Как работает и для чего нам устройство УЗО в быту?

Электричество удивительно полезно в нашей жизни, но это может быть очень опасно! Знаете ли вы, что он за одну пятую секунды протекая через ваше сердце, может убить силой электрического тока? Это должно дать вам время для размышлений, если вы регулярно используете электроинструменты. 

Подумайте о том, на мгновение: если вы используете электрический резак, и вы случайно надрезаете  кабель, электрического питания. Если инструмент имеет металлический корпус, вы держите его, и еще стоите на земле, есть очень большой риск, что ваше тело создаст «короткое замыкание» — это путь наименьшего сопротивления для протекающего тока. Это займет всего мгновение ока для тока, который делает вам одолжение, чтобы изменить свое мнение, проходя через ваше тело, и убить вас. 

Все электрические приборы, питающиеся от сети, имеют изоляцию. По истечению времени под действием различных факторов изоляция теряет свои диэлектрические свойства, что может привести к пробою или поражению человека электрическим током. Во избежание этого явления необходимо периодически проводить замер сопротивления изоляции.

Одним из способов снижения риска попадания человека под действие электрического тока является использование умной защиты  под названием УЗО (устройство защитного отключения), которые автоматически отключает блуждающие токи, прежде чем они могут «казнить вас на электрическом стуле», стать причиной пожара или сделать другие виды повреждений. Давайте внимательнее посмотрим на то, как эти блестящие приспособления могут спасти вашу жизнь!

Фото: Типичный УЗО адаптер с выходом три-контактный для системы электроснабжения. Подключите УЗО в вашей розетке электроэнергии, затем подключить к УЗО электроприборы, и вы в безопасности. Синяя кнопка тестирует устройство: нажмите на нее, и вы вызвать временное короткое замыкание, которое должно выключить питание. Зеленый кнопка переключатель сброса, который восстанавливает УЗО к нормальной работе после теста или реального отключения. 

Электричество + магнетизм = электромагнетизм

Электрические токи могут создавать магнитные поля, в то время как магнитные поля могут вызвать протекания электрического тока. УЗО использует остроумный способ, в частности связь между электричеством и магнетизмом.

Предположим, вы работаете с электроинструментом, такие как газонокосилки. Есть два провода, идущие от электросети к электрическому двигателю, который вращается режущие лезвия. Один провод называется фазой, а другой называется нейтральным. Если вам не повезло, и порвался один из этих проводов,  но ток должен где-то течь. Если вы порезали кабель работающей электрической газонокосилки садовыми ножницами, сделанными из нержавеющей стали, тогда, ножницы, руки, ноги станут частью цепи, через которые будет протекать электричество. Вы могли бы быть за секунду мертвым! Но если кабель подключен к УЗО, УЗО определяет внезапное изменение  тока и размыкает цепь за 30-50 миллисекунд. Это должно быть достаточно быстро, чтобы сохранить жизнь в большинстве случаев.

УЗО и трансформаторы

Устройство УЗО работает подобно электрическим трансформаторам защиты.

В трансформаторе, две катушки из медной проволоки (так называемая первичная и вторичная) обернуты вокруг кругового железного  сердечника. Используя различное количество витков проволоки в двух катушках, трансформатор может изменять высокое напряжения электрического тока в низковольтное (или наоборот):

.

Работа: упрощенная иллюстрация трансформатора. Медные провода первичной и вторичной обмоток соединены магнитным способом, с помощью железного сердечника, а не электрически

Внутри УЗО, фазный и нейтральный провод от электрического питания обернут много раз  вокруг железного сердечника, как в трансформаторе. Фазный провод оборачивается вокруг одной стороны сердечника и нейтральный провод идет вокруг другой, так:

   

  1. Переменный ток течет вперед и назад через провод при подаче напряжения (зеленый цвет).
  2. Когда это происходит, создается магнитное поле в железном сердечнике, так же, как в трансформаторе (синей стрелкой).
  3. Между тем, напротив, также течет назад и вперед через нейтральный проводпеременный ток (оранжевый).
  4. Ток нейтрали вызывает равное и противоположное магнитное поле в основании трансформатора(красной стрелкой).
  5. В нормальных условиях, магнитные поля, вызванные фазным и нейтральным проводом невозможно отменить, общее магнитное поле в сердечнике зависит от тока, протекающий к используемому  прибору.

Что происходит, когда возникает проблема?

Теперь предположим, что вы порезали или повредить кабель, ведущий к вашей электрической установке. Если появился обрив одного из проводов, то  появляется ток «утечки»,   будут неравные токи в фазном и нейтральном проводах. Один из проводов будет нести больше тока, чем другой, тогда  магнитные поля не уравнены, и появляется индуцированное магнитное поле в сердечнике.

Как это помогает нам? Железный сердечник имеет третий, меньший виток проволоки, обернутые вокруг него. К этому витку подключено электромагнитный выключатель под названием реле . Когда происходит дисбаланс тока, магнитное поле индуцированное в сердечнике вызывает электрический ток в катушке. Это ток вызывает  срабатывание реле, а затем реле отключает питание. Посмотрите, как это происходит в анимации на рисунке ниже.

Как работает устройство УЗО

  1. При нормальной работе, когда нет магнитного поля в сердечнике, нет электрического тока протекающего через катушки (серый) или реле (синий).
  2. Предположим, что вы режете провод под напряжением  (зеленый)  садовыми ножницами, и вас мгновенно ударит током за десятую долю секунды.

  1. В течение этой десятой секунды, как вы начинаете резать, появляется дисбаланс тока между фазным и нейтральным проводом.Больший ток течет через нейтральный провод (оранжевый), чем через фазный провод(зеленый), так что нейтральный провод производит большее магнитное поле (красная стрелка) в железном сердечнике, чем фазный провод (синяя стрелка).
  2. Два магнитных поля больше не компенсируются.Чистое магнитное поле в сердечнике вызывает электрический ток течь в катушку (серый), которое активирует реле (синий).
  3. Контакты реле разрывают цепи входящих проводов и останавливают протекание тока лишь за 30 миллисекунд, гораздо быстрее, чем вы можете дорезать провод.

Как выбрать бытовой щиток с УЗО?

Если вы используете электроинструменты, как мойки высокого давления, электропилы,  газонокосилки, вы можете быть защищены с УЗО, даже не зная, что оно там есть. Некоторые современные бытовые щитки комплектуются встроенным  УЗО. Это означает, что если вы режете  кабель или делаете его мокрым, выключатель на электрощите перервет питание и спасет вашу жизнь.

 

Фото: Этот современный щит имеет встроенный УЗО, но только на выводах с зеленым цветом (как правило, основные выводы внизу). Другие выводы не имеют защиты УЗО и окрашены в красный цвет  (для цепей освещения).

Жизненно важно знать, как ваш щиток устроен. Если, например, есть только внизу розетками с встроенной УЗО защитой, то подключив питание садовой газонокосилки, вы будете защищены. Но, если вы используете электроинструменты, подключенные к верхней розетке, вам нужно использовать устройство УЗО, чтобы защитить себя, потому что наверху щиток  не имеет выводов для защиты с помощью УЗО.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *