У своїй практиці я неодноразово стикався з тим, що дорогий захист, на встановлення якого витрачено багато сил і засобів, не спрацьовував при аварійній ситуації. Це призводило до серйозних пошкоджень обладнання.

Для таких випадків енергетики страхуються резервними пристроями, одразу плануючи їхню дію проектом. У домашній проводці так не роблять: надто дорого.

Тому треба добре уявляти, як правильно підключити ПЗВ в діючу схему, що я і розглядаю нижче для типових випадків безпечного живлення електрикою обладнання квартири або будинку.

Призначення та принцип роботи ПЗВ у картинках

Пристрій захисного відключення відноситься до струмових захистів і займає друге місце за автоматичним вимикачем безпеки. Воно вже врятувало здоров’я багатьом людям, запобігло електричним травмам.

Необхідність використання ПЗВ підтверджена вимогами часу, що диктується правилами електричної безпеки.

Як працює захисне відключення при утворенні струму витоку

Орган порівняння фаз контролює величину векторів вхідного та вихідного струмів за провідниками потенціалів фази та нуля, постійно порівняння їх магнітні потоки.

Якщо величина другого вектора зменшилася більше допустимого значення уставки, робиться висновок про виникнення несправності. Від струму витоку автоматично відключаються силові контакти.

ПЗВ запобігає проходженню струму через людське тіло при випадковому торканні оголених струмопровідних частин або пошкодженні ізоляції проводки, коли з’являється небезпечний потенціал на корпусі електричного приладу.

Додаткове призначення пристрою: запобігання пожежі будівлі внаслідок порушення діелектричних властивостей ізоляції, що створює випадкові шляхи аварійних струмів.

Диференціальний орган працює у всіх системах заземлення будівлі. Однак найбільш коректна і безпечна ситуація створюється в схемах TN-S і TN-CS , ТТ з додатковою магістраллю заземлюючої РЕ.

Будинки зі старою системою заземлення TN-C загрубують чутливість органу порівняння.

Електричні схеми ПЗВ: 2 варіанти для квартири та будинку

Захист випускається готовими модулями для встановлення на Din рейку з можливістю монтажу в однофазній або трифазній проводці.

Схема підключення однофазного ПЗВ

У мережу 220 вольт включають модуль дві магістралі струму з потенціалами фази і нуля.

Схема внутрішньої конструкції захисту друкується прямо на корпусі, що наводиться в документації. Провід фази, що приходить, підключається зверху на клему №1, а з клеми №2 йде до споживачів.

Потенціал нуля підводиться на верхню клему N, а знімається з нижньої. Міняти ці правила підключення не можна: інакше орган порівняння фаз не зможе працювати правильно, відбудуться хибні спрацьовування.

Схема підключення трифазного ПЗВ

Три вхідних фазних провідника монтують почергово до верхніх клем №1, 2 та 3. Знизу модуля з клем №2, 4 та 6 їх знімають і направляють до споживача. Потенціал нуля підводять зверху до клеми “N”, знімають із нижньої.

Різні виробники конструктивно мають у своєму розпорядженні магістраль робочого нуля праворуч або ліворуч від магістралей фаз. Усі ці варіації показані схемою-картинкою на корпусі захисту.

Магістралі фаз можна змінювати між собою місцями, але їх не можна плутати з лінією струму нуля. До неї підключено обмотування кнопки перевірки “Тест”. При її натисканні захист працюватиме неправильно.

Схеми підключення однофазного ПЗВ: 3 варіанти використання у квартирі

Модуль захисту у квартирному щитку може монтуватися на:

• уведення для контролю всього робочого обладнання, підключеного до проводки;
• однієї проблемної лінії, наприклад, для ванної кімнати або кухні, що мають підвищений рівень вологості;
• кілька магістралей із розеточними групами.

Вступне ПЗВ: захист усієї проводки у квартирному щитку

Пристрій захисного відключення на введенні в квартиру встановлюють безпосередньо за лічильником та автоматичним вхідним вимикачем.

Приклад розташування модулів захисту, показаних на фотографії електричного щитка, доповнює схема, що пояснює. Для введення використовується звичайний автоматичний вимикач однофазного виконання.

Він розриває лише потенціал фази аварійного струму. Це цілком прийнятно для забезпечення більшості завдань, що стоять у питаннях безпеки побутової проводки.

Схема з двополюсним автоматом введення створюється за таким самим принципом за винятком того, що потенціал нуля проходить через його другу магістраль на вхід вступного ПЗВ.

Після виходу з пристрою захисного відключення потенціал нуля підключають до окремої шинки N ізольованої. З неї виконують розведення по жилах кабелів до споживачів.

Захисні магістралі РЕ провідника монтуються за допомогою власної шинки PE. На неї підключається відповідна жила від вступного кабелю і збираються магістралі, що відходять, до всіх споживачів без будь-яких розривів.

Технічні характеристики ПЗВ: номінальний струм і величина витоку – як правильно вибрати для вступного модуля

2 перелічені параметри закладені заводом у конструкцію будь-якого модуля. Змінити їх після його придбання ми не зможемо. Тому важливо їх правильно вибирати до покупки.

Номінальний струм та уставка спрацьовування витоку маркуються прямо на корпусі захисту.

Як вибрати ПЗВ по номінальному струму

Ця величина характеризує силу струму, яку здатні нормально витримувати внутрішні ланцюга блоку без пошкодження, наприклад, значенням 40 ампер, як показано на малюнку.

Якщо через внутрішню схему захисту піде більший струм, він просто спалити обмотки, проводи, ізоляцію. Це допускати не можна.

Кожен пристрій захисного відключення підключають через індивідуальний автомат із меншим номінальним струмом на один щабель стандартного ряду.

Модуль захисного відключення ставлять за автоматичним вимикачем. Тоді він повністю знеструмлюється після розриву силових контактів автомата.

За цим принципом для верхньої схеми обраний автомат зі струмом 32 А для вступного ПЗВ на 40 ампер. Його уставка по навантаженню короткого замикання та перевантаження рятує наш модуль від вигоряння за будь-якої аварії.

Універсальні можливості мають диференціальний автомат. Він поєднує у своїй конструкції можливості ПЗВ та автоматичного вимикача зі збалансованими електричними параметрами номінального струму.

Вартість дифавтомата дещо вища, ніж складових ПЗВ та автомата разом, але його застосування економить місце у квартирному щитку, що часто буває цілком обґрунтовано.

Як вибрати ПЗВ по струму витоку

Практично через будь-який шар ізоляції протікають струми. Просто у матеріалів з високими діелектричними властивостями вони дуже малі через високий електричний опір.

Пошкоджена ізоляція має низьку обмежувальну здатність. Через неї протікають струми підвищеної величини.

ПУЭ регламентує сумарний струм витоку (диференціальний) крізь ізоляцію. Він ніколи не повинен перевищувати безпечну для людини величину.

Існують спеціальні лабораторні прилади, які дозволяють виміряти струм витоку через ізоляцію електропроводки. Коли їх немає, то виконують приблизний розрахунок за запропонованою методикою.

Для звичайних приміщень вибирають пристрій захисного відключення із безпечним диференціальним струмом 30 мА. У вологому середовищі, характерному для ванної або кухні під час приготування їжі, його величина знижується до 10 або 6 мА.

На введенні в будинок допустимо ставити пристрій захисного відключення з номіналом 100 мА.

Якщо сумарний струм витоку електропроводки перевищує допустимий рівень диференціального струму для ПЗВ більш ніж 33%, необхідно розглядати питання повної заміни застарілих проводів і кабелів.

Вступне ПЗВ на 100, 300 або 500 мА не здатне врятувати людину від отримання електричної травми. Його завдання: запобігти пожежі через загоряння електричної проводки.

Схема використання одного захисту з органом порівняння фаз струмів на введенні відрізняється простотою та економічністю, але значно ускладнює пошук несправності після її відключення.

ПЗВ для ванної: приклад вибору модуля захисту на один споживач

Варіант розміщення захисного відключення всередині квартирного щитка показаний нижче.

Схема підключення модуля захисту для однієї окремої лінії (ванна кімната) з розташуванням магістралей фази та нуля показана докладніше на загальній картинці для квартирної проводки.

Автоматичний вимикач цієї магістралі, як і інших, захищений від складання за вступним автоматом.

Звертаю увагу, як тут підключена шинка робочого нуля та її відмінність від способу, обраного для схеми із вступним модулем.

Робочий нуль підводиться від вступного кабелю безпосередньо до лічильника, а з нього відводиться на шинку N. З неї виконується розведення всім споживачам кабелями відходять ліній.

До розетки ванної кімнати робочий нуль подається через окремий силовий контакт нашого захисту.

Монтаж шинки PE виконується за попереднім варіантом без змін.

У цій схемі внутрішню конструкцію модуля захищено від перевищення номінального струму (16 ампер) власним автоматичним вимикачем (номінал 10 А).

Під час спрацювання захисту пошук несправності спрощується перевіркою стану ізоляції на магістралі від силових контактів модуля до робочого органу підключеного споживача.

Групове ПЗВ: економний захист кількох ліній, що відходять

Встановлювати індивідуальний модуль до кожного окремого споживача – найбільш виправдане рішення в питаннях забезпечення безпеки та пошуку місця несправності.

Однак така схема монтажу найвитратніша і найдорожча. Вона вимагає використання досить місткого квартирного щитка та великої кількості модулів ПЗВ чи диференціальних автоматів. На їхню покупку йде багато грошей.

Групове ПЗВ дозволяє їх економити. Його просто підключають до кількох відхідних ліній, маючи окремий блок перед індивідуальними автоматичними вимикачами.

Усередині квартирного щитка їх зручно монтувати окремими групами. Цей прийом забезпечує наочність під час експлуатації та ремонту.

Схема підключення групового ПЗВ до кількох ліній, що відходять, зображена нижче.

Тут захист групового модуля за величиною номінального струму 50 ампер виконує автомат 40А введення.

У подібної схеми електрики-початківці виконують помилковий розрахунок, підбираючи номінальний струм групового ПЗВ як суму номіналів підключених навантажень.

Наприклад, на схемі всі споживачі запитані через автомати на 32, 25 та 16 ампер. Загальна їхня сума становить 32+25+16=73. Шукати захист із таким номіналом або великим безглуздо.

Це питання вирішується простіше: вступний автомат у цій квартирній проводці вже обраний на 40 ампер. Великі струми він повинен відключати, одночасно захищаючи групове ПЗВ.

Тому його номінал цілком достатньо вибрати на один щабель більше зі стандартного струмового ряду: 50 ампер.

Відмінності конфігурації ланцюгів робочого нуля для схеми групового ПЗВ

Розглянута схема об’єднала обидва розглянуті вище варіанти формування ланцюжків для підключення до шинки N:

1. до групового ПЗВ працює друга розробка,
   що використовується для одиночної лінії;
2. після нього створюється своя додаткова шинка
   N1, що відокремлюється від загального ланцюжка контактами групового модуля.

Використання додаткової шинки N1 значно полегшує пошук струмів витоків у лініях, що відходять, що виникли при пошкодженні ізоляції проводів нульових потенціалів після відключення захисту.

Монтаж шинки РЕ та проводів до неї не змінюється.

Схема підключення трифазного ПЗВ: 4 варіанти для приватного будинку

Нижче розглядаю випадки використання протипожежного та звичайного модуля у різних ситуаціях.

Протипожежне ПЗВ для приватного будинку: як правильно вибрати та встановити

Фрагмент схеми підключення чотириполюсного протипожежного ПЗВ на введенні до приватного будинку пояснює головний принцип його вибору диференціальним струмом.

Його ставлять на введенні до будівлі для захисту:

• вхідного кабелю;
• ліній до споживачів, на яких не використовуються
  особисті пристрої захисного відключення;
• виконує роль резерву у разі відмови
  основного модуля.

Протипожежне ПЗВ підключають до схеми електроживлення будинку з обов’язковим дотриманням селективності його спрацьовування. Вона досягається комплексно двома налаштуваннями:

• триразовим запасом уставки по диференціальному
  струму порівняно з будь-яким груповим або індивідуальним модулем, розташованим
  нижче;
• уповільненням на спрацьовування за часом щонайменше в
  3 рази.

Фрагмент наведеної вище схеми включення показує, що диференціальний струм протипожежного модуля I?ns тричі перевищує уставку витоку I?n1 або I?n2 у будь-якої групи споживачів.

Протипожежні ПЗВ створюються для спрацьовування від струмів витоку на 100, 300 або 500 мА, а модулі захисту людини від диференціального струму виробляються на уставки 30, 10 або 6 міліампер.

Можливість виставлення уставки часу для селективного спрацьовування позначається корпусі модуля латинської буквою “S”.

Правильний вибір уставок протипожежного, групового та індивідуального ПЗВ по диференціальному струму та часу відключення аварії, що виникла, — обов’язковий принцип надійної ліквідації захистом пошкодженої ділянки з залишенням під напругою справного обладнання.

Підключення трифазного ПЗВ: схема на 4 полюси з використанням нейтралі

Спрощено схему підключення четырехполюсного ПЗВ в трифазну мережу можна так: на виході робочого нуля використовується шинка для розведення потенціалів нейтралі N по підключених споживачам (схема з нейтраллю).

Споживачі можуть харчуватися від усіх 3 фаз чи якоїсь однієї. Ця схема дозволяє виконувати захист одночасно трьох різних однофазних ланцюгів за умови використання загальної нейтралі.

При цьому намагаються побудувати роботу обладнання з дотриманням рівномірного розподілу струмів навантажень по всіх фазах.

Підключення трифазного ПЗВ: схема на 4 полюси без використання нейтралі

Відмовитися від роботи нейтрального дроту та спростити конструкцію дозволяє випадок використання симетричного навантаження, у якого всі струми у фазах завжди рівні.

Приклад такого підключення – захист трифазного асинхронного електродвигуна. Обмотки статора можуть бути зібрані за схемою зірки або трикутника, які забезпечують однакові опори між фазами.

Потенціал робочого нуля заводиться на вступний контакт чотириполюсного ПЗВ, а на вихідний нічого не підключається. Вихідна клема потенціалу N залишається порожньою.

Цей прийом дозволяє економити кошти за рахунок підключення двигуна до ланцюгів живлення кабелем з чотирма, а не п’ятьма жилами: три для фазних потенціалів та одна – захисного РЕ провідника.

Його монтують на спеціальний болт заземлення корпусу.

Підключення трифазного ПЗВ: схема для однофазної мережі

Пропонований варіант не є типовим.

Він використовується як виняток у трьох випадках:

• У власника є зайвий модуль захисту, який потрібно влаштувати в роботу. Інакше воно просто припадає пилом без діла.
• Однофазну проводку, що збирається, планується найближчим часом переводити на три фази.
• Тимчасова заміна модуля, що вийшов з ладу у разі аварії.

У всіх трьох випадках необхідно потенціал фази пускати через ті клеми, до яких підключено обмотування кнопки “Тест”. Інакше вона не спрацьовуватиме при ручних перевірках.

Поширені запитання

Навіщо потрібно встановлювати ПЗВ у домашній проводці?

Пристрій захисного відключення (ПЗВ) забезпечує життєво важливу функцію — запобігання ураженню струмом під час дотику до пошкодженого електрообладнання. У багатьох випадках стандартного автоматичного вимикача недостатньо: він не реагує на струми витоку, які можуть виникати через погіршену ізоляцію або контакт із вологими поверхнями. Саме ПЗВ відстежує баланс між фазою та нулем і вимикає електроживлення у випадку втрати частини струму. Це особливо актуально у ванних кімнатах і на кухнях, де волога створює підвищений ризик. Також цей пристрій здатен запобігти пожежам, якщо старі дроти прогріваються та плавиться ізоляція. Саме тому фахівці з заміни проводки рекомендують встановлювати ПЗВ навіть у старих квартирах без системи заземлення.

Чим відрізняється підключення однофазного та трифазного ПЗВ?

Основна відмінність полягає у кількості ліній живлення та магістралей, які підключаються до пристрою. У випадку однофазної мережі — лише фаза та нуль. Фаза заходить у пристрій через верхню клему й виходить до навантаження, а нуль йде паралельно своєю лінією. У трифазній мережі додаються ще дві фази, тож вхідні та вихідні клеми використовуються у більш складному порядку, що чітко маркується на корпусі. Проте критично важливо не плутати робочий нуль з фазами — це може викликати хибні спрацьовування або повну неадекватність роботи пристрою. Якщо у вас складна проводка з декількома групами навантаження, краще звернутися до фахівців зі заміни кабелів, щоб правильно інтегрувати ПЗВ.

Чим відрізняється підключення однофазного та трифазного ПЗВ?Як обрати ПЗВ за номінальним струмом і струмом витоку?

Перш ніж купувати ПЗВ, потрібно знати загальне навантаження у вашій мережі. Наприклад, якщо сумарний струм становить до 25 ампер, то і ПЗВ має бути щонайменше на 25 А або краще — на 32–40 А з запасом. Струм витоку — ще одна ключова характеристика. Для звичайної квартири стандартом є 30 мА, а для вологих зон, як-от ванна, рекомендовано 10 мА. Варто також врахувати наявність декількох гілок — у цьому випадку кожна може потребувати окремого ПЗВ із меншим струмом витоку, тоді як на введенні буде стояти один основний із більшим значенням — 100 або навіть 300 мА. Така схема дозволяє розділяти ризики та ефективно локалізувати несправності. Щоб не помилитися, перед покупкою краще отримати консультацію, або хоча б переглянути інструкцію по електромонтажу, де враховуються ці параметри.

Які типові помилки допускають при самостійному монтажі ПЗВ??

Найбільш поширена помилка — неправильне підключення нульового провідника. Деякі користувачі плутають його з захисним провідником або підключають одразу після ПЗВ, що порушує принцип роботи диференціального органу. Також часто ігнорують маркування на корпусі пристрою, де чітко вказано порядок підключення вхідних і вихідних клем. Ще одна критична помилка — вибір пристрою з номіналом, що нижчий за фактичне навантаження мережі. Це призводить до постійних відключень або навіть виходу з ладу самого модуля. Пам’ятайте, що навіть правильне підключення не гарантує безпечної роботи без попереднього аналізу стану електропроводки. Якщо у вас стара проводка або TN-C система без заземлення, обов’язково оцініть доцільність її модернізації та зверніться до майстра з електромонтажних робіт у Львові.