В основе принципа этих приборов лежит регистрация разности токов подключенных к ним проводников. Электричество по фазе доставляется к нагрузке и возвращается обратно по нулевому проводу к питающему трансформатору. В результате разрушения изоляции на открытых участках фенов, холодильников, стиральных машин и прочих электроприборов может появиться напряжение. Ток с корпусов отводится защитным проводником в землю. Опасность представляет контакт жильцов с такими устройствами.

Следует отличать ток утечки от короткого замыкания: последнее является результатом перегрева от огромного тока, кратно превышающего пропускную способность питающего проводника вследствие прямого контакта фазы и «нуля» (L и N) или чрезмерной нагрузки питающей линии.

Необходимо помнить, что суммарный ток группового контура не должен превышать предусмотренного номинального значения, рассчитанного из соотношения не более 2 кВт на 1 мм2.

Предотвращать КЗ должны соответствующие автоматические предохранители, вмонтированные в распределительную коробку между УЗО и нагрузкой. Эти два устройства взаимодополняемы, но не взаимозаменяемы.

По критерию видов тока реагирования УЗО классифицируются на:

 

1. Тип AC – используется в быту и обслуживает линии с переменным синусоидальным током.

2. Тип А – помимо переменного синусоидального отзывается также на пульсирующий постоянный ток. Многие производители стиральных машин рекомендуют использование своей продукции с защитными устройствами именно с такой маркировкой.

3. Тип B – используется в крупных производственных объектах. Регистрирует постоянный и переменный токи в защищаемой линии.

4. Тип S – обладает селективным характером срабатывания, устанавливается первым в распределительный щит и контролирует УЗО групповых контуров, подстраховывая их на случай сбоев.

Действие аппарата основано на возникновении силовых магнитных линий вокруг проводника под током.

 

В структуру электромеханического УЗО входят следующие элементы:

 

1. Трансформатор с тороидальным сердечником, соединённый толстыми проводами своей первичной обмотки с нижними клеммами и размыкающими пластинами. Вторичная обмотка из тонкого медного провода соединяется с выпрямителем.

2. Поляризованное реле с расцепителем – в случае нарушения баланса токов запускает механизм расцепления

3. Выпрямитель, соединённый с реле

4. Спусковой рычаг

5. Токоограничивающий резистор тестовой проверки

6. Кнопка «Т» для запуска тестового режима проверки работоспособности механизма

7. Пара дугогасительных камер для расщепления дугового разряда

 

При включении нагрузки к линии, защищаемой УЗО, в дифтрансформаторе наводятся равные по модулю магнитные поля, которые взаимопогашаются; на управляющей обмотке, следовательно, напряжения не возникает, и линия функционирует в штатном режиме.

Пробой изоляции вызывает в сердечнике трансформатора дифференциального тока дисбаланс, наводящий ток в управляющей обмотке, напряжение с которой подается через выпрямитель на реле.

В случае превышения порога чувствительности (уставки в 10 или 30 мА) реле размыкает цепь. При отсутствии заземления устройство не будет работать корректно до момента утечки тока, например, если потребитель дотронется до корпуса. Только так возникнет разность токов, приводящая к срабатыванию. Аппарат перед монтажом проверяют с помощью тестового механизма.

При нажатии кнопки «Т» пружины, соединённые с фазным полюсом, касаются контакта, который соединён с клеммой полюса «N». По замкнутому контуру через токоограничивающий резистор начинается циркуляция тока в обход фазы, и вследствие дисбаланса тока в первичных обмотках сердечника агрегат срабатывает.

Если при нажатии кнопки устройство не выключилось – значит, оно вышло из строя или неисправно.

Электронное же устройство нуждается в источнике питания — размыкание производится зависящей от внешнего питания управляющей платой с усилителем, — по этой же причине оно не выполняет своих прямых «должностных обязанностей» в случаях обрыва N-провода.

Электромеханические справляются с этой задачей. К тому же, электронные автоматы уязвимы к скачкам напряжения. Оба типа УЗО по-разному реагируют на аварийные ситуации, связанные с нарушением целостности питающей линии. В штатном режиме в магистралях L и N протекают равнозначные токи, индуцируемые ими в сердечнике дифтрансформатора магнитные поля «аннулируются», и в обмотке управления ток не возникает (I = IL — IN = 0, так как IL = IN). При обрыве нейтрали N никаких видимых изменений не произойдёт, поскольку цепь разомкнута, и ток через УЗО не идёт. В то же время к нагрузке поступает фазное напряжение.

Нарушение изоляции спровоцирует пробой фазы на корпус прибора, с которого через защитную PE-магистраль возникнет утечка тока на землю. На фазном полюсе автомата появится нескомпенсированный ток, и он «выбьет». Аналогичная ситуация произойдёт при контакте человека с фазным проводом.