Установка электрического накопительного водонагревателя своими руками: схемы подключения

УЗО и автоматы на трехфазном щите

Разберем подробно не совсем стандартную схему, собранную на трехфазном распределительном щитке.

На нем находятся:

  • трехфазные вводные автоматические выключатели — 3 шт.;
  • трехфазное устройство защитного отключения — 1 шт.;
  • однофазные УЗО — 2 шт.;
  • однополюсные однофазные автоматы — 4 шт.

С первого вводного автомата напряжение поступает на второй трехфазный автомат через верхние клеммы. Отсюда же одна фаза идет на первое однофазное УЗО, а вторая — на следующее.


Напряжение со второго входного автомата поступает на трехфазное УЗО, на нижние клеммы которого подключена трехфазная нагрузка. Это защитное устройство предохраняет от токов утечки, а второй вводный автомат — от КЗ

Однофазные УЗО, установленные на щиток, являются двухполюсными, а автоматы — однополюсными. Для корректного функционирования защитного устройства необходимо, чтобы рабочие нули после него больше нигде не соединялись. Поэтому после каждого УЗО здесь установлена нулевая шина.

Когда автоматы не одно-, а двухполюсные, то отдельную нулевую шину устанавливать не придется. Если две нулевые шины объединить, будет происходить ложное срабатывание.

Каждое из однополюсных УЗО рассчитано на два автомата (1-3, 2-4). К нижним клеммам автоматов подключена нагрузка.

Общая шина заземления установлена отдельно. На вводный автомат заходят три фазы: L1, L2, L3 и рабочий нулевой провод.

Ноль подключен на общий ноль, а с него уходит на все УЗО. После он идет на нагрузку: с первого аппарата — на трехфазную, а со следующих однофазных — каждый на свою шину.

В трехфазной сети электрические величины векторные, поэтому их суммарное значение определяют не алгебраической, а векторной суммой этих величин

Хотя в этом распределительном щитке ввод трехфазный, разделение провода на PEN и PE не выполнено, т.к. ввод пятипроводный. На щит приходит три фазы, ноль и заземление.

Особенности ремонта и замены УЗО

Если выбивает автомат при включении бойлера, велика вероятность поломки. Починить неисправное УЗО можно при наличии опыта, инструментов и деталей. Оптимальное решение для хозяев – замена устройства. Чтобы определить ее вероятность, необходима ежемесячная проверка. Для этого используют кнопку создания искусственной утечки.

Нюансы ремонтных работ

Перед ремонтом необходимо обесточить сеть

Сложность ремонта заключается в отсутствии схемы. Поэтому при самостоятельном устранении неполадок следует руководствоваться таким алгоритмом:

  1. Удаление герметика и саморезов на корпусе.
  2. Снятие крепежа шлицевой отверткой и разборка прибора.
  3. Изготовление схемы посредством срисовки с печатной платы.
  4. Тестирование устройства. Ток утечки имитируется подачей напряжения с резистора на усилитель. Об утечке свидетельствует активация симистора и замыкание цепи.
  5. Устранение неисправности и сборка аппарата.

Выбивание устройства защитного выключения бойлеров происходит по нескольким причинам. Поломку можно обнаружить самостоятельно. Поскольку УЗО не оснащается схемой и является сложным прибором, его проще заменить, чем отремонтировать.

Определение понятия «электрощит»

Прежде чем будет рассмотрен процесс установки самого электрического щита, а также процесс его сборки, правильным будет понять саму эту систему. На практике используются различные интерпретации названия щита, но суть конструкции от разных наименований не меняется.

Предназначение, в данном случае, очевидное – принимать централизованный электрический потенциал и распределять этот потенциал по отдельным участкам территории, в частности, территории квартиры или жилого дома.


Схема распределения электричества (классический вариант): 1 – автоматический выключатель на вводе; 2 – прибор учёта электричества (счетчик); 3 – группа секторных автоматических выключателей; 4 – изолированная шина с винтовыми зажимами под нулевые проводники; 5 – изолированная шина с винтовыми зажимами под заземляющие проводники; 6 – распределение энергии по секторам

Кроме функции распределения, установка электрощита обеспечивает функционал защиты сегментов участка сети путём монтажа внутри короба шкафа щита автоматических выключателей и прочих защитных устройств.

Также схема конструкции может предусматривать внедрение контрольных функций – монтаж приборов, выполняющих:

  • отслеживание частоты тока;
  • контроль уровня напряжения;
  • проверку наличия фазы и  т.д.

Как правило, функциональность электрощита определяется уровнем сложности электрической сети, а также технологическим (бытовым) оборудованием, включенным в состав эксплуатируемого участка.


Вариант бытового электрощита в реальном исполнении: 1 – автомат ввода силовой линии; 2 – счетчик энергии; 3 – группа секторных автоматов; 4 – защитное устройство (УЗО); 5 – монтажная траверса (DIN-рейка); 6 – рейка изолированная с винтовыми зажимами под «ноль»; 7 – рейка изолированная с винтовыми зажимами «земли»

Несмотря на относительно малые габариты конструкции, что является характерным признаком бытовых сетей, монтаж домашнего распределительного щита является важным процессом, которому следует уделить особое внимание. Здесь недопустимы соединения низкого качества, применение схем включения, предварительно не рассчитанных, а также отказ от использования надёжных заземляющих элементов

Здесь недопустимы соединения низкого качества, применение схем включения, предварительно не рассчитанных, а также отказ от использования надёжных заземляющих элементов.

Как работает прибор защиты?

Подключение защитного модуля к основной электрике всегда осуществляется после вводного автоматического выключателя и счетчика электроэнергии. УЗО с одной фазой, предназначенное для сети со стандартным показателем в 220 В, имеет в своей конструкции 2 рабочие клеммы на ноль и фазу. Трехфазные агрегаты комплектуются 4 клеммами на 3 фазы и общий ноль.

Находясь в активированном режиме, УЗО сравнивает параметры входящих и выходящих токов, и просчитывает, сколько ампер идет на все, имеющиеся в помещение электропотребители. При корректной работе эти показатели ничем не отличаются друг от друга.


Иногда УЗО может сработать без видимых причин. Обычно эту ситуацию провоцируют залипание кнопок и разбалансировка устройства, вызванные слишком интенсивной эксплуатационной нагрузкой или образовавшимся конденсатом

Разница показателей между входными и выходными токами четко указывает на то, что в доме имеется утечка электрики. Иногда она возникает из-за контакта человека с оголенным проводом.

УЗО эту ситуацию фиксирует и сразу же обесточивает подконтрольный участок сети, чтобы защитить пользователя от потенциально возможного удара тока, ожога и прочих бытовых травм, связанных с электричеством.

Самый нижний порог, при котором срабатывает устройство защитного отключения, составляет 30 мА. Этот показатель называется уровнем неотпускания, при котором человек ощущает резкий токовый удар, но еще может отпустить предмет, находящийся под напряжением.

При переменном напряжении 220 В частотой 50 Гц ток, объемом в 30 миллиампер, ощущается уже очень сильно и вызывает судорожное сокращение рабочих мышц. В такой момент пользователь физически не может разжать пальцы и отбросить в сторону деталь или провод, находящиеся под высоким напряжение.

Все это ведет к опасным ситуациям, угрожающим не только здоровью, но и жизни. Предотвратить эти неприятности может только грамотно подобранное и корректно установленное УЗО.

Виды дифференциальных выключателей

Устанавливаемые с водонагревателями и другими электроприборами УЗО подразделяются по характеру тока утечки, току рабочему, количеству фаз, а также наличию/отсутствию задержки и технологии срабатывания аппарата защиты.

Если водонагреватель мощный и трехфазный, то устройство защитного отключения для него следует подбирать также рассчитанное на три фазы (с четырьмя полюсами-клеммами), у обычного однофазного прибора всего по одному вводу и выводу (+)

Все модели УЗО по типу тока утечки делятся на три вида:

  • «А» – рассчитаны на срабатывание от переменного и пульсирующего электротока;
  • «АС» – недорогие бытовые устройства, срабатывающие только от переменного тока;
  • «В» – промышленные варианты, запроектированные на работу в сетях с переменным, постоянным и выпрямленным электрическим током.

Если в маркировке УЗО на корпусе присутствует «S», то это прибор с выставляемой селективной задержкой срабатывания. Он разрывает цепь лишь через строго установленное время, а не сразу. Такие устройства используются в каскадных системах защиты с несколькими контурами. В быту их практически не применяют.

По принципу разрыва цепи УЗО бывают:

  • электромеханическими;
  • электронными.

Электромеханические модели не нуждаются в отдельном внешнем питании и являются более надежными. Однако и стоят они дороже, нежели вторые. Но, несмотря на высокую цену, устанавливать рекомендуется именно электромеханические устройства.

Электронные аналоги при скачках напряжения снижается эффективность прибора – в таких ситуациях у них увеличивается время срабатывания. Плюс при случайном повреждении нулевой жилы подобное УЗО просто перестанет без питания работать.

Общее описание и назначение прибора

Аббревиатура «УЗО» расшифровывается как устройство защитного отключения.

Применяется агрегат для таких важных целей, как:

  • дифференциальное предохранение человека от токовых ударов в момент прикосновения к бытовому электроприбору, оказавшемуся в силу разных обстоятельств под напряжением;
  • оберегание жилой недвижимости от пожара, спровоцированного низкокачественной изоляцией внутридомовой электрической проводки.

С физической точки зрения, базовая функция аппарата состоит в том, чтобы предохранять электросеть от высоких токов утечки путем мгновенного и полного отключения системы в момент фиксации показателей, превышающих максимально допустимые нормы.


Некоторые параметры УЗО, вмонтированных в приборные щитки, можно установить при помощи практичного и удобного мультиметра или индикаторной отвертки

К установке и применению модуля предъявляются определенные требования. Узнать о них четко и подробно можно в соответствующих документах, например, в последних изданиях ПУЭ или в брошюрах, описывающих актуальные на сегодня серии стандартов на электроустановки сооружений МЭК 60364 и воздействие электрического тока на людей МЭК 60479-1.

Классификация устройств защитного отключения

Качественный прибор обеспечивает отключение потребителей под напряжением, контролирует пропускаемость расчетного тока, обесточивает схему при разности тока входа и выхода. Производители выпускают широкую линейку аппаратов с различными характеристиками, исходя из которых они подразделяются на несколько типов.

Напряжение бытовой и силовой тяги

Типы УЗО

В зависимости от условий, в которых будет работать УЗО, можно подобрать типы:

  • АС – реагирует на внезапные или медленно нарастающие изменения переменного дифференциального синусоидального тока.
  • А – срабатывает при внезапном повышении или медленном возрастании параметров переменного синусоидального и пульсирующего постоянного дифференциальных токов.
  • В – отключается при изменениях переменного, выпрямленного, постоянного тока.
  • S и G – селективные приборы, оснащенные режимом выдержки времени выключения.

Модели с электромеханическим управлением не привязываются к напряжению питания. Сигналом для них является дифференциальный ток. Электронные варианты запитываются от электролинии либо иного источника.

По количеству полюсов

В зависимости от особенностей электросети можно подобрать УЗО:

  • 2Р, или двухполюсные. Подходят для однофазной линии. Оснащаются 4-мя парными клеммами с каждой стороны для подкидывания на нейтраль и фазу.
  • 4Р, или четырехполюсные. Подходят для трехфазной и однофазной сетей. На каждой стороне аппарата имеется 3 клеммы для фаз и одна – для подсоединения нейтрали.

По номинальному току

Показатель должен равняться или быть больше, чем общий номинал выключателей для групп. Для бытового применения подходят модификации на 6000 А, но при наличии нового дома и трансформаторной станции вблизи на вводе ставятся УЗО на 10 кА.

По дифференциальному току

Оптимальным для защиты человека и животных будут аппараты, срабатывание которых происходит при дифференциальном токе в 30 мА. Выключатели, срабатывающие при токах от 100 мА, используются с противопожарными целями – они полностью обесточат линию.

Монтаж устройств осуществляется на стене, на дин-рейке. Существуют приборы, имеющие конструкцию переносок, адаптеров, розеток.

Общие советы по выбору и монтажу

Помимо критериев выбора УЗО, существуют общие полезные рекомендации при покупке и установке этого оборудования.

Они помогут не ошибиться и сразу приобрести подходящую для конкретной квартиры или дома модель.


Игнорирование правил монтажа проводки и отсутствие УЗО в схеме электроснабжения может привести к пожару во всем доме

Советы по выбору следующие:

рекомендуется брать УЗО, которые при срабатывании отключают не только фазу, но и «ноль»;
в рамках контролируемого аппаратом контура не должно быть заземленных электроприборов;
прибор должен срабатывать при краткосрочных падениях напряжения на 50% от номинального, которые могут произойти в первые мгновения короткого замыкания;
клеммы УЗО должны быть выполнены из слабо окисляемого материала и снабжены надежной системой фиксации проводов;
преимущество при покупке следует отдавать аппаратам с функцией защиты от короткого замыкания и перегрузки;
УЗО второго уровня можно не устанавливать на безопасные группы оборудования, например, на потолочные источники освещения;
на душевые кабинки и джакузи рекомендуется устанавливать приборы с пороговым дифтоком 10 мА;
следует обращать внимание на возможность подключения к аппарату алюминиевых проводов – некоторые устройства работают с ними некорректно.

Установить правильно выбранное УЗО можно и самостоятельно. Этот процесс мало отличается от монтажа розетки или выключателя.

Важно внимательно рассмотреть схему подключения проводов и сделать так, как на ней указано

Цены

В зависимости от мощности устройства, количества полюсов, типа расцепителя, выполняемых функций, а также производителя цены на защитные аппараты по столице находятся в таком диапазоне:

Цены, рублей

Описание

F200, F300, F600, FH200 1 300 — 7 700 Модульные устройства или блоки утечки тока номиналом до 100А; защита от переменного синусоидального тока утечки на землю; пр-во Италия
DPX, DX, DX3, LR 918- 14 000 От ДВТ от 25А 30мА до электронного блока защиты 125А; известный французский пр-ль электронных приборов, известный своим качеством

Schneider Electric

Домовой, Acti 9 900 — 2 300 Линейка надежных ДВТ от 25А до 63А. немецкое качество и надежность
500 — 1 300 Русско-французско-китайское пр-во, модельный ряд является бюджетным вариантом; линейка включает ЗУО различного номинала до 80А; По отзывам менее качественные устройства, чем предыдущие производители
Астро УЗО 2Р 220В 16А 30мА 1 400 — 1 700 Практически единственный отечественный бренд, аппарат наиболее востребованного типа и номинала. Сочетание цена-качество.

Применение рассматриваемых аппаратов не является идеальной 100% защитой, возможность поражения электричеством все же остается. Необходимо всегда соблюдать правила элементарной электрической безопасности.

Статьи

УЗО для водонагревателя — это устройство защитного отключения для предохранения человека от возможного поражения электрическим током при пользованиии электрическим водонагревателем.

Кабель для водонагревателя с УЗО расчитан на использование с электроводонагревателями мощностью до 2,2 кВт.

Если привычный большинству пользователей автоматический выключатель защищает от короткого замыкания и выключается при токе в разы превышающем номинальный, то УЗО защищает человека при едва уловимом электротоке и выключает водонагреватель. Поскольку если не отключить прибор в считанные доли секунды (в течении которых срабатывает защитное отключение), то через тело может пройти значительно больший ток и привести к травме (в том числе с вероятным смертельным исходом).

Если Ваш нагреватель воды ещё не оборудован устройством защитного отключения, то настоятельно рекомендуем купить УЗО для водонагревателя в Магазине запчастей бытовой техники. Установку устройства должен выполнять квалифицированный мастер.

Питающий кабель для водонагревателя с УЗО подключается к клемной колодке бойлера (или проточного нагревателя воды) специально подготовленными для этого проводниками (3)

Важно правильно подключить проводник заземления (4). Вилка кабеля с УЗО (5) подключается к сетевой розетке 220 В

Нужно включить сам прибор. Затем обязательно нужно проверить УЗО для водонагревателя путём нажатия кнопки «Тест» (7). Если электронагреватель при этом выключается, значит защитное устройство исправно и готово к работе. После проверки можно начинать пользоваться электроводонагревателем.

Возможные ошибки монтажа

Ошибка №1. Чтобы УЗО работало корректно, в защищаемой цепи недопустимы контакты между «рабочим нулем» и «землей». Для каждого из этих проводов должна применяться своя шина. При этом в подключении устройства защиты «заземление» вообще никак не присутствует. Этот проводник к нему нигде не подсоединяется.

Провод питания от электрического щита подсоединяется к верхним клеммам УЗО, от нижних линия идет на водонагреватель – наоборот подводить жилы нельзя (+)

Ошибка №2. Рабочий ток УЗО подбирается одинаковым либо с небольшим превышением рабочего тока автомата в цепи. Только так автоматический выключатель сможет оградить само защитное устройство от перегрузок.

Ошибка №3. Малоопытные электрики часто устанавливают розетки и УЗО непосредственно под водонагревателем. Так делать категорически не рекомендуется.

Протечки из водогрейного титана полностью исключить нельзя, а при такой схеме размещения розеток и иных электроприборов с оголенными проводами под потенциальным «водопадом» до трагедии не так и далеко.

Ошибка №4. Нельзя водонагреватель подключать только через УЗО или один автомат. Эти устройства дополняют, но никак не дублируют друг друга. Они защищают бойлер от принципиально разных проблемных ситуаций в электрической сети.

Ошибка №5. Если УЗО выбрать слишком чувствительное (с низким током утечки), то оно будет излишне часто срабатывать на блокировку цепи. Водонагреватель постоянно будет отключаться. В итоге вода нормально не нагреется и бойлер от непрерывных включений/отключений может выйти из строя.

После завершения электромонтажа необходимо проверить работоспособность УЗО. Для этого у большинства водонагревателей есть функция «ТЕСТ», которая имитирует утечку тока. Если все подсоединено правильно и защита работает, то произойдет срабатывание последней с обесточиванием бойлера.

В противном случае надо смотреть, где и что работает не так, как положено. При этом подобные проверки рекомендуется проводить раз в месяц и впоследствии.

Популярные причины срабатывания

Поскольку любая техника не может служить вечно, ее необходимо периодически проверять на предмет неисправностей. Особенно это относится к электроприборам. В данном случае проверять, будет ли срабатывать УЗО на водонагревателе, необходимо примерно раз в месяц. Сделать это можно при нажатии кнопки «Тест», которая создает в устройстве контролируемую ситуацию утечки тока и если устройство исправно, оно автоматически отключается.

Ситуации когда выбивает УЗО периодически случаются и причин этому может быть много, но к самым распространенным относятся:

  • Повреждение изоляционного слоя трубчатого электронагревателя. Это происходит во время эксплуатации водонагревателя, электрический ток, вода и высокая температура начинают постепенно разрушать изоляцию нагревательного элемента и вода начинает контактировать непосредственно с электропроводящими деталями. Для проверки трубчатого электронагревателя достаточно извлечь его из бака бойлера, очистить от накипи и провести тщательный осмотр. Если на его поверхности есть небольшие трещинки, значит, изоляционный слой пришел в негодность и нагреватель необходимо заменить.
  • Утечка тока. Это может быть вызвано несколькими причинами. Например, бойлер подключен к старой электропроводке, изоляция которой со временем испортилась и из-за оголения проводов происходит короткое замыкание. Либо при установке других устройств или элементов мебели механическим путем (гвоздем или дюбелем) была повреждена целостность изоляционного покрытия проводки. Также причиной может послужить некачественное или ошибочное подключение УЗО.
  • Замыкание оголенной проводки на корпусе водонагревателя. Если в бойлере без заземления оголившийся провод начинает контактировать с корпусом – это может приводить к тому, что автомат будет постоянно срабатывать, а также повышает риск получения удара электрическим током.
  • УЗО выбран не в соответствии с требованиями мощности и напряжения. В данном случае УЗО при включении водонагревателя может периодически срабатывать, поскольку не будет справляться с нагрузками.
  • Неисправность самого устройства защитного отключения. Спусковой механизм мог износиться и при малейшей вибрации может выключаться. Либо кнопка теста стала западать.

Общие функции дифференциального выключателя

В бытовых и промышленных электросетях используют несколько типов защитных устройств, предназначенных для предотвращения пожаров и поражения людей электротоком. Все они рассчитаны на срабатывание при поломках в электроустановках или пробое изоляции проводки.

Принцип работы, элементы внутри и контролируемые характеристики у них разные. Однако задача везде одна – при возникновении проблем быстро разорвать цепь питания.

Нельзя путать УЗО и дифавтомат, устройство и функционал у них различаются. Первый аппарат контролирует исключительно возникновение тока утечки, а второй еще и рассчитан на срабатывание при коротких замыканиях и перегрузках в сети

УЗО (дифференциальный выключатель) – это электротехнический прибор, разрывающий линию электропитания при появлении высокого тока утечки. Последний возникает при пробое изоляционного слоя в различных тепловых электронагревателях и проводах.

Если в этот момент человек прикоснется к корпусу сломавшегося оборудования, то электроток пойдет через него в землю. А это чревато тяжелыми травмами. Чтобы не допустить подобного, в цепь и ставится устройство защитного отключения (автоматический выключатель дифференциального тока).

Состоит УЗО обычное и противопожарное из:

  • корпуса;
  • трансформатора с тремя обмотками;
  • реле ЭДС.

В нормальном рабочем состоянии проходящий через трансформаторные обмотки электроток формирует магнитные потоки с разными полюсами. Причем при их сложении получается итоговый ноль. Реле в таком состоянии находится в закрытом состоянии и пропускает ток.

Но при появлении утечки баланс на обмотках нарушается. На это и реагирует рассматриваемый автоматический переключатель, размыкая цепь. В результате напряжение в сети пропадает – сломавшийся электроприбор обесточен, а человеку ничего больше не угрожает. Срабатывание УЗО происходит буквально за несколько миллисекунд.

Источником пожара электрооборудование становится при:

  • коротких замыканиях;
  • перегрузках в сети и/или самой электроустановке;
  • сверхнормативных утечках, связанных с деградацией изоляции.

В первых двух случаях защитное отключение производится дифавтоматом (тепловым электромагнитным расцепителем) либо путем перегорания предохранителя. Для третьей ситуации как раз и существует рассматриваемое УЗО по дифференциальному току. Есть еще специальные устройства контроля изоляции, но они дороги и в квартирных или домовых щитках устанавливаются редко.

Ссылка на основную публикацию