этим током пренебрегаем и считаем, что тока во вторичной обмотке нет.
При нарушении изоляции появляется ток утечки, и токи в фазном и нейтральном проводниках перестают быть равными, соответственно магнитные потоки уже не компенсируют друг друга. Во вторичной обмотке трансформатора появляется ток. Этот ток усиливается и сравнивается с заданным значением (например, 10 или 30 мА).
Выход усилителя (или компаратора) подключен на катушку индуктивности, выполняющей функции реле. Если значение тока во вторичной обмотке трансформатора достигает заданного, то в катушке индуктивности начинает протекать ток. Катушка создает магнитное поле, которое втягивает сердечник внутрь катушки. УЗО размыкает цепь.
Сердечник соединен с металлической скобой-вилкой, которая другой стороной вставляется в паз красного толкателя.
Пружинящие силовые контакты замыкают цепь, когда на них сверху надавливает Т-образная пластиковая деталь.
Долго думал, как назвать данную деталь, и решил, что она будет “исполнителем”, т.к. только он непосредственно замыкает силовые контакты. Как это происходит? Внутрь исполнителя вставлен красный толкатель с пазом. Верхняя часть этого толкателя сделана цилиндрической. На нее надевается пружина.
Когда УЗО собрано, пружина упирается в корпус и за счет этого давит на толкатель . Металлическая вилка заходит в паз толкателя, поэтому опускается или поднимается вместе с ним. Т.к. вилка проходит еще и через паз в исполнителе, она давит на последний, также опуская его вниз. А исполнитель давит вниз силовые контакты, и они замыкаются с ответными.
Есть еще одна маленькая, но важная деталька, без которой ничего не будет работать. Это еще одна пружинка. Она вставлена внутрь катушки индуктивности перед сердечником. С противоположной стороны катушки индуктивности отверстие сделано не круглым, за счет чего создается упор для пружины. Эта пружинка через сердечник давит на вилку и удерживает ее в пазе красного толкателя.
Без этой маленькой важной детали вилка не держалась бы в пазе толкателя и не давила бы на исполнителя. Контакты не замкнулись бы.
Когда происходит утечка и сердечник втягивается внутрь катушки, он тянет за собой металлическую вилку. Вилка выходит из паза красного толкателя и перестает давить на исполнителя. Силовые контакты за счет того, что сделаны пружинящими, поднимаются вверх и размыкают цепь. А толкатель остается свободным и опускается вниз. Чтобы вернуть все в исходное состояние (когда утечка устранена), достаточно нажать на красный толкатель снизу, чтобы он поднялся вверх и вилка снова попала в паз.
Теперь о схеме УЗО и принципе работы
Схему срисовал с печатной платы.
В общем-то, все достаточно просто.
Входное напряжение 220 В подается в схему через пружинящие контакты. Неоновая лампа L1 служит индикатором работы.
Про датчик тока я уже писал выше. Цепь R4, 2 витка, намотанных поверх датчика тока и кнопка SW1 служит для тестирования УЗО, имитируя ток утечки. Трансформатор тока нельзя включать без нагрузки, иначе при прохождении тока в первичной обмотке напряжение на вторичной обмотке может достигнуть больших значений (до тысячи вольт), а это чревато, например, пробоем изоляции обмотки.
Поэтому в схеме вторичная обмотка имеет постоянную нагрузки в виде резистора R7. Напряжение, снимаемое с этого резистора, подается на усилитель. Питание на усилитель (выводы 6 и 4) приходит с выпрямительного моста на диодах D2-D5 через ограничительный резистор R3, диод D1 и сглаживается конденсатором С4. С выхода усилителя (вывод 5) сигнал подается на управляющий вывод тиристора U2.
Обмотка катушки индуктивности включена последовательно с выпрямительным мостом D2-D5. В диагональ этого моста включен тиристор. В нормальном состоянии (нет утечки тока в нагрузке) через обмотку катушки индуктивности протекает небольшой ток, который потребляет схема.
Как только появляется утечка со стороны нагрузки, датчик тока ловит это, подает сигнал усилителю, а усилитель включает тиристор, подавая сигнал на его управляющий электрод. Тиристор открывается, замыкает цепь “фаза -> катушка индуктивности -> верхний по схеме диод выпрямителя -> открытый тиристор -> нижний по схеме диод выпрямителя -> нейтраль”. То есть через катушку начинает протекать ток. Появляется магнитное поле, сердечник втягивается в катушку, таща за собой вилку. Последняя перестает давить на исполнителя и пружинящие контакты размыкают цепь.
Варистор R8 служит для защиты от импульсных перенапряжений выше 470 В. Параллельно тиристору включена снабберная цепочка из резистора 39 Ом и конденсатора 10 нФ. Она служит для гашения индуктивных выбросов при отключении катушки индуктивности.
К сожалению, не удалось найти даташит или хоть какие-то данные на усилитель SC4145. Но по схеме включения похоже. что это обычный операционный усилитель, только с нераспространенной цоколевкой.
И напоследок, видео разборки и сборки УЗО водонагревателя.
[contact-form-7 title=”Контактная форма 1″]
- Обозначения схем контактов выключателей и реле.
- Видеообзор очень удобного и компактного мультиметра.
- Внешний регулятор напряжения генератора.
- Справочная информация.
- Куча разных калькуляторов для электроники.
Если Вы нашли что-то полезное, поделитесь с друзьями:
Узо для водонагревателя: необходимость использования, отличительные особенности и альтернативные способы
Каждый владелец в своем доме стремиться создать комфортные и безопасные условия для проживания. Системы коммуникаций и водоснабжения, отопление и многое другое обеспечивают и во многом упрощают повседневный быт. Чтобы не быть зависимыми от централизованных систем, а В целях экономии, многие предпочитают использовать локальные системы отопления и горячего водоснабжения. Но перед их установкой обязательно необходимо ознакомиться с требованиями безопасности. Сегодня речь пойдет об устройствах защитного отключения или так называемых узо для водонагревателя.
Зачем ставят узо
УЗО – это специальный прибор, который устанавливается в электрическом щите квартиры или частного дома с целью автоматической блокировки и отключения питания в сети в случаях непреднамеренной утечки тока.
Разновидности устройств защитного отключения
Если говорить обычными словами, то данные устройства предназначены для защиты пользователей электрооборудования от удара током в случае возникновения утечки.
Отличия узо от автоматических выключателей
В чем тогда отличие УЗО от обычных электрических автоматов. И те, и другие устройства предназначены для защиты. Только автоматические выключатели обеспечивают защиту электрооборудования от скачков напряжения в сети, коротких замыканий и перегрузки, отсекая аварийные участки, а приборы УЗО, как было сказано ранее, препятствуют поражению человека электрическим током при появлении какой-либо неисправности в цепи, т.е направлены на защиту человека.
Как работает узо и в чём его необходимость
На примере узо для бойлера можно рассмотреть принцип работы данного устройства. Электрические водонагреватели используют для нагрева жидкости специальный тэн. Тэн при помощи проводов подключается к сети напряжением 220 Вольт. Во время работы электрическая энергия преобразуется в тепловую, что приводит к прогреву воды.
УЗО или автоматические выключатели
Однако со временем в ходе эксплуатации основным рабочим элементам свойственно изнашиваться. На тэне или проводах может быть нарушено изоляционное покрытие. На работе прибора это может практически никак не отобразиться. А вот для человека данная ситуация представляет огромную опасность. Электрический ток и вода – вещи несовместимые и способные пагубно повлиять на здоровье любого человека, вплоть до летального исхода.
Устройства защитного отключения подключаются последовательно с основным оборудованием, постоянно измеряя и контролируя разницу между входной и выходной токовыми величинами. В теории она должна близиться к нулю, то есть, значение на входе и выходе совпадают. На практике же наблюдаются поправки с учетом потерь на сопротивление, но они минимальны.
В случае износа изоляции, повреждения тэна или других утечек значение токовой величины на выходе будет существенно отличаться от входной. Прибор проанализирует получившуюся разницу, и в случае критического значения сработает на отключение. Таким образом вероятность поражения электрическим током сводится к минимуму, что в очередной раз доказывает необходимость использования устройств защиты.
Как подключить водонагреватель к электричеству: возможные ошибки, выбор кабеля, розетки, автоматов
Чтобы заранее себя обезопасить, а также обеспечить бесперебойную работу бойлера, необходимо перед установкой приобрести и подготовить качественные материалы: провод, розетки и устройства защиты.
Как подключить водонагреватель к электричеству
Выбор провода и количества сечений определяется мощностью подключаемого к нему оборудования. Специалисты рекомендуют при организации подключения водонагревателя прокладывать отдельную независимую линию напрямую от щитка. Если же такая возможность отсутствует, то перед подключением на ранее установленный кабель необходимо убедиться в его работоспособности под дополнительной нагрузкой, равнозначной мощности бойлера.
Рекомендации по выбору автоматов и провода
Для бесперебойной работы питающий медный кабель должен быть 3-х жильным (оптимальный вариант — ВВГнГ-Ls) с сечением провода не менее 2,5 квадрата.
Для подключения лучше всего использовать кабель ВВГнГ-Ls
Трехжильный провод используется для организации постоянной связи со схемой заземления. Нельзя исключать из списка автоматические выключатели и узо на бойлер. Рекомендуется при подключении использовать двухполюсные автоматы с номинальным током 10 ампер для 2-х киловатных устройств (емкостью до 60 литров) и автоматы с номинальным током 16 ампер для оборудования мощностью до 3,5 кВт.
Что обязательно необходимо использовать в схеме подключения бойлера
Ток узо водонагревателя рекомендуется выбирать на порядок выше, чем автоматического выключателя. Так для устройств мощностью 2 кВт защита должна быть рассчитана на силу тока 16А, а для более мощных моделей – до 25А.
Выбор розетки
Для подключения водонагревателей в ванной по технике безопасности использовать обычные розетки запрещено! Существуют специальные розетки, относящиеся к классу защиты IP44, что соответствует оборудованию для помещений с повышенным уровнем влажности. Их корпус выполнен таким образом, что препятствует попаданию и скоплению влажности на токонесущих элементах.
А вот устройства мощностью более 3,5 кВт рекомендуется подключать только напрямую через узо для водонагревателей и автоматический выключатель. Использовать розетку не совсем безопасно.
Особенности использования
О преимуществах использования узо для водонагревателей термекс или других производителей неоднократно упоминалось выше. Ведь безопасность использования и защита человеческой жизни находится всегда в приоритете. Теперь настало время поговорить об отрицательных моментах.
На самом деле недостаток всего один. Его ещё принято называть «ложным» срабатыванием. Как это понимать? Если бойлеры используются на протяжении нескольких лет, в местах подключения контактных клемм может образовываться конденсат и влага. Такая ситуация может вызывать принудительное срабатывание узо.
Эксплуатация водонагревателя в дальнейшем может вызывать подозрения.
Такое положение дел большинство считает неблагоприятным. Однако для некоторых срабатывание защиты – первый сигнал к проверке проводки и работоспособности тэна.
Как убедиться «ложное» срабатывание или нет
Чтобы отбросить все опасения, необходимо осуществить проверку узо на водонагревателе и самого устройства в целом. Для этого необходимо всего лишь иметь под рукой мультиметр. Если навыки использования данного прибора отсутствуют, лучше обратиться к знакомому электрику или мастеру.
После долгой эксплуатации под крышкой может образовываться конденсат
Перед началом проверки обязательно необходимо отключить питание сети через автомат или просто вытащив вилку и розетки. Затем, предварительно открутив винты, нужно отсоединить крышку защиты блока соединения клемм проводов. В коровке выводов отключается заземление корпуса (желто-зеленый провод). Затем отсоединяются клеммные зажимы с самого тэна.
После чего можно приступать к стадии измерений. При помощи щупов мультиметра необходимо измерить сопротивление корпуса бойлера и тэна. Об исправности водонагревателя будут свидетельствовать мелкие значения на устройстве.
Проверка бойлера на наличие утечки
В таком случае можно говорить о том, что подключенное узо к водонагревателю посылало ложный сигнал отключения из-за повышенной влажности. В таком случае рекомендуется обезжирить контакты и заново их подключить.
Если же мультиметр отображает значения, отличающиеся от 1, то это свидетельствует о повреждениях нагревателя. Приведенный ниже вариант – явный пример рассматриваемой проблемы.
Проверка тэна при помощи мультиметра
В таком случае необходимо приступать к поиску пробоя. Как правило, проблема заключается в тэне. Можно попробовать заменить нагревательный элемент. Если же проблема не будет устранена, то нужно искать утечку в другом месте.
Современная альтернатива — диффавтоматы
Из описания выше можно сделать вывод о том, что узо для подключения бойлера в электрической цепи объединяется с автоматическими выключателями. Иногда пространство электрического щитка ограничено, поэтому обеспечить должную защиту имеющихся устройств не всегда представляется возможным.
Современная альтернатива УЗО и обычным автоматам
Чтобы сэкономить место два коммутационных аппарата можно заменить одним устройством. Речь идет о дифференциальных автоматах. Диффавтоматы являются комбинированным устройством, объединяющим защитные функции УЗО и выключателей. Однако стоят такие приборы на порядок дороже.