Как работает узо трехфазное: Принцип работы трехфазного УЗО

Содержание

Принцип работы трехфазного УЗО

Приветствую Вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В одной из предыдущих статей я подробно рассматривал, для чего применяется устройство защитного отключения и как оно работает. Подробно смотрите статью Устройство и принцип работы однофазного УЗО.

В этой статье речь пойдет об устройстве и принципе работы трехфазного УЗО.

Трёхфазные УЗО работают по такому же принципу, как и однофазные. Внутри они содержат трансформатор тока, первичная обмотка которого образована четырьмя проводами: тремя фазными L_A L_B L_C и нулевым N.

В однофазных УЗО первичная обмотка состоит из двух проводов – фазного и нулевого.

При отсутствии утечки геометрическая сумма токов первичных обмоток трансформатора тока равна нулю, т.е.

IА+IВ+IС+IN=0,

суммарный магнитный поток тоже будет равен нулю, поэтому ток во вторичной обмотке трансформатора тока (обмотке управления) отсутствует.

Предположим, что в фазе L_B произошла утечка тока на заземленный корпус электрооборудования.

Геометрическая сумма токов в первичных обмотках не равна нулю (сумма токов в трех фазных проводах не равна току в нулевом проводе). Суммарный магнитный поток, наводимый этими токами в сердечнике трансформатора тока, будет отличен от нуля.

Он будет наводить во вторичной обмотке управления трансформатора тока ток, который приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

Реле, воздействуя на механизм расцепителя УЗО, отключит цепь нагрузки от питающей сети.

Таким образом, принцип работы трехфазного УЗО аналогичен принципу действия однофазного, с небольшими отличиями.

Подробно Принцип работы трехфазного УЗО смотрите в видео

Рекомендую также прочитать:

Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — подробное руководство.

Устройство УЗО и принцип действия.

Конструкция УЗО.

Работа УЗО при обрыве нуля.

Как проверить тип УЗО?

Почему УЗО выбирают на ступень выше?

Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?

Номиналы групповых автоматов превышают номинал вводного?

Почему в жару срабатывает автоматический выключатель?

Менять ли автоматический выключатель, если его «выбивает»?

Трехфазное УЗО: разновидности и принцип работы

Данное электротехническое оборудование применяется в промышленных условиях. Подключение трехфазного УЗО на производстве позволяет предохранить не только поражения электричеством работников, но и служит средством предупреждения пожаров (это основное его предназначение). Обеспечить безопасные условия труда поможет устройство с подходящими характеристиками.

Правильно подобранное по назначению защитное устройство, позволит избежать возникновения ряда аварийных ситуаций.

Разновидности УЗО и его принцип работы

Выпускается 2 типа защитных устройств. Это электромеханическое и электронное оборудование. По принципу действия они идентичные. Основным различием и преимуществом электромеханического прибора является:

работа без подачи на прибор электроэнергии;
простота, надежность схемы изделия.

Ток утечки при повреждении изоляции и касания оголенного участка вызывает срабатывание защиты – это принцип действия каждого типа прибора.

Устройство с электронной схемой, устанавливается с подведением питания. Основой его работы является в создании импульса на исполняющее реле при утечках.

Но при отключении питания на обслуживаемом участке цепи, прибор не сможет работать, потому что на него не подается ток. Происходят сбои в работе электронного типа узо в трехфазной сети при сильных морозах.

Поэтому используются такие приборы редко, хотя цена их ниже, чем на электромеханические устройство защиты.

Алгоритм одинаковый для работы всех видов приборов

В разных направлениях по проводникам протекают ток фазы и ноль. При этом происходит возбуждение 2 магнитных потоков в сердечнике защитного устройства. Потоки, как бы поддерживают равновесие системы, обеспечивая нулевое значение ЭДС.

При касании человеком оголенного провода, или утечке с нарушенного участка изоляции тока, соответствующему величине срабатывания устройства — прибор размыкает трехфазную цепь. Магнитный поток, возникающий в сердечнике, приводит в действие защелку группы контактов. Так работает каждое защитное устройство.

Каждое трехфазное узо оснащается кнопкой «Тест». Не реже 1 раза в месяц, необходимо проводить проверку исправности прибора. Нажимая на нее, вызываем искусственную утечку тока. Прибор должен среагировать на угрозу. При неисправности, выполняется работа по установке нового прибора.

Что такое УЗО, почему его устанавливают?

Для начинающих электриков, необходимо понимать и знать ответы на эти вопросы, перед выполнением работ:

Автомат защитного отключения и Узо – это 2 разных устройства.
Дифференциальный автомат abb – это автоматическая защита от пика напряжения и устройство защитного отключения в одном корпусе.
Автомат защищает человека и бытовые приборы от критических нагрузок и тока КЗ.
Установка устройства защиты, предохраняет здоровье человека при утечках тока.
При установке гальванического трансформатора после защиты, работа в таких условиях, чревата аварией.
По назначению, устройство работает как заземление, но оно не может его заменить, полностью исключив возможность нанесения ущерба при попадании молнии.
Некоторые устройства, по своим особенностям, не могут работать в цепи с защитным устройством. Опытный электротехник сможет исправить эту ситуацию.
Никакая защита не спасет глупого человека, прогуливавшего уроки физики, если он закоротит собою цепь. Если взяться за провода фазы и земли и ощутить на себе влияние электрического тока – в такой ситуации не сработает ни одна защитная установка. Помните, так делать нельзя!
При преимуществе системы abb продолжается установка всех видов защиты. Происходит это по нескольким причинам, а именно из-за его высокой цены. Еще одна причина – при срабатывании такого устройства необходимо будет определить причину, связанную с отключением.

Главное, о чем нужно помнить – трехфазные устройства защитного отключения применяют для предотвращения пожаров на промышленных объектах. Сила тока для такого оборудования составляет 100 – 300 мА.

Схема работы трехфазного устройства без нулевого провода

Подключение узо для трехфазной сети, для предохранения от утечки тока на синхронном электродвигателе, можно проводить без ноля. При этом соединение обмоток осуществляется по схеме звезда или треугольник без нейтрали. Суммируя показатели токов на фазах, мы видим, что они не могут вызывать включения в работу УЗО, из-за своей небольшой величины.

При возникновении аварийной ситуации, когда происходит утечка на фазах, ток проходит на землю через корпус. При этом возникает движение потока через трансформатор прибора, происходит срабатывание защиты.

Величина напряжения трехфазного тока 380 В, а на однофазном приборе 220. Разница немаленькая. Возможно, ли установить трехфазное узо в однофазную сеть? Если производителем была предусмотрена такая возможность, то да.

Самое главное, чтобы была гарантированна нормальная работа цепи тестов напряжениях, величиной соответствующей принятым нормам. Особенно это правило важно исполнять при установке электронного прибора защиты.

Какой прибор лучше установить и как его подключить?

При установке дифференциального автомата abb, экономится место в щитке и на проводах при разводке. Он предохраняет сразу от нескольких неисправностей. Короткое замыкание и пиковые значения тока (работа автомата отключения сети) и недопущение пожара и поражения током при утечке.

При этом качественный дифавтомат abb, может стоить намного дороже, чем 2 отдельных, качественных прибора (автомат и УЗО).

На трехфазных приборах защиты имеются по 4 клеммы для подводящей группы и идущей к потребителям тока. Поэтому при установке он будет не менее 7 крепежных ячеек в электрическом щитке. Закрепляется прибор с помощью специальных защелок, вставляемых в пазы электрощита.

На подводящие верхние клеммы закрепляем приходящие к щиту кабели. От нижних отводим проводку к оборудованию. Провода в клеммах закрепляются с помощью поджимных винтов. Самое главное — подсоединять провода так чтобы не перепутать фазу и ноль. Это может привести к тяжелым последствиям.

Проверив правильность монтажа, можно произвести пробное включение сети.

Схема подключения узо достаточно проста. С этой работой справится новичок, но лучше использовать при выполнении работ несколькими нашими советами.

Для того чтобы правильно работала система защиты, сразу за защитным автоматом, необходимо подключить УЗО.

Следует всегда помнить о том, что устройство защитного отключения никогда не сможет заменить заземления и наоборот. При этом никакой автомат, служащий для предохранения от токов КЗ, никогда не заменит УЗО и не предохранит человека от последствий утечек тока.

Устройство, со значением свыше 30мА не сможет защитить человека от поражения электротоком. Такой прибор устанавливают для предохранения здания от пожара при утечках тока.

Выбирают защиту согласно следующим характеристикам:

Выбор определяется по особенностям прибора. Следует напомнить, что лучшим вариантом является электромеханический тип прибора.
Подбор, производят согласно мощности прибора, учитывается время прекращения подачи энергии.
Определенный нагрузочный ток требует установки различных устройств.
Определитесь, готовы ли вы платить за возможности, которые и не нужны. А еще подумайте – стоит ли переплачивать за имя фирмы производителя.

Большинство все брендовой продукции выпускается на территории Китая. Иногда, заводы производители известной марки, не догадываются о том, что его продукция выпускается на рынок. А весь остальной ассортимент производится в районах мира, с низким уровнем жизни. Но даже здесь можно попасть на некачественный товар.

Провод заземления не должен отходить к заземляющему контуру, за установленным устройством защитного отключения. Он не может располагаться в зоне ответственности УЗО. Поэтому он включается в электрическую цепь обязательно перед защитой.

Следите за правильностью подключения проводов, согласно электрической схеме. Как правило, она находится на одной из поверхностей сторон прибора.

Выполнив все эти требования и правила, вы получаете надежную и безотказную защиту от утечек электрического тока.

назначение, критерии выбора и особенности установки

На чтение 6 мин Просмотров 542 Опубликовано 07.06.2019 Обновлено 27.05.2019

В связи с массовым использованием электрических приборов в быту и на производстве появляется потребность в защите человека от поражения током. Трехфазное УЗО – специальное устройство, реализующее данную функцию. Указанный агрегат необходимо подключать, используя особые схемы, что будет гарантировать эффективность его работы.

Назначение и принцип действия

Трехфазное устройство защитного отключения (УЗО)

3-фазное УЗО предназначено для выравнивания тока, который проходит через фазный и нулевой провод. При отсутствии аварийных ситуаций указанные величины равны. Стабильная работа электрических приборов возможна, поскольку встречные потоки в обмотках компенсируют друг друга. При возникновении аварийных ситуаций устройство защиты производит отключение питания электроприборов. Это наблюдают при нарушении изоляции проводов, что провоцирует утечку заряженных частиц. В результате токи, проходящие по нейтрали и фазному проводу, будут иметь разные значения.

В каждом доме может случиться ситуация, когда электрический ток пробивает на корпус стиральной машины или водонагревателя. Когда потенциал станет перетекать на пол, среагирует 3-х фазный УЗО и отключит питание приборов. Поэтому при использовании данного защитного автомата, можно быть уверенным в своей безопасности.

Подключение УЗО актуально для мощных электроприборов в кухне и в ванной. На их металлическом корпусе собирается конденсат, что в комплексе образует потенциальный проводник электричества.

Хорошо, когда защитное отключение присутствует на розетках, светильниках и маломощных бытовых приборах. При возникновении аварийных ситуаций указанные потребители несут не меньшую опасность для человека.

Критерии выбора трехфазного УЗО

Принцип работы всех УЗО в трехфазной сети одинаковый, но данные устройства отличаются конструкцией и эксплуатационными характеристиками. Поэтому при покупке конкретной модели необходимо учитывать много нюансов.

Чувствительность

Главный эксплуатационный параметр УЗО 3 фазы, отображающий период времени, через который сработает защита. Оптимально, когда чувствительность устройства составляет 0,025 с. За это время электрический ток не успеет вызвать остановку сердца у человека.

УЗО может работать с дополнительным источником питания или без него. В первом случае он непосредственно принимает участие в процессе размыкания электрической цепи. Наличие данного механизма повышает стоимость прибора, но и увеличивает его чувствительность.

При отсутствии дополнительного источника питания УЗО срабатывает, реагируя на дифференциал магнитного поля.

Дифференциал тока

Маркировка УЗО

УЗО, предназначенные на 3 фазы, способны регулировать значение дифференциального тока, при котором оно срабатывает. При отсутствии данной функции приборы стандартно реагируют на 5 мА. Такой показатель тока явно указывает на присутствие аварийной ситуации и на потребность в отключении подачи электричества.

Количество клемм

Для трехфазной сети обязательно покупать 4-полюсные УЗО. Они оснащаются 8 клеммами для подсоединения входных и выходных кабелей. Три пары предназначены для подключения рабочей фазы, одна – нуля.

Количество ампер

Чтобы устройство защитного отключения функционировало при любом токе, необходимо выбирать модель, где число ампер существенно выше, чем у автомата.

На рынке присутствуют универсальные модели. Они предоставляют возможность подключения нескольких сетей одновременно. Несмотря на такое преимущество, подобные агрегаты имеют много недостатков. Они менее чувствительны, характеризуются сложной схемой подключения, стоят дороже. Такие модели подойдут для предприятий, но не для частного использования.

Подготовка к подключению

Правильно выполненные подготовительные и монтажные работы обеспечат стабильное функционирование УЗО.

Схемы подключения к трехфазной сети

Схема подключения УЗО к трехфазной сети

При установке УЗО используют следующие рабочие схемы:

Полное отключение электроцепи. Один агрегат имеет возможность обесточить всех потребителей электроэнергии при возникновении аварийной ситуации.
Частичное отключение приборов. При появлении аварийных ситуаций обесточиваются только некоторые потребители.

Первая схема подключения используется в многоквартирных домах. Монтаж устройства осуществляется около счетчика электроэнергии. Если УЗО сработает, обесточивается целый дом.

При использовании второй схемы защитный механизм устанавливают на отрезке электрической проводки, идущей к конкретной комнате. Поскольку все приборы последовательно подключены к цепи, при срабатывании УЗО только «проблемный» потребитель отключится, а другие продолжат свое функционирование.

Второй вариант схемы может реализовываться иным способом. Точкой монтажа УЗО становится начало последовательного подключения к разводке, что позволяет реализовать селективное срабатывание агрегата на определенные группы потребителей. Также защитный механизм можно установить непосредственно перед выходным устройством.

Необходимость наличия заземления

Подключение УЗО с заземлением и без него

Старые электросети относятся к системе tn-c, где отсутствует нулевой проводник для включения заземления. В этом случае защиту необходимо предусмотреть отдельно для дома или оборудования, что обеспечивает безопасный отвод токов. При отсутствии заземления ставить 4-х полюсный УЗО запрещено.

Правильная схема подключения к электрической сети предусматривает соблюдение следующих правил:

Заземляющая жила соединяется только с выходным кабелем. Подключение напрямую УЗО недопустимо.
При наличии однофазной сети нельзя использовать четырехполюсное устройство.
Подключение к сети типа Б3 запрещено.

Заземляющая жила является отдельным элементом. Отсутствие дополнительных клемм в УЗО на ее подключение только свидетельствует об этом.

Подсоединение устройства защитного отключения

Выполнить монтаж УЗО несложно, владея базовой информацией о работе электрооборудования. К каждому устройству производитель прилагает технический паспорт. В нем указываются рекомендуемые схемы подключения, которые нужно использовать во время установки.

Поиск нулевой фазы

Использование контрольной лампы для поиска нулевой фазы

Определить нулевую фазу очень просто опытным путем. Нужно взять два провода и подсоединить их к концам патрона лампочки. Ее загорание наблюдают, если она подключена к фазе. В остальных случаях ничего не произойдет.

Подключение лампочки к двум фазам одновременно разрешается осуществлять на короткий промежуток времени. Замыкать такую цепь также можно лишь на небольшой период. Иначе существует высокая вероятность срабатывания автоматического выключателя.

Подключение фазы

Если удалось найти ноль, необходимо сразу выполнить его присоединение к соответствующим клеммам. Оставшиеся три провода являются рабочими фазами. Они подсоединяются любым удобным способом, что никак не влияет на функционирование УЗО.

После завершения монтажа необходимо проверить работоспособность системы. Для этого запускается тестер, который входит в стандартную комплектацию прибора.

Подсоединение выходных устройств

Подключение нескольких розеток к одному УЗО происходит только параллельным способом. Чтобы осуществить это, каждую жилу разделяют на нужное количество проводов. Если не придерживаться такой схемы монтажа, прибор не сможет полноценно работать и срабатывать при возникновении аварийных ситуаций.

Ошибки при выполнении монтажа УЗО

Пример неправильного подключения УЗО

Чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу электросети, необходимо избегать следующих ошибок:

Входные клеммы УЗО подключаются к сети после специального автомата. Прямое присоединение категорически запрещено.
Необходимо правильно подключить и не перепутать нулевые и фазные контакты. Для облегчения этой задачи на корпусе устройств присутствуют специальные обозначения.
При отсутствии заземляющего проводника категорически запрещено заменять его проводом, накинутым на водопроводную трубу или радиатор.
При покупке устройств обращают внимание на их основные рабочие характеристики, величины токов. Если линия рассчитана на 50 А, прибор должен иметь минимум 63 А.

При выполнении монтажа крайне важно соблюдать правила электробезопасности. Перед началом установки УЗО обесточивают сеть. Перед запуском устройства проверяют правильность монтажа элементов системы.

Трехфазное УЗО: назначение и схема подключения

Распределение электроэнергии потребителям может производиться через однофазные или трехфазные сети. Каждая из них отличается своими особенностями и требует специальных схем подключения. Это касается и защитных устройств, которые устанавливаются в любой сети. В первую очередь, это автоматические выключатели, защищающие от коротких замыканий и скачков напряжения, а также другие устройства, в том числе и трехфазное УЗО, устанавливаемое в трехфазных сетях и обеспечивающее защиту людей от токов утечки.

Назначение трехфазного УЗО

Трехфазные устройства защитного отключения, в соответствии со своим названием, применяются в аналогичных электрических сетях. Они обеспечивают защиту электроники и электротехники от возможных внутрисетевых замыканий, предотвращают пожары, которые могут возникнуть при утечке тока.

Принцип работы одинаковый для всей устройств этого типа. Он заключается в определении и реакции УЗО на разницу токовых величин, проходящих через него. Стандартная схема подключения УЗО в трехфазной сети может осуществляться в разных вариантах – с нейтралью и без нее. В первом случае задействуются все четыре провода, а во втором – только три.

Специалисты рекомендуют использовать трехфазные УЗО в электрических сетях с электродвигателем, подключенным по схеме «треугольник». В этом случае обмотка уже не замкнется на корпус. Если же электродвигатель подключается по варианту «звезда», задействуется все четыре полюса, при этом нейтральный провод соединяется с самым центром данной схемы.

Кроме того, схема подключения трехфазного УЗО при определенных условиях может применяться для однофазных сетей. Это особенно актуально при подключении сварочных агрегатов, представляющих собой источники повышенной опасности. В этих случаях возможные токовые утечки имеют большое значение и могут привести к серьезным негативным последствиям.

Параметры защитных устройств существенно отличаются в зависимости от области применения и условий эксплуатации. Они работают с различным номинальным током и напряжением, рассчитаны на разные токи утечки. Например, если срабатывание происходит при токе в 300 мА, такие УЗО используются в электрических сетях со сложной каскадной конструкцией. В жилых помещениях трехфазные УЗО применяются реже, а током срабатывания будет значение в 30 мА.

Как правильно подключить трехфазное УЗО

Трехфазные устройства защитного отключения очень редко используются в квартирах. Они предназначены для частных домов, гаражей и других объектов, где используются трехфазные электрические сети. Установка защитной аппаратуры производится в распределительный щиток. На DIN-рейке УЗО с четырьмя полюсами занимает 4 стандартных модуля. Основной функцией является защита кабелей и проводов от воспламенений и замыканий. Трехфазные устройства рассчитаны на токи срабатывания с очень высоким порогом.

Подключение таких УЗО имеет свои особенности. Перед установкой следует разобраться с цветовыми обозначениями проводов. В соответствии со стандартной маркировкой, нулевой рабочий провод N обозначается голубым цветом, нулевой рабочий и защитный провод PEN – тоже голубым цветом с желто-зелеными полосами на концах. Для нулевого защитного провода РЕ применяется желто-зеленый цвет. Фазные провода А, В и С обозначаются соответственно желтым, зеленым и красным цветами. После того, как определено назначение каждого проводника, можно приступать к решению задачи, как подключить трехфазное УЗО.

Непосредственное подключение выполняется по установленной схеме, в которой могут быть задействованы 3 или 4 полюса. Очень редко используется схема с двумя полюсами. В дальнейшем, исходя из конкретного варианта подключения, в защищенную сеть может устанавливаться не только трехфазное, но и однофазное оборудование.

Чаще всего УЗО трехполюсное используется при эксплуатации электродвигателей. Данный вариант позволяет полностью контролировать возможные утечки тока на корпус. В схеме «треугольник» задействованы только фазные проводники, а нулевой провод не используется. В целом трехфазное УЗО работает точно так же, как и однофазные защитные устройства.

УЗО четырехполюсное

Вариант подключения трехфазного УЗО с тремя полюсами применяется на объектах, где используется напряжение 380В. От трехфазной схемы данный вид подключения отличается количеством задействованных проводов на входе и выходе устройства. Предварительно также следует разобраться в цветовой маркировке и назначении каждого проводника. Отдельно выделяется нулевой или нейтральный провод, подключаемый к отдельной клемме.

Выходящие провода соединяются с распределительной системой. Далее каждая отдельная фаза и нулевой провод могут обеспечить работы одной группы однофазных потребителей. При этом на всех таких линиях устанавливается собственное дополнительное УЗО. Подключение устройств с четырьмя полюсами возможно лишь при наличии системы TN-S с нулевым защитным и рабочим проводником. Во всех других случаях подключение четырехполюсного УЗО категорически запрещается.

Узо 3 фазное — Всё о электрике

Трехфазное УЗО

Назначение трехфазного УЗО

Как правильно подключить трехфазное УЗО

УЗО четырехполюсное

Где используют трехфазное УЗО

УЗО – устройство защитного отключения. Это устройство знакомо многим, но почему-то не все верят в то, что УЗО действительно работает. При этом, никто еще не смог дать конкретного ответа, почему он так думает. Спешу вас заверить: устройство защитного отключения действительно работает, поэтому в целях собственной безопасности и предотвращения несчастных случаев, связанных с поражением электрическим током, такое устройство стоит установить каждому.

Схема подключения УЗО достаточно проста, и с финансовой точки зрения тоже себя оправдывает. Да и экономить на собственной безопасности неправильно. Поэтому еще раз: устройство защитного отключения НЕОБХОДИМО, если вы задумываетесь о своей безопасности и безопасности ваших домочадцев.

Электроэнергия по потребителям распространяется через однофазные либо трехфазные сети. В зависимости от количества фаз в сети, меняются и схемы подключения автоматов (автоматических выключателей) и схемы подключения УЗО.

В данной статье поговорим о подключении устройств защитного отключения именно к трехфазным сетям, рассмотрим схемы правильного подключения, а также узнаем, как работает трехфазное УЗО.

Внимание! Чтобы правильно рассчитать и выбрать аппараты защиты, необходимо соблюдать следующие пункты:

1. Знать назначение, конструкцию и принцип действия всех компонентов
2. Разбираться в параметрах и характеристиках
3. Знать нормативные документы и методику выбора

Понятно, что рядовой обыватель скорее всего с этими вещами не знаком, поэтому будет приглашать мастера. А вот мастеру уже можно задать вопросы, и если он уверенно и правильно расскажет о назначении устройства, схеме его работы, то это хороший мастер. Вот если он не сможет этого сделать – лучше вызовите другого. Большинство несчастных случаев связано именно с некомпетентностью.

Назначение трехфазного УЗО

Итак, для начала разберемся с однофазными и трехфазными сетями. Нужно знать следующее: в обычных квартирах сеть – однофазная, а вот в частных домах – нередко присутствует трехфазная сеть. УЗО, применяемое в однофазной сети, называется двухполюсным. То есть, один контакт подключается к фазе, второй – для подключения нулевого провода. Нетрудно вычислить, что в трехфазной сети будет применяться 4-х полюсное УЗО: три контакта подключаются к фазам, четвертый, соответственно, ноль

Как мы уже поняли, трехфазные УЗО применяются в трехфазных сетях. Их задача ничем не отличается от устройств, применяемых в однофазной сети: защищать от утечки тока.

Вкратце напомним принцип работы УЗО: определяет и реагирует на разницу тока, проходящего через устройство. При этом, в отличие от УЗО в однофазной сети, трехфазное УЗО можно подключить как и с нулевым проводом, так и без него. Соответственно, при подключении с нулевым проводом задействованы все четыре провода сети, а если подключать без нейтрали, то только три провода, четвертый контакт остается незадействованным.

Теперь познакомимся с номиналами защитных устройств, используемых в трехфазных сетях. Маленький нюанс: одни производители указывают величину тока утечки в миллиамперах, другие в амперах. Четырехполюсные УЗО бывают 10, 30, 100, 300, 500 миллиампер (0.01, 0.03, 0.1, 0.3, 0.5 ампер соответственно).

Важно! Если вы планируете установку УЗО для защиты человека, то номинал устройства защиты не должен превышать 30 миллиампер . Остальные номиналы используются для защиты от возгораний и сохранности потребителей, как правило, устанавливаются на входе щитка.

Обычно к частным домам подводят три фазы мощностью 15 кВт. В этом случае для обеспечения защиты человека от удара током не имеет смысла устанавливать трехфазное УЗО на входе, так как если на одной из фаз произойдет утечка тока, устройство отключит все три фазы. В этом случае имеет смысл устанавливать трехфазное УЗО для отдельных трехфазных потребителей, коими могут быть котлы, электроплиты и другое трехфазное электрооборудование.

Однако не всегда их используют для трехфазных потребителей. Трехфазное УЗО можно использовать не только в трехфазной, но и в однофазной сети и такие устройства часто можно встретить в обычном квартирном щите. Изюминка в том, что используя трехфазное устройство защитного отключения в однофазной сети грамотно распределив нагрузку можно добиться существенной экономии бюджета. У многих профессионалов они пользуются все большей популярностью.

Но, такие манипуляции должен проводить опытный мастер, иначе, при неравномерном распределении нагрузки получится перекос между фазами (проще – аварийная ситуация). А как собрать такой щит мы рассмотрим в отдельной статье.

Устройство трехфазного УЗО

Теперь подробно поговорим об устройстве трехфазного УЗО. Как уже было сказано, в трехфазной сети имеется три фазных проводника и один нулевой.

Напряжение между любой фазой и нулем – 220 вольт, как положено, а напряжение между фазами – 380 вольт.

Основным компонентом устройства защитного отключения является дифференциальный трансформатор. Это обычный магнитопровод из ферромагнитного материала с обмоткой. Помимо дифференциального трансформатора в УЗО присутствуют следующие компоненты:

1. Корпус
2. Силовые контакты (подвижные и неподвижные)
3. Механизм независимого сцепления
4. Силовые провода
5. Реле расцепления
6. Кнопка “Тест”

Теперь узнаем, что же происходит. Через катушку ЭДС, которая является частью трансформатора устройства защитного отключения проходят все провода трехфазного питания, включая нулевой провод. Так как при нормальном потреблении прибора суммарные токи всех 4-х проводов равны нулю, ЭДС в катушке не возникает.

При возникновении утечки тока по любому из проводов, происходит разбаланс, и, как следствие, сердечник трансформатора намагничивается. Все это приводит к возникновению тока в обмотке трансформатора. Если величина этого тока превышает ток срабатывания УЗО, автоматика отключает питание.

Пояснение работы устройства

Понятное дело, что неподготовленному человеку будет сложно понять принцип работы УЗО, поэтому в качестве примера возьмем обычные батареи водяного отопления. Итак, мы имеем следующее:

1. Замкнутый контур отопления – наши провода
2. Вода – ток, протекающий по проводам.

Теперь всем понятно, что пока вода спокойно протекает по трубам, система работает без проблем. Но вдруг в одной из труб контура образовалась дыра.

Понятное дело, что часть воды будет через эту дыру утекать. Получается, в начале замкнутого контура в трубу подали, к примеру, четыре куба воды, а на выходе из контура воды стало только три куба. Так как наша система замкнута (сколько вошло – столько и должно выйти), то эта разница на входе и выходе сигнализирует о том, что в замкнутой системе возникла утечка.

По этому же принципу работает и УЗО. Это устройство сравнивает сколько тока ушло и сколько пришло, и если появляется разница, то устройство автоматически отключается.

В однофазной сети УЗО сравнивает токи только в двух проводах, один из которых фазный, а второй – нулевой. Время срабатывания устройства – несколько миллисекунд.

Принцип работы трехфазного УЗО при несимметричной нагрузке

Принцип работы УЗО в трехфазной сети аналогичен его работе в сети, где присутствует одна фаза. Но, если в однофазной сети всего два провода, то в трехфазной – четыре.

К сведению, обычно фазы обозначают латинскими буквами (А, B, C) а нейтраль всегда обозначают буквой N.

Теперь снова повторим: в однофазной сети ток течет в одном направлении по фазному проводу, и по нулевому проводу в другом. Значения токов при нормальной работе – одинаковые. Если вспомнить наш пример с отоплением, то 2 куба вошло и 2 куба вышло. При такой работе во вторичной обмотке трансформатора УЗО ток не возникает.

В трехфазном УЗО геометрическая сумма I1+I2+I3 = 0 (ему геометрическая? – вспомните векторы!) всех четырех проводов равна нулю (при равенстве нагрузки). То есть, как и в однофазной сети, во вторичной обмотке трансформатора ток не возникает.

Но, как только в сети возникает утечка тока, баланс в первичной обмотке будет нарушен, и тогда во вторичной обмотке возникнет ток, который запустит механизм срабатывания УЗО.

Внимательный читатель наверняка обратил внимание на оговорку “при равенстве нагрузки”, и естественно задался вопросом: а что если нагрузка на фазы не будет одинакова? Сработает ли УЗО при возникновении утечки в таком случае?

Спешу успокоить: УЗО сработает, и вот почему. Возьмем в качестве примера следующие данные:

1. Фаза А – 10 ампер
2. Фаза В – 5 ампер
3. Фаза С – 15 ампер

Для несимметричной нагрузки должно выполняться геометрическое равенство I1+I2+I3=IN. Считаем: 10 + 5 + 15 = 30. Ток в 30 А, это ток который возвращается в сеть по нулевому проводу. То есть, баланс нашего тока равен 30 Ампер.

Во вторичной обмотке – ток равен нулю. То есть, при значении 30 Ампер во вторичной обмотке ток равен нулю и трехфазное УЗО работает в нормальном режиме. Теперь, в случае утечки тока на одной из фаз, равенство нарушится, и баланс не будет равным 30, а значит во вторичной обмотке появится ток. Как только там появляется ток – срабатывает реле устройства, УЗО отключается.

Важно! Если вы устанавливаете УЗО на водонагреватель (бойлер), который работает от напряжения 380 вольт, то обратите внимание на то, по какой схеме в вашем бойлере подключены ТЭНы. Если используется подключение типа “треугольник”, то четырехполюсное УЗО подключается без нулевого провода. При подключении ТЭНов по типу “звезда” следует использовать все четыре провода (три фазы и нулевой провод).

Подводим итоги. Трехфазное УЗО, принцип работы которого мало отличается от использования УЗО в сетях с одной фазой, применяется очень широко, и не является слишком сложным устройством для подключения. Самое главное – будьте осторожны и внимательны.

Принцип работы и схема подключения УЗО в трехфазной сети

Назначение и принцип действия

Хорошо, когда защитное отключение присутствует на розетках, светильниках и маломощных бытовых приборах. При возникновении аварийных ситуаций указанные потребители несут не меньшую опасность для человека.

Критерии выбора трехфазного УЗО

Чувствительность

Дифференциал тока

Количество клемм

Количество ампер

На рынке присутствуют универсальные модели. Они предоставляют возможность подключения нескольких сетей одновременно. Несмотря на такое преимущество, подобные агрегаты имеют много недостатков. Они менее чувствительны, характеризуются сложной схемой подключения, стоят дороже. Такие модели подойдут для предприятий, но не для частного использования.

Подготовка к подключению

Правильно выполненные подготовительные и монтажные работы обеспечат стабильное функционирование УЗО.

Схемы подключения к трехфазной сети

При установке УЗО используют следующие рабочие схемы:

Полное отключение электроцепи. Один агрегат имеет возможность обесточить всех потребителей электроэнергии при возникновении аварийной ситуации.
Частичное отключение приборов. При появлении аварийных ситуаций обесточиваются только некоторые потребители.

Необходимость наличия заземления

Правильная схема подключения к электрической сети предусматривает соблюдение следующих правил:

Заземляющая жила соединяется только с выходным кабелем. Подключение напрямую УЗО недопустимо.
При наличии однофазной сети нельзя использовать четырехполюсное устройство.
Подключение к сети типа Б3 запрещено.

Заземляющая жила является отдельным элементом. Отсутствие дополнительных клемм в УЗО на ее подключение только свидетельствует об этом.

Подсоединение устройства защитного отключения

Поиск нулевой фазы

Подключение фазы

Подсоединение выходных устройств

Ошибки при выполнении монтажа УЗО

Чтобы обеспечить стабильную и безопасную работу электросети, необходимо избегать следующих ошибок:

Входные клеммы УЗО подключаются к сети после специального автомата. Прямое присоединение категорически запрещено.
Необходимо правильно подключить и не перепутать нулевые и фазные контакты. Для облегчения этой задачи на корпусе устройств присутствуют специальные обозначения.
При отсутствии заземляющего проводника категорически запрещено заменять его проводом, накинутым на водопроводную трубу или радиатор.
При покупке устройств обращают внимание на их основные рабочие характеристики, величины токов. Если линия рассчитана на 50 А, прибор должен иметь минимум 63 А.

При выполнении монтажа крайне важно соблюдать правила электробезопасности. Перед началом установки УЗО обесточивают сеть. Перед запуском устройства проверяют правильность монтажа элементов системы.

{SOURCE}

Что такое УЗО и как оно работает?

Устройство защитного отключения (УЗО) — это электрический низковольтный аппарат, который служит для автоматического отключения защищаемого участка электрической цепи в случае возникновения дифференциального тока величины, превышающей допустимое значение для данного аппарата. Также можно встретить такую аббревиатуру, как ВДТ — это выключатель дифференциального тока, то есть фактически то же самое. В этой статье мы рассмотрим с читателями, какое устройство, назначение и принцип работы УЗО, применяемого в электрике.

Сперва рассмотрим, какое назначение устройства защитного отключения (на фото ниже вы можете ознакомиться с его внешним видом). Ток утечки возникает в случае нарушения целостности изоляции кабеля одной из линии электропроводки либо в случае повреждения конструктивных элементов в бытовом электроприборе. Утечка может привести к возгоранию электропроводки или эксплуатируемого бытового электроприбора, а также к поражению электричеством в процессе эксплуатации поврежденного электроприбора или неисправной электропроводки.

УЗО в случае возникновения нежелательной утечки за доли секунды производит отключение поврежденного участка электропроводки или поврежденного электроприбора, чем защищает людей от поражения электричеством и предотвращает возникновение пожара.

Очень часто задают вопрос о том, чем отличается дифавтомат от УЗО. Отличие первого в том, что данный защитный аппарат, помимо защиты от утечки электричества (функции УЗО), дополнительно имеет защиту от перегрузки и короткого замыкания, то есть выполняет функции автоматического выключателя. Устройство защитного отключения не имеет защиты от сверхтоков, поэтому помимо него для реализации защиты в электрических сетях устанавливают автоматические выключатели.

Устройство и принцип действия

Рассмотрим конструкцию устройства защитного отключения, и как оно работает. Основные конструктивные элементы УЗО — дифференциальный трансформатор, осуществляющий измерение тока утечки, пусковой орган, осуществляющий воздействие на механизм отключения и непосредственно сам механизм расцепления силовых контактов.

Принцип работы УЗО в однофазной сети следующий. Дифференциальный трансформатор однофазного устройства защиты имеет три обмотки, одна из которых подключается к нулевому проводнику, вторая к фазному, а третья служит для фиксации разностного тока. Первая и вторая обмотки подключаются таким образом, что токи в них являются противоположными по направлению. Они в нормальном режиме работы электрической сети равны и наводят в магнитопроводе трансформатора магнитные потоки, которые направлены друг к другу встречно. Суммарный магнитный поток в данном случае равен нулю и соответственно в третьей обмотке отсутствует ток.

В случае возникновения повреждения электроприбора и появления на его корпусе фазного напряжения, при прикосновении к металлическому корпусу оборудования, человек попадет под действие утечки электричества, которое будет протекать через его тело на землю либо на другие токопроводящие элементы, имеющие другой потенциал. В данном случае токи в двух обмотках дифференциального трансформатора УЗО будут отличаться, и соответственно в магнитопроводе будут наводиться разные по величине магнитные потоки. В свою очередь результирующий магнитный поток будет отличен от нуля и наведет в третьей некоторое значение тока — так называемого дифференциального. Если он достигнет порога срабатывания, то устройство сработает. Основные причины срабатывания УЗО мы описали в отдельной статье.

Хотите узнать, как работает устройство защитного отключения в трехфазной сети? Принцип действия схожий с однофазным аппаратом. Тот же дифференциальный трансформатор, но он уже осуществляет сравнение не одной, а трех фаз и нулевого провода. То есть в трехфазном защитном аппарате (3P+N) пять обмоток — три обмотки фазных проводников, обмотка нулевого проводника и вторичная обмотка, посредством которой фиксируется наличие утечки.

Помимо вышеприведенных конструктивных элементов обязательным элементом устройства защитного отключения является проверочный механизм, который представляет собой резистор, подключенный через кнопку “TEST” к одной из обмоток дифференциального трансформатора. При нажатии на данную кнопку резистор подключается к обмотке, чем создается разностный ток и соответственно на выходе вторичной третьей обмотки он появляется и происходит, по сути, имитация наличия утечки. Срабатывание устройства защитного отключения свидетельствует о его исправном состоянии.

Ниже приведем условное обозначение УЗО на схеме:

Область применения

Устройство защитного отключения применяется для защиты от утечек тока в однофазных и трехфазных электропроводках различного назначения. В домашней электропроводке УЗО должно в обязательном порядке быть установлено для защиты наиболее опасных с точки зрения электробезопасности бытовых электроприборов. Тех электроприборов, при эксплуатации которых происходит соприкосновение с металлическими частями корпуса непосредственно либо через воду или другие предметы. В первую очередь это электрическая печь, стиральная машина, водонагреватель, посудомоечная машина и др.

Как и любое электротехническое устройство, УЗО может в любой момент выйти из строя, поэтому помимо защиты отходящих линий необходимо установить данный аппарат на вводе домашней электропроводки. В данном случае АВДТ будет не только резервировать защитные аппараты отдельных линий проводки, но и выполнять противопожарную функцию, осуществляя защиту всей домашней электропроводки от возгораний.

Источник: сайт Сам электрик.

Почему в частном доме нежелательно использовать трехфазное УЗО

Как трехфазные УЗО не срабатывают при одновременной утечке тока в нескольких фазах

УЗО – устройство защитного отключения. Главная задача этого прибора — защитить человека от поражения электрическим током при неисправности оборудования. Основу конструкции прибора составляет тороидальный магнитный сердечник, через который проходят оба провода (фаза и ноль для однофазной цепи), питающие нагрузку.

ПРОСТО: УЗО считает силу тока (количество электронов, прошедших через провод ) к потребителю и обратно. Если эти значения равны (первый рисунок), все в порадке. Если токи «туда» и «обратно» не совпадают — это значит, часть тока уходит куда-то. Например, через человека и мокрый пол ванной в конструкцию дома. УЗО отключает эту цепь.

СЛОЖНО: Проходящий через проводники внутри магнитопровода ток, создает магнитное поле. Если токи, идущие к потребителю и обратно равны, в магнитопроводе два противоположно-направленных магнитных потока Ф1 и Ф2 взаимно компенсируют друг друга, результирующий магнитный поток равен нулю. При неравенстве токов — появляется магнитное поле, которое создаёт электродвижущую силу во вторичной обмотке, и питает катушку реле отключения. УЗО срабатывает, отключая защищаемую цепь.

Трехфазное УЗО работает по такому же принципу, только суммируются токи всех фаз и нулевого провода. Нередко частные дома получают питание от трехфазной сети, при этом в реальности в жилых помещениях установлены только однофазные бытовые потребители. Часто нам приходится видеть применение трехфазного УЗО на вводе в дом вот по такой схеме:

Однако для частного дома применять изображенную выше схему нельзя. Должно быть так:

ТРИ ОДНОФАЗНЫХ УЗО — на каждую фазу своё устройство.

Почему?

ПРОСТО: в трехфазной сети переменного тока напряжения в каждой фазе возникают по-очереди, при этом если на одной из фаз в единичное мгновение времени положительное напряжение то на других в это время — отрицательное. Если в нескольких фазах есть утечка (соединение с потенциалом земли через мокрые провода или тело человека), то в одной из фаз электроны могут идти с фазы на землю а в других наоборот из земли в фазный провод. Складывая эти разнонаправленные токи вместе, трехфазное УЗО не видит утечек, получая сумму, близкую к нулю. И не срабатывает.

СЛОЖНО: В трехфазной сети токи возникают в каждой из трех фаз по-очереди, и их сумма — вектроная, т.е. три одинаковых тока в кажой из фаз в сумме равны нулю. Рассмотрим варианты работы трехфазного УЗО:

Все три фазы (ветки электроснабжения в доме) потребляют одинаковый ток. Утечек нет. Ток в нуле нулевой. Идеальный вариант, в природе практический не встречающийся. Сумма фазных токов в УЗО также нулевая, УЗО не срабатывает. Все работает штатно.

Каждая фаза потребляет разный ток. Утечек нет. Ток нейтрали компенсирует разницу токов фаз. Сумма фазных токов и тока нейтрали в УЗО также нулевая (правый рисунок), УЗО не срабатывает. Все работает штатно.

Предположим появились фазные токи утечки 20, 40 и 50 мА. «небаланс» токов, проходящих через кольцо магнитопровода УЗО представляет собой сумму фазных токов утечки (разнонаправленных!) , и равен 26 мА. УЗО уже обнаруживает разницу в 26 мА, которые утекают в землю. Но так как порог срабатывания 30 мА, УЗО не отключается. По факту аварийная ситуация — утечка в двух фазах существенна и опасна, а сумма утечек — мала и не вызывает отключения.

Если потребление по фазам другое, токи внутри системы будут иными, но результат не изменится, как бы мы ни игрались с циферками… УЗО видит все те же 26 мА и не срабатывает.

Получается есть потребители, в которых утечка превышает безопасную величину 30 мА, а УЗО этих утечек не видит! Токи утечки суммируются векторно: 20 мА + 40 мА + 50 мА = 26 мА. УЗО 30 мА не сработает!

Применение трёхфазного УЗО для трёх групп однофазных потребителей (по фазам) — распространённое, но неверное решение! Хотя и удобное в монтаже.

С чем сталкиваютя монтажники компании МАНРОЙ:

Для частного дома, питаемого от трех фаз сети посёлка, мы устанавливаем однофазный резервный генератор. В доме все потребители однофазные, и подключены к разным фазам. На вводе в дом установлено трехфазное УЗО. блоки питания светодиодных лент, старый водогрейный однофазный котёл, электронные системы управления светом — имеют небольшую утечку тока на заземление. При работе от сети все эти утечки разной полярности (три фазы в каждый момент времени имеют разное по величине и направлению напряжение). Трехфазное УЗО, складывая все утечки видит результрующую утечку в пределах уставки (меньше 30 миллиампер) и не отключается. Все работает. При питании дома от генератора, все три фазы помещения объединяются в одну, и подключаются к выходу генератора. Напряжение на всех фазах появляется одновременно, и одинаковой полярности. Все существовашие утечки складываются УЗО (теперь они одновременные и одинаковой полярности). Получается общая сумма, превышающая уставку срабатывания, УЗО отключает дом.

Вердикт заказчика: что-то не так с генератором, от сети же все работает! Вывод наших монтажников: утечки тока существовали и существуют сейчас, но при питании от трех разных фаз трехфазное УЗО их не видит, при питании от одинакового напряжения всех веток дома — УЗО их видит.

Рекомендации: Избавляйтесь от трехфазных УЗО на вводе в частный дом, устанавливая три однофазных. Они будут контроллировать все утечки и вовремя предотвратят поражение человека электрическим током.

Наблюдайте за «эффектом узо» под микроскопом

Если вы когда-либо готовили абсент, поливая водой кубик сахара, подвешенный над ликером, вы, вероятно, замечали нечто, называемое «эффектом узо». Это молочная эмульсия (причудливый способ сказать смесь двух обычно несмешиваемых веществ), которая получается в результате добавления воды в ликеры с анисовым вкусом, такие как абсент, самбука или узо, популярные в Греции напитки перед ужином.

Благодаря уникальным свойствам эмульгированного узо и других ликеров, приправленных анисом, группа исследователей из отдела физики жидкости Университета Твенте в Нидерландах решила изучить, как они испаряются.Результаты их расследования можно увидеть в приведенном выше видео и в недавней статье, опубликованной в The Proceedings of National Academy of Sciences .

Согласно теории группы, существует четыре основных фазы жизненного цикла испаряющейся капли узо, состоящей из воды, этанола и анисового масла. На первом этапе капля остается прозрачной, а этанол испаряется. На втором этапе микрокапли анисового масла начинают быстро смешиваться с остальной частью капли — это и есть эффект узо в действии.На третьем этапе весь этанол испарился, и вы можете увидеть каплю воды, сидящую на кольце анисового масла. Наконец, вода испаряется, и остается небольшая капля анисового масла.

Испарение чистых частиц и жидкостей с дисперсными частицами широко изучается в последние два десятилетия, хотя исследования, проводимые Университетом Твенте, являются уникальными в этой области. Это связано с тем, что в нем используются три разные жидкости, которые имеют разную летучесть и взаимную растворимость (температура, необходимая для смешивания двух жидкостей).Проще говоря, способ испарения капли узо намного сложнее, чем простая смесь двух жидкостей. Кроме того, у нас возникает ощущение, что исследователи хотели задокументировать это, потому что это выглядит круто… что так и есть.

Работа голландской команды является важным вкладом в научное понимание того, как испаряются жидкости, что может быть использовано в различных областях, от медицинской диагностики до печати светодиодных ламп.

Установка узо в частном доме без заземления. Узо принцип работы и схема подключения в однофазной сети

Это электрическое оборудование используется в промышленных условиях.Подключение трехфазного УЗО на производственной площадке позволяет не только защитить работников от поражения электрическим током, но и служит средством предотвращения пожаров (это его основное предназначение). Обеспечить безопасные условия труда поможет устройство с подходящими характеристиками.

Правильно подобранное защитное устройство по назначению позволит избежать возникновения ряда аварийных ситуаций.

Разновидности УЗО и принцип действия

Доступны 2 типа защитных устройств.Это электромеханическое и электронное оборудование. По принципу действия они идентичны. Основное отличие и преимущество электромеханического устройства:

работают без подачи электроэнергии на устройство;
простота, надежность схемы изделия.

Ток утечки из-за повреждения изоляции и прикосновения к незащищенной области вызывает срабатывание защиты — это принцип работы каждого типа устройства.

Устройство с установленной электронной схемой и источником питания.Основа его работы — создать импульс к исполнению. Но при отключении питания на обслуживаемом участке цепи устройство работать не сможет, так как на него не подается ток. Возникают сбои в работе узо электронного типа в трехфазной сети в сильные морозы. Поэтому такие устройства используются редко, хотя их цена ниже, чем у электромеханического устройства защиты.

Алгоритм одинаков для всех типов устройств

В разных направлениях фазный ток и нулевой поток по проводникам.При этом происходит возбуждение 2-х магнитных потоков в сердечнике защитного устройства. Потоки как бы поддерживают равновесие системы, обеспечивая нулевое значение ЭДС.

Когда человек касается оголенного провода или утечки из нарушенной части токовой развязки, соответствующей срабатыванию устройства, устройство размыкает трехфазную цепь. Возникающий в сердечнике магнитный поток приводит в действие защелку группы контактов. Так работает каждое предохранительное устройство.

Каждое трехфазное узо оснащено кнопкой «Тест». Не реже 1 раза в месяц необходимо проверять исправность устройства. Нажимая на нее, мы вызываем искусственную утечку тока. Устройство должно реагировать на угрозу. В случае неисправности ведутся работы по установке нового устройства.

Что такое УЗО, зачем оно установлено?

Начинающим электрикам необходимо понимать и знать ответы на эти вопросы перед выполнением работ:

Главное помнить, что трехфазные выключатели дифференциального тока используются для предотвращения возгораний на промышленных объектах.Сила тока для такого оборудования составляет 100 — 300 мА.

Схема трехфазного устройства без нулевого провода

Узкое подключение для трехфазной сети, для защиты от утечки тока на синхронном двигателе, может быть выполнено без нуля. В этом случае соединение обмоток осуществляется по схеме звезда или треугольник без нейтрали. Суммируя токи по фазам, видим, что они не могут вызвать включение УЗО в работу из-за их небольшого размера.

В случае аварии, когда происходит утечка фазы, ток течет на землю через шасси. В этом случае поток протекает через трансформатор устройства, и срабатывает защита.

Значение напряжения трехфазного тока 380 В, а на однофазном аппарате 220. Разница немаленькая. Возможна ли установка трехфазного узо в однофазной сети? Если производитель предоставил такую возможность, то да.

Самое главное, чтобы гарантировалась нормальная работа схемы проверки напряжения, величина которой соответствует принятым нормам.Это правило особенно важно соблюдать при установке устройства электронной защиты.

Какое устройство лучше установить и как подключить?

При установке дифференциальной машины ABB экономится место в экране и на проводах при электромонтаже. Защищает сразу от нескольких неисправностей. Значения короткого замыкания и пикового тока (срабатывание выключателя) и предотвращение возгорания и поражения электрическим током при утечке.

При этом качественный дифавтомат abb может стоить намного дороже, чем 2 отдельных качественных устройства (автомат и УЗО).

На трехфазных устройствах защиты имеется 4 клеммы для группы питания и тока, идущего к потребителям. Следовательно, при установке в электрическом щите будет не менее 7 монтажных ячеек. Устройство фиксируется с помощью специальных защелок, вставленных в пазы электрощита.

Закрепляем кабели, идущие к экрану, к верхним выводам питания. Снизу назначаем проводку к оборудованию. Провода в клеммах закреплены зажимными винтами. Самое главное подключить провода, чтобы не перепутать фазу и ноль.Это может привести к серьезным последствиям.
После проверки правильности установки можно произвести пробное подключение к сети.

Достаточно просто. С этой работой справится новичок, но при выполнении работы лучше воспользоваться несколькими нашими советами.
В заключение необходимо напомнить основные моменты статьи.

Чтобы система защиты работала правильно, сразу после выключателя необходимо подключить УЗО.

Всегда следует помнить, что устройство защитного отключения никогда не может заменить землю и наоборот.При этом никакая машина, служащая для защиты от токов короткого замыкания, никогда не заменит УЗО и не защитит человека от последствий утечек тока.

Устройство с током выше 30 мА не может защитить человека от поражения электрическим током. Такое устройство устанавливается для защиты здания от возгорания при утечках тока.

Выбирайте защиту по следующим характеристикам:

Выбор определяется особенностями устройства.Следует напомнить, что оптимальным вариантом является устройство электромеханического типа.
Подбор, производимый по мощности устройства, учитывает время отключения электроэнергии.
Определенный ток нагрузки требует установки различных устройств.
Решите, готовы ли вы платить за возможности, которые вам не нужны. А также подумайте, стоит ли переплачивать за название компании производителя.

Больше всего брендовой продукции производится в Китае.Иногда производители известного бренда не догадываются, что его продукция запущена на рынок. А остальной ассортимент произведен в регионах мира с низким уровнем жизни. Но даже здесь можно попасть на некачественный товар.

Заземляющий провод не должен выходить в контур заземления за установленным устройством защитного отключения. Он не может находиться в зоне ответственности УЗО. Поэтому его включают в электрическую цепь до защиты.

Убедитесь, что провода подключены правильно в соответствии со схемой подключения.Как правило, он располагается на одной из поверхностей боковых сторон устройства.

Выполняя все эти требования и правила, вы получаете надежную и надежную защиту от утечки тока.

5 августа 2017

Начнем с анализа понятий. Сегодня, по большей части, УЗО используются для обозначения дифференциального автоматического выключателя.

Это устройство предназначено для измерения тока, входящего и выходящего из устройства, и когда между ними возникает разница, цепь размыкается.Собственно, дифференциал и указывает место утечки.

Предполагается, что объект имеет заземление. Но часто бывает, что как раз этой части не хватает. Как подключается УЗО без заземления?

Еще раз коротко о концепциях электрозащиты дома

В настоящее время для защиты электрической сети дома от различных эксцессов принято выделять следующее оборудование:

Внутри металлические кронштейны, на которых по плану электрификации квартиры навешиваются различные модули как конструктор.

Не путайте это понятие с распределительной коробкой, которая представляет собой просто коробку с несколькими резиновыми отрывными манжетами на концах, в которые встроены контактные площадки простых электрических соединений.

Для этого нужен распределительный щит, чтобы схема установки УЗО была предельно простой, понятной и удобной.

Когда вся техника собрана в одном месте и подписана, то любой хозяин радуется такой роскоши. Допустим, вам нужно отключить розетки в комнате — одно нажатие пальца, и дело в шляпе.

Прежде чем рассматривать УЗО, обсудим автоматический выключатель.

В простейшем случае это прибор всего с двумя выводами, куда цепляется фаза (коричневый или красный провод).

Суть в том, что при резком увеличении тока внутреннее реле автоматического выключателя автоматически размыкает цепь.

Время, необходимое для завершения операции, зависит от типа прибора.

И нет простого правила — чем быстрее, тем лучше.

Если нагрузкой является асинхронный двигатель холодильника или кондиционера, то пусковой ток может быть кратковременно высоким.

Ложное срабатывание вряд ли порадует владельцев невозможностью запуска климатической системы или морозильной камеры.

В связи с этим нужно знать, что автоматический выключатель выбирается исходя из типа нагрузки. Кроме того, это устройство может разорвать цепь, если сила тока превысит указанную на корпусе.

С коэффициентом перегрузки 1.15 обычно это происходит за час, в 1.45 — в два раза дольше

Это предотвращает перегрев проводки и возгорание или потерю изоляции в результате циклов повышения и понижения температуры.

Вы обратили внимание, что автоматический выключатель защищает схему от перегрева, оборудование от короткого замыкания, но о безопасности нигде и речи не идет.

И тут на сцену выходит УЗО. Когда возникает наименьший ток утечки, возникает разница между входящим и исходящим токами.

Напомним один из законов Кирхгофа. В последовательной цепи ток постоянный.

Мы подключили друг за другом источник в виде трансформатора, бытовую технику и нулевой провод, заземленный обычно в районе одной и той же подстанции.

В результате того, что человек берет одной рукой токоведущую часть одной рукой, а другую промывает под краном, происходит утечка тока через электролиты в организме: кровь, лимфу, различные органоиды.

Благодаря этому в нашей последовательной схеме, описанной выше, в районе локализации аварии электроны начинают теряться, покидая канализацию через руку пострадавшего.

УЗО немедленно захватывает и размыкает цепь

В этом случае очень важна скорость отклика. И отличается минимальным рабочим током утечки. Но есть один подводный камень.

Если характеристики слишком чувствительны, возможны ложные срабатывания. В связи с этим полезно поставить на входе в квартиру хороший фильтр напряжения, например, фильтрующий высшие гармоники.

Итак, вывод: подключение УЗО без заземления возможно, но есть вероятность, что корпус под напряжением очень долго будет висеть, и кто-то его возьмет.

Но если бы все было по правилам, то сразу после выхода из строя изоляции возникла бы текущая дифференциация.

В результате можно было избежать неприятного электрошока.

То есть УЗО сработает, но результат контакта электричества и человека будет зависеть только от физического состояния последнего.

Например, пенсионер со слабым сердцем может умереть от такой шоковой терапии. Жизненный случай? Накопительный водонагреватель с нарушенной изоляцией водонагревателя.

Если трубы пластиковые и клапаны закрыты, то есть все шансы попасть в контур заземления, просто спустив воду из крана.

Зачем нужен УЗО в квартире без заземления?

Существует специальный стандарт подключения бытовой техники в потенциально опасных зонах квартиры.

К ним относятся, прежде всего, сантехника.

Предусмотрены ровные зоны для установки стиральных машин и техники безопасности в цепи подсветки джакузи (ГОСТ Р 50571.11-96).

Итак, поехали! Строки этого смарт-документа говорят о том, что во взрывоопасных зонах (по терминологии стандарта) разрешается установка электрооборудования только в трех случаях:

При подключении через индивидуальный разделительный трансформатор по ГОСТ 3 / ГОСТ Р 50571.3 в соответствии с п. 413.5.1.

Суть в следующем. Изолирующий трансформатор не преобразует напряжение. На выходе его вторичной обмотки те же 220 В, а на входе ток равен за вычетом потерь (КПД

Однако, если одной рукой взять оголенный провод, а другой — кран подачи воды, то замкнутая цепь не образуется и не убьет человека.

Конечно, если кому-то удастся сразу ухватиться за оба конца вторичной катушки, то он получит свой, но на практике это сделать очень сложно.

А если сама порвется изоляция, то трансформатор перейдет в режим короткого замыкания, а свечи сгорят (или сработают автоматические выключатели).

Но! Конец вторичной обмотки ни в коем случае нельзя ставить на землю.

В этом случае теряется весь смысл установки такого устройства. И не забывайте про слово «индивидуальный»: нельзя подавать ток более чем на одно устройство из домашнего набора бытовой техники.

Сейф питается от SELV или PELV.

Что это за зверюшки, и как это связано с подключением УЗО без заземления? Терпение! Это так называемое безопасное сверхнизкое напряжение.

Например, по этому принципу работают все без исключения портативные электробритвы и эпиляторы.

Суть в том, что напряжение питания не превышает тех, которые считаются безопасными, 50 В. Электробритвы обычно имеют 9 или 12 В (до 15 В).

Честно говоря, для стиральных машин это обычно не вариант, как и для посудомоечных машин.

Поэтому снова возвращаемся к нашему УЗО без заземления. Да да! Третий момент — это именно они. Прочитай внимательно.

Допускается защита вашей бытовой техники с помощью УЗО, реагирующего на дифференциальный ток.

Напоминаем, что это разница между потребляемой мощностью на входе и на выходе. В связи с ранее написанным запрещается заземлять корпус прибора через нулевой провод.

В этом случае УЗО, реагирующее на дифференциальный ток, не сможет выполнять свои защитные функции.

Следовательно! Корпус стиральной машины может укусить душ.

Так как входной фильтр напряжения на землю обычно идет около 60 В.

Если не верите, возьмите тестер и убедитесь.

Поместите второй зонд на водопроводный кран. Но ток от корпуса обычно небольшой, даже ниже, чем от корпуса системного блока персонального компьютера.

Кроме того, есть еще одно требование. А именно, дифференциальный ток реакции устройства должен быть не более 30 мА.

В целом по стандарту санузел делится на три зоны:

Эти римские цифры обозначают степень электробезопасности. А они означают, что утеплитель усиленный или двойной.

Наконец, в третьей зоне, которая начинается не ближе 60 см от ванны, можно ставить первые розетки.

Требования, которые мы описали выше. Это обсуждаемый нами разделительный трансформатор, БСНН, или УЗО.

Т.е. стиральная машина должна быть подключена по всем правилам и удалена от ванны на 60 и более см. Это смешно, учитывая размеры домашних ванных комнат, но таковы реалии.

Можно ли подключить УЗО без заземления?

В стандарте четко указано, что использование местных систем выравнивания потенциалов без заземления не допускается.

Для большей наглядности допустим, что корпус каждого устройства находится под определенным напряжением.

И даже если они запитаны от одной сети, разница между устройствами может не быть равна нулю.

В этом случае можно легко получить поражение электрическим током, прихватив сразу обоих представителей бытовой техники.

Чтобы избежать такой возможности, выполняется электрическое соединение всех корпусов прибора единой токопроводящей шиной (медь, толстая сталь).

В свою очередь, по технике безопасности все (!) Устройства, находящиеся в зонах 0, 1, 2 и 3, должны быть подключены к системе выравнивания потенциалов.

И последний из них заканчивается на расстоянии примерно 2.4 метра от стен санузла. Получается, что даже при наличии УЗО без заземления не обойтись. И это правильно.

Как УЗО будет работать без заземления, даже если есть чувствительность к дифференциальному току?

Если изоляция порвется, дождется утечки.

Но заземления нет, так что перед бурей будет тишина, пока кто-то не решит пропустить ток утечки через свое тело, например, в канализацию (через струю воды из крана).

Хотите быть лабораторной мышкой? Но, наверное, выход есть?

В принципе, ограничение наших домов, подключенных по системе TN-C (без защитного заземления можно обойти).

Для этого нужно поставить корпус на нулевой провод, но (!) Снятый с подъезда в квартиру. То есть УЗО должно работать само, а ток утечки будет проходить мимо. Тогда все будет хорошо.

На всякий случай прилагаем примерную схему, как подключить УЗО без заземления (на рисунке справа).

Но учтите, что это все незначительные отклонения от стандарта.

По правилам, вам необходимо заказать полную реконструкцию системы электроснабжения согласно всем требованиям ПУЭ подъезда 7. На нашей схеме показано:

Буква N обозначает нейтральный провод, который в электротехнике называется нейтралью. Мы учли, что питание дома всегда трехфазное, поэтому логично обозначить эту жилу именно так.

Подключение трехфазного узо в основном используется на производстве. Принцип его действия аналогичен действию. Единственное отличие в том, что проходят не два, а четыре провода — три фазы и ноль.
Если трехфазная нагрузка симметрична, то есть все фазы нагружены равномерно, сумма токов трех фаз равна нулю, поэтому она практически отсутствует. Как только баланс токов нарушается в результате утечки в корпус, в магнитной цепи индуцируется электромагнитная индукция, создавая ток во вторичной цепи, подключенной к блоку сравнения тока.Узел сравнения дает команду на отключение силовых контактов устройства. Это, так сказать, краткий экскурс в устройство устройства.
А теперь рассмотрим на практике трехфазное соединение узо . К трехфазному узо можно подключить три независимые группы силовых приемников. Нулевой провод в этом случае служит для поддержания баланса нулевого тока. Нагрузка групп не всегда одинакова, чаще всего какая-то группа потребляет меньше тока, какая-то больше. Для выравнивания токов при такой нагрузке понадобится нейтральный провод.Пример такого подключения показан на рис. 1.

Когда нагрузка на всех фазах симметрична, нейтральный провод нельзя подключать. Примером может служить асинхронный двигатель. Здесь вполне достаточно заземлить корпус двигателя (рис. 2).

Трехфазное соединение типа «узо» может также использоваться в качестве защиты двигателя от обрыва фазы. Для этого звезду обмотки двигателя подключают к нулю, но этот проводник проходит не через прибор, а мимо.Когда фаза пропадает, в нулевой точке звезды создается напряжение, и это напряжение должно быть отправлено на нулевую шину, минуя контакты устройства. В этом случае ноль будет действовать как утечка (рис. 3),

Может случиться так, что для собственного дома не было однофазного устройства остаточного тока, а есть трехфазное. Нет проблем: подключаем то, что есть. На все три входных клеммы должна подаваться только фаза.
Выход можно разделить на три группы, если есть эти три группы (рис.4), либо можно подключить существующую одну группу ко всем трем выходным клеммам (рис. 5).

Среди защитных устройств в домашней электропроводке все большую популярность приобретают автоматические выключатели (дифференциальные автоматы) и дифференциальные автоматы (дифавтоматы). Производители выпускают их с различными типами конструкций для использования в однофазных и трехфазных схемах электроснабжения. У всех этих устройств единый алгоритм работы.

Принципы работы

По большому счету, заключается в отсутствии в цепи, реагирующей на токи превышения нагрузки.Поэтому схема подключения однофазного или трехфазного УЗО от схемы подключения дифференциального автомата отличается только отсутствием этой функции. Для защиты от коротких замыканий и недопустимых нагрузок в нем требуется дополнительная токовая защита.

Общим элементом этих защит является схема, основанная на сравнении векторов тока на входе и выходе из устройства, которая при отклонении от установленных предельных значений отключает электрооборудование.

Элементная база, на которой работает эта схема, может быть различной, например, на основе электромагнитных реле или полупроводниковых элементов. Чтобы понять, как правильно подключить УЗО и дифференциальный выключатель к электрической сети, рассмотрим первый вариант конструкции упрощенной однофазной сети. По такому же алгоритму работают внутренние элементы статических устройств. Поэтому их подключение полностью аналогично.

Нормальный режим мощности

При включении под нагрузкой через проводники тока, установленные внутри тороидальной магнитной цепи, течет ток нагрузки.Если качество изоляции в цепи хорошее, то по ней не будет токов утечки. Ток I1, поступающий через фазовый токоподвод L1, будет соответствовать значению тока I2, выходящего из магнитной цепи, и одновременно направлен в противоположном направлении.

В этом случае магнитные потоки ФL и ФN, сформированные из фазных токов и нуля, также будут равны по величине и противоположны по направлению. При прохождении через магнитопровод в нем складываются магнитные потоки, взаимно уничтожая друг друга.Полный магнитный поток магнитопровода Фс равен нулю.

Описанный вариант рассматривает работу идеального устройства, которое существует только теоретически. На практике всегда появляется какая-то неуравновешенность соотношений F1 и F2, но она очень небольшая и не влияет на работу схемы.

Режим тока утечки

В случае нарушения изоляции часть фазного потенциала начнет стекать на землю, Iout.Значение тока в нейтральном проводе I2 уменьшится на такую же величину. Он будет формировать меньший магнитный поток ФN. При сложении магнитных потоков внутри магнитопровода возникает превышение потока F1 над Ф2. Общий поток FS немедленно увеличится и вызовет намотку на него катушки ЭДС.

Под его действием в замкнутом контуре катушки появится ток ΔI, пропорциональный току утечки. Если пользователь превышает значение, установленное пользователем, электромагнит сработает, отключив защелку расцепителя, встроенного в устройство, которое сработает и сбросит напряжение со всей защищаемой области.

Режим отключения питания

Как видите, вся работа защиты по отключению происходит в автоматическом режиме. Но для того, чтобы повторно включить УЗО в работу, необходимо выполнить следующие действия:

1. Анализировать состояние электрической цепи для определения причины отключения;

2. устранить выявленную неисправность;

3. Только после этого используйте рычаг ручного переключателя на УЗО или дифавтомате.

Возникновение повторного отключения УЗО необходимо рассматривать как следствие плохой изоляции электрооборудования и немедленно принимать меры по ее восстановлению.Приемлемо огрубление настроек защиты, а также ее блокировка.

При первоначальной установке УЗО или дифференциальной машины в схему подключения достаточно правильно подключить входные и выходные провода фазы и нуля к их клеммам. Они четко обозначены на всех постройках.

Схема подключения однофазного УЗО к двухпроводной сети

Для обозначения входных клемм фазы и нуля сделаны надписи «1» и «N», а на выходных — «2» и «N».Для устройств, использующих электронную базу, важно правильно подключить нейтраль, потому что вы не можете ошибиться с ее полярностью. В противном случае велика вероятность повреждения составных частей электронной схемы.

В конструкции устройства использована возможность периодических испытаний в процессе эксплуатации для определения исправности. Для этого установлена кнопка «Т», при включении через токоограничивающий резистор и замкнутый контакт создается цепочка для протекания части тока, что влияет на возникновение дисбаланса магнитного поля. потоки, обеспечивающие срабатывание защиты.Если на УЗО при подаче напряжения была нажата кнопка проверки Т, и выключение не произошло, то это однозначно свидетельствует о неисправности устройства.

При ручном включении УЗО в этой цепи замыкаются сразу 3 контакта:

1. фазный провод;

2. нулевой токоподвод;

3. Проверка электронных схем.

При возникновении токов утечки при срабатывании защиты эти же три контакта автоматически разрывают свои цепи.

Схема подключения трехфазного УЗО к четырехпроводной сети с общей нейтралью

Основой для установки трехфазных УЗО и дифлавтоматов является предыдущая схема. В нем тоже необходимо соблюдать полярность каждой фазы и нуля. Для этого подключите входные цепи к нечетным клеммам, а выходные цепи — к четным.

Такое УЗО работает, когда есть дисбаланс магнитного потока, создаваемый токами всех четырех проводников.

Схема подключения трехфазного УЗО к трем однофазным сетям с общей нейтралью

Эта разработка позволяет одному устройству сразу защищать три однофазные электрические цепи.

Для этого достаточно выбрать место установки, позволяющее использовать шину для подключения к выходу защиты нейтрали для ее разделения в сетях №1, 2, 3.

Схема подключения трехфазного УЗО к трехпроводной сети без нейтрали

В частном случае защиты электродвигателей, работающих от трех фаз без нейтрали, нулевые клеммы на УЗО не задействованы.

Однако при таком подключении лучше использовать электромагнитные конструкции с механическими расцепителями. Статические модели требуют подачи напряжения на источник питания для работы. Его можно подключать между фазным и нулевым проводами.

Кроме того, отсутствие нулевого потенциала исключает функцию периодической проверки исправности устройства под напряжением, что не очень удобно. Следовательно, такое соединение требует доработки внутренней конструкции.

Схема подключения трехфазного УЗО к однофазной сети

Это не очень рациональный метод, но к нему прибегают при последовательном монтаже в начале однофазной сети с последующим добавлением еще двух электрических цепей для общей защиты, которые будут созданы через определенное время.

В этом случае важно, чтобы фаза была подключена строго к токопроводу, через который УЗО проверяется в рабочем состоянии.Для этого при включении силовых контактов и нажатии кнопки тестирования «прозвонит» сопротивление между входом каждой фазы и нулем.

Это необходимо сделать на демонтированном УЗО без напряжения. На двух выводах сопротивление будет соответствовать бесконечности из-за обрыва контактов, а на одном покажет значение сопротивления токоограничивающего резистора. Этот терминал должен быть подключен.

Отличия схем подключения УЗО от дифференциальных машин

В самом начале статьи было отмечено, что УЗО не имеет встроенной защиты от токов перегрузки и короткого замыкания, которые могут возникнуть в любой момент и сжечь устройство.Его надо беречь. Поэтому перед каждым УЗО необходимо монтировать автоматический выключатель с настройкой, обеспечивающей работоспособность и безопасность УЗО.

Помимо того, что автоматический выключатель предохраняет УЗО от токов перегрузки, он также защищает от того, что может произойти в цепи с нарушениями изоляции между:

1. выходной фазный провод устройства 3 с входным нулевым проводом 2;

2. выходной нейтральный провод 4 с входным фазным проводом 1;

3.между выходными проводами 3 и 4.

Если в первых двух случаях ток короткого замыкания проходит только по одному пути тока, расположенному внутри корпуса УЗО, то в третьем случае нагружаются обе линии. Схема такого типа наиболее опасна.

Им такая защита не нужна, она у них встроенная. Поэтому стоимость этих устройств выше. Схема подключения дифференциального автомата не требует дополнительной установки автоматического выключателя.

Надежная и длительная работа УЗО и дифференциальной машины обеспечивается правильным подключением с учетом конкретных условий рабочей цепи, точной настройкой параметров работы, обеспечением защитных функций.

Содержимое:

Распределение электроэнергии потребителям может осуществляться по однофазным или трехфазным сетям. Каждый из них отличается своими особенностями и требует особых схем подключения. Это касается и защитных устройств, которые устанавливаются в любой сети. В первую очередь, это автоматические выключатели, защищающие от коротких замыканий и скачков напряжения, а также другие устройства, в том числе трехфазные УЗО, устанавливаемые в трехфазных сетях и защищающие людей от токов утечки.

Назначение УЗО трехфазного

Трехфазные выключатели дифференциального тока, в соответствии с их наименованием, используются в аналогичных электрических сетях. Они защищают электронику и электрическое оборудование от возможных коротких замыканий во внутренней сети и предотвращают возгорания, которые могут возникнуть из-за утечки тока.

Принцип работы одинаков для всех устройств этого типа. Он заключается в определении и реагировании УЗО на разницу значений тока, проходящих через него.Стандартная схема подключения УЗО в трехфазной сети может выполняться в разных вариантах — с ним и без него. В первом случае задействованы все четыре провода, а во втором — только три.

Специалисты рекомендуют применять трехфазные УЗО в электрических сетях с электродвигателем, подключенным по схеме «треугольник». В этом случае обмотка перестанет приближаться к корпусу. Если электродвигатель подключается по схеме «звезда», активируются все четыре полюса, а нейтральный провод подключается к самому центру этой цепи.

Кроме того, схему подключения трехфазного УЗО при определенных условиях можно использовать для однофазных сетей. Особенно это актуально при подключении сварочных агрегатов, являющихся источниками повышенной опасности. В этих случаях возможная утечка тока имеет большое значение и может привести к серьезным негативным последствиям.

Параметры защитных устройств существенно различаются в зависимости от области применения и условий эксплуатации. Они работают с разным номинальным током и напряжением, рассчитаны на разные токи утечки.Например, если отключение происходит при токе 300 мА, такие УЗО используются в электрических сетях со сложной каскадной конструкцией. В жилых помещениях трехфазные УЗО используются реже, а ток срабатывания будет величиной 30 мА.

Как подключить трехфазное УЗО

Трехфазные выключатели дифференциального тока очень редко используются в квартирах. Они предназначены для частных домов, гаражей и других объектов, где используются трехфазные электрические сети. Установка средств защиты осуществляется в распределительном щите.На DIN-рейке УЗО с четырьмя полюсами занимает 4 стандартных модуля. Основная функция — защита кабелей и проводов от возгорания и короткого замыкания. Трехфазные устройства рассчитаны на токи отключения с очень высоким порогом.

Подключение такого УЗО имеет свои особенности. Перед установкой следует разобраться в цветовой кодировке проводов. По стандартной маркировке нейтральный рабочий провод N обозначен синим цветом, нейтральный рабочий и защитный провод PEN также синего цвета с желто-зелеными полосами на концах.Для проводника защитного заземления PE используется желто-зеленый цвет. Фазовые провода A, B и C обозначены соответственно желтым, зеленым и красным. После того, как назначение каждого проводника определено, можно приступать к решению вопроса, как подключить трехфазное УЗО.

Прямое подключение осуществляется по установленной схеме, в которой могут быть задействованы 3 или 4 полюса. Очень редко используется двухполюсная схема. В будущем, исходя из конкретного варианта подключения, в защищенную сеть можно будет устанавливать не только трехфазное, но и однофазное оборудование.

Чаще всего в работе электродвигателей применяется трехполюсное УЗО. Эта опция позволяет полностью контролировать возможные утечки тока в корпус. В схеме «» задействованы только фазные проводники, а нулевой провод не используется. В общем, трехфазное УЗО работает точно так же, как однофазное защитное устройство.

УЗО четырехполюсное

Вариант подключения трехфазного УЗО с тремя полюсами применяется на объектах, где используется напряжение 380В.Этот тип подключения отличается от трехфазной схемы количеством проводов, задействованных на входе и выходе устройства. Предварительно следует также понимать цветовую маркировку и назначение каждого проводника. Отдельно подключается нейтральный или нейтральный провод, подключаемый к отдельной клемме.

Исходящие провода подключены к распределительной системе. Далее каждая отдельная фаза и нейтральный провод могут обеспечивать работу одной группы однофазных потребителей.Причем все такие линии имеют свои дополнительные УЗО. Подключение устройств с четырьмя полюсами возможно только при помощи защитного и рабочего проводника. Во всех остальных случаях подключение четырехполюсного УЗО категорически запрещено.

Установка узо в частном доме без заземления. Узо принцип работы и схема подключения в однофазной сети

Это электрическое оборудование используется в промышленных условиях. Подключение трехфазного УЗО на производственной площадке позволяет не только защитить работников от поражения электрическим током, но и служит средством предотвращения пожаров (это его основное предназначение).Обеспечить безопасные условия труда поможет устройство с подходящими характеристиками.

Разновидности УЗО и принцип действия

Доступны 2 типа защитных устройств. Это электромеханическое и электронное оборудование. По принципу действия они идентичны. Основное отличие и преимущество электромеханического устройства:

работают без подачи электроэнергии на устройство;
простота, надежность схемы изделия.

Устройство с установленной электронной схемой и источником питания. Основа его работы — создать импульс к исполнению. Но при отключении питания на обслуживаемом участке цепи устройство работать не сможет, так как на него не подается ток. Есть сбои в работе Узо электронного типа в трехфазной сети в сильные морозы.Поэтому такие устройства используются редко, хотя их цена ниже, чем у электромеханического устройства защиты.

Алгоритм одинаков для всех типов устройств

В разных направлениях фазный ток и нулевой поток по проводникам. При этом происходит возбуждение 2-х магнитных потоков в сердечнике защитного устройства. Потоки как бы поддерживают равновесие системы, обеспечивая нулевое значение ЭДС.

Когда человек касается оголенного провода или утечки из нарушенного участка токовой развязки, соответствующего срабатыванию устройства, устройство размыкает трехфазную цепь.Возникающий в сердечнике магнитный поток приводит в действие защелку группы контактов. Так работает каждое предохранительное устройство.

Каждое трехфазное узо оснащено кнопкой «Тест». Не реже 1 раза в месяц необходимо проверять исправность устройства. Нажимая на нее, мы вызываем искусственную утечку тока. Устройство должно реагировать на угрозу. В случае неисправности ведутся работы по установке нового устройства.

Что такое УЗО, зачем оно установлено?

Начинающим электрикам необходимо понимать и знать ответы на эти вопросы перед выполнением работ:

Схема трехфазного устройства без нулевого провода

Узкое подключение для трехфазной сети, для защиты от утечки тока на синхронном двигателе, может быть выполнено без нуля. В этом случае соединение обмоток осуществляется по схеме звезда или треугольник без нейтрали. Подводя итоги текущих показателей по фазам, видим, что они не могут вызвать включение УЗО в работу из-за их небольшого размера.

В случае аварии, когда происходит утечка фазы, ток течет на землю через корпус. В этом случае поток движется через трансформатор устройства, срабатывает защита.

Самое главное, чтобы гарантировалась нормальная работа схемы проверки напряжения, величина которой соответствует принятым нормам.Это правило особенно важно соблюдать при установке устройства электронной защиты.

Какое устройство лучше установить и как подключить?

На трехфазных устройствах защиты имеется 4 клеммы для группы питания и тока, идущего к потребителям. Таким образом, при установке в электрической панели будет не менее 7 монтажных ячеек. Устройство фиксируется с помощью специальных защелок, вставленных в пазы электрощита.

Закрепляем кабели, идущие к экрану, к верхним выводам питания. Снизу назначаем проводку к оборудованию. Провода в клеммах закреплены зажимными винтами.Самое главное подключить провода, чтобы не перепутать фазу и ноль. Это может привести к серьезным последствиям.
После проверки правильности установки можно произвести пробное подключение к сети.

Чтобы система защиты работала правильно, сразу после выключателя необходимо подключить УЗО.

Всегда следует помнить, что устройство защитного отключения никогда не может заменить землю и наоборот. При этом никакая машина, служащая для защиты от токов короткого замыкания, никогда не заменит УЗО и не защитит человека от последствий утечек тока.

Выбирайте защиту по следующим характеристикам:

Выбор определяется особенностями устройства.Следует напомнить, что оптимальным вариантом является устройство электромеханического типа.
Подбор, производимый по мощности устройства, учитывает время отключения электроэнергии.
Определенный ток нагрузки требует установки различных устройств.
Решите, готовы ли вы платить за возможности, которые вам не нужны. А также подумайте, стоит ли переплачивать за название компании производителя.

Заземляющий провод не должен выходить в контур заземления за установленным устройством защитного отключения. Он не может находиться в зоне ответственности УЗО. Следовательно, он всегда включается в электрическую цепь перед защитой.

Убедитесь, что провода подключены правильно в соответствии со схемой подключения. Как правило, он располагается на одной из поверхностей боковых сторон устройства.

Выполняя все эти требования и правила, вы получаете надежную и надежную защиту от утечки тока.

5 августа 2017

Это устройство отвечает за измерение тока, входящего и выходящего из устройства, и при возникновении разницы между ними происходит разрыв цепи.Собственно дифференциал и указывает на место утечки.

Еще раз коротко о концепциях электрозащиты дома

Для этого нужен распределительный щит, чтобы схема установки УЗО была предельно простой, понятной и удобной.

Прежде чем рассматривать УЗО, обсудим автоматический выключатель.

В простейшем случае это прибор всего с двумя выводами, куда цепляется фаза (коричневый или красный провод).

Время, необходимое для завершения операции, зависит от типа прибора.

И нет простого правила — чем быстрее, тем лучше.

Если нагрузкой является асинхронный двигатель холодильника или кондиционера, пусковой ток может быть кратковременно высоким.

С коэффициентом перегрузки 1.15 обычно это происходит за час, в 1.45 — в два раза дольше

Вы обратили внимание, что автоматический выключатель защищает схему от перегрева, оборудование от короткого замыкания, но о безопасности нигде и речи не идет.

И тут на сцену выходит УЗО. Когда возникает наименьший ток утечки, есть разница во входящем и исходящем токах.

Напомним один из законов Кирхгофа. В последовательной цепи ток постоянный.

УЗО немедленно захватывает и размыкает цепь

Но если бы все было по правилам, то сразу после выхода из строя изоляции возникла бы текущая дифференциация.

В результате можно было избежать неприятного электрошока.

Если трубы пластиковые и клапаны закрыты, то есть все шансы включиться в контур заземления, просто спустив воду из крана.

Зачем нужен УЗО в квартире без заземления?

Существует специальный стандарт подключения бытовой техники в потенциально опасных зонах квартиры.

К ним относятся, прежде всего, сантехника.

При подключении через индивидуальный разделительный трансформатор по ГОСТ 3 / ГОСТ Р 50571.3 в соответствии с п. 413.5.1.

Конечно, если кому-то удастся сразу схватить оба конца вторичной катушки, то он получит свой, но на практике это сделать очень сложно.

А если сама порвется изоляция, то трансформатор перейдет в режим короткого замыкания, а вилки перегорят (или сработают автоматические выключатели).

Но! Конец вторичной обмотки ни в коем случае нельзя ставить на землю.

Сейф питается от SELV или PELV.

Например, по этому принципу работают все без исключения портативные электробритвы и эпиляторы.

Честно говоря, для стиральных машин это обычно не вариант, как и для посудомоечных машин.

Допускается защита вашей бытовой техники с помощью УЗО, реагирующего на дифференциальный ток.

В этом случае УЗО, реагирующее на дифференциальный ток, не сможет выполнять свои защитные функции.

Следовательно! Корпус стиральной машины может укусить душ.

Так как входной фильтр напряжения на землю обычно идет около 60 В.

Если не верите, возьмите тестер и убедитесь.

В целом по стандарту санузел делится на три зоны:

Наконец, в третьей зоне, которая начинается не ближе 60 см от ванны, можно ставить первые розетки.

Требования, которые мы описали выше. Это обсуждаемый нами разделительный трансформатор, БСНН, или УЗО.

Т.е. стиральную машину следует подключать по всем правилам и отделять от ванны на 60 и более см. Это смешно, учитывая размеры домашних ванных комнат, но таковы реалии.

Можно ли подключить УЗО без заземления?

Для большей наглядности допустим, что корпус каждого устройства находится под определенным напряжением.

И даже если они запитаны от одной сети, разница между устройствами может не быть равна нулю.

Как УЗО будет работать без заземления, даже если есть чувствительность к дифференциальному току?

Если изоляция порвется, дождется утечки.

Хотите быть лабораторной мышкой? Но, наверное, выход есть?

В принципе, ограничение наших домов подключено через систему TN-C (без защитного заземления можно обойти).

Для этого нужно поставить корпус на нулевой провод, но (!) Снятый с подъезда в квартиру. То есть УЗО должно работать само по себе, а ток утечки пройдет мимо. Тогда все будет хорошо.

На всякий случай прилагаем примерную схему, как подключить УЗО без заземления (на рисунке справа).

Но учтите, что это все незначительные отклонения от стандарта.

Подключение трехфазного узо в основном используется на производстве. Принцип его действия аналогичен действию. Единственное отличие в том, что проходят не два, а четыре провода — три фазы и ноль.
Если трехфазная нагрузка симметрична, то есть все фазы нагружены равномерно, сумма токов трех фаз равна нулю, поэтому она практически отсутствует. Как только баланс токов нарушается в результате утечки в корпус, в магнитной цепи индуцируется электромагнитная индукция, создавая ток во вторичной цепи, подключенной к блоку сравнения тока.Узел сравнения дает команду на отключение силовых контактов устройства. Это, так сказать, краткий экскурс в устройство устройства.
А теперь рассмотрим подключение трехфазного узо на практике. К трехфазному узо можно подключить три независимые группы силовых приемников. Нулевой провод в этом случае служит для поддержания баланса нулевого тока. Нагрузка групп не всегда одинакова, чаще всего какая-то группа потребляет меньше тока, какая-то больше. Чтобы уравнять токи при такой нагрузке, и вам понадобится нейтральный провод.Пример такого подключения показан на рис. 1.

Когда нагрузка на всех фазах симметрична, нейтральный провод нельзя подключать. Примером может служить асинхронный двигатель. Здесь достаточно заземлить корпус двигателя (рис. 2).

Может случиться так, что для собственного дома не было однофазного устройства остаточного тока, а есть трехфазное. Нет проблем: подключаем то, что есть. На все три входных клеммы должна подаваться только фаза.
Вывод можно разделить на три группы, если есть эти три группы (рис.4), либо можно подключить существующую одну группу ко всем трем выходным клеммам (рис. 5).

Среди защитных устройств в домашней электропроводке все большую популярность приобретают выключатели дифференциального тока () и дифференциальные автоматы (дифавтоматы). Производители выпускают их в различных вариантах исполнения для использования в однофазных и трехфазных схемах электроснабжения. У всех этих устройств единый алгоритм работы.

Принципы работы

Нормальный режим мощности

В этом случае магнитные потоки ФL и ФN, сформированные из фазных токов и нуля, также будут равны по величине и противоположны по направлению. При прохождении по магнитопроводу в нем складываются магнитные потоки, взаимно уничтожая друг друга.Полный магнитный поток магнитопровода Фс равен нулю.

Режим тока утечки

В случае нарушения изоляции часть фазного потенциала начнет стекать на землю, Iout.Значение тока в нейтральном проводе I2 уменьшится на такую же величину. Он будет формировать меньший магнитный поток FN. Когда магнитные потоки складываются внутри магнитопровода, происходит превышение потока F1 над Ф2. Общий поток FS немедленно увеличится и вызовет намотку на него катушки ЭДС.

Под его действием в замкнутом контуре катушки появится ток ΔI, пропорциональный току утечки. Если пользователь превышает значение, установленное пользователем, электромагнит сработает, отключив защелку расцепителя, встроенного в устройство, что сработает и снимет напряжение со всей защищаемой области.

Режим отключения питания

1. Анализировать состояние электрической цепи для определения причины отключения;

2. устранить выявленную неисправность;

3. Только после этого используйте рычаг ручного переключателя на УЗО или дифавтомате.

Возникновение повторного срабатывания УЗО необходимо рассматривать как следствие плохой изоляции электрооборудования и немедленно принимать меры по ее восстановлению.Приемлемо огрубление настроек защиты, а также ее блокировка.

Схема подключения однофазного УЗО к двухпроводной сети

В конструкции устройства использована возможность периодических испытаний в процессе эксплуатации для определения исправности. Для этого установлена кнопка «Т», при включении через токоограничивающий резистор и замкнутый контакт создается цепочка для протекания части тока, что влияет на возникновение дисбаланса магнитных потоки, обеспечивающие срабатывание защиты.Если на УЗО при подаче напряжения была нажата кнопка проверки Т, и выключение не произошло, то это однозначно свидетельствует о неисправности устройства.

При ручном включении УЗО в этой цепи замыкаются сразу 3 контакта:

1. фазный провод;

2. нулевой токоподвод;

3. Проверка электронных схем.

Схема подключения трехфазного УЗО к четырехпроводной сети с общей нейтралью

Такое УЗО работает, когда есть дисбаланс магнитного потока, создаваемый токами всех четырех проводников.

Схема подключения трехфазного УЗО к трем однофазным сетям с общей нейтралью

Эта разработка позволяет одному устройству сразу защищать три однофазные электрические цепи.

Схема подключения трехфазного УЗО к трехпроводной сети без нейтрали

Схема подключения трехфазного УЗО к однофазной сети

В этом случае важно, чтобы фаза была подключена строго к токопроводу, через который УЗО проверяется в рабочем состоянии.Для этого при включении силовых контактов при нажатой кнопке тестирования «кольцевого» сопротивления между входом каждой фазы и нулем достаточно.

Отличия схем подключения УЗО от дифференциальных машин

Помимо того, что автоматический выключатель защищает УЗО от токов перегрузки, он также защищает от тех, которые могут возникнуть в цепи в случае пробоев изоляции между:

1. выходной фазный провод устройства 3 с входным нулевым проводом 2;

2. выходной нейтральный провод 4 с входным фазным проводом 1;

3.между выходными проводами 3 и 4.

Если в первых двух случаях ток короткого замыкания проходит только по одному пути тока, расположенному внутри УЗО, то в третьем случае нагружаются обе линии. Схема такого типа наиболее опасна.

Им такая защита не нужна, она у них встроенная. Поэтому стоимость этих устройств выше. Схема подключения дифференциального автомата не требует дополнительной установки выключателя.

Надежная и длительная работа УЗО и дифференциальной машины обеспечивается правильным подключением с учетом конкретных условий рабочей цепи, точной настройкой параметров срабатывания, обеспечением защитных функций.

Содержимое:

Назначение УЗО трехфазного

Принцип работы одинаков для всех устройств этого типа. Он заключается в определении и реакции УЗО на разницу текущих значений проходящих через него.Стандартная схема подключения УЗО в трехфазной сети может осуществляться в разных вариантах — с ним и без него. В первом случае задействованы все четыре провода, а во втором — только три.

Как подключить трехфазное УЗО

Трехфазные выключатели дифференциального тока очень редко используются в квартирах. Они предназначены для частных домов, гаражей и других объектов, где трехфазное электричество от сети. Установка средств защиты осуществляется в распределительном щите.На DIN-рейке УЗО с четырьмя полюсами занимает 4 стандартных модуля. Основная функция — защита кабелей и проводов от возгорания и короткого замыкания. Трехфазные устройства рассчитаны на токи отключения с очень высоким порогом.

Подключение такого УЗО имеет свои особенности. Перед установкой следует разобраться в цветовой кодировке проводов. В соответствии со стандартной маркировкой нейтральный рабочий провод N обозначен синим цветом, нейтральный рабочий и защитный провод PEN также синего цвета с желто-зелеными полосами на концах.Для защитного провода РЕ используется желто-зеленый цвет. Фазовые провода A, B и C обозначены желтым, зеленым и красным соответственно. После того, как назначение каждого проводника определено, можно приступать к решению вопроса, как подключить трехфазное УЗО.

УЗО четырехполюсное

Возможность подключения трехфазного УЗО с тремя полюсами применяется на объектах, где используется напряжение 380В.Этот тип подключения отличается от трехфазной схемы количеством проводов, задействованных на входе и выходе устройства. Предварительно следует также понимать цветовую маркировку и назначение каждого проводника. Отдельно подключается нейтральный или нейтральный провод, подключаемый к отдельной клемме.

Исходящие провода подключены к распределительной системе. Далее каждая отдельная фаза и нейтральный провод могут обеспечивать работу одной группы однофазных потребителей.При этом все такие линии имеют свое дополнительное УЗО. Подключение устройств с четырьмя полюсами возможно только с нулевыми защитными и рабочими проводниками. Во всех остальных случаях подключение четырехполюсного УЗО категорически запрещено.

Наличие фазы Узо с чередованием липо / гидрофильных сополимеров в воде

Выбор пар мономеров, обеспечивающих близкие к нулю отношения реактивности, является эффективной стратегией для индукции спонтанной сополимеризации в чередующейся последовательности.Кроме того, конструкция мономера и индивидуальная настройка взаимодействий растворитель-мономер открывают путь к функциональным сополимерам, демонстрирующим молекулярную самосборку, соответствующую их регулярной амфипатической структуре. В этой работе мы показываем, что дизайн сомономеров с адекватной реакционной способностью и взаимодействиями может быть использован для управления самосборкой сополимера в мезоскопическом масштабе. Мы исследуем спонтанное образование наночастиц в результате взаимодействия растворитель / нерастворитель, используя так называемый «эффект узо». Таким образом была построена диаграмма узо для определения рабочего окна для самосборки в водных суспензиях чередующихся сополимеров, состоящих из звеньев винилфенола и малеимида, несущих длинные алкильные боковые группы (C ₁₂ H ₂₅ или C ₁₈ H ₃₇ ).Также были проведены исследования для учета влияния боковых липофильных подвесных единиц на размер и структуру наноагрегатов, образующихся при однократном добавлении воды. Определение характеристик структуры с помощью методов светорассеяния (DLS и SLS), малоуглового рассеяния нейтронов (SANS) и просвечивающей электронной микроскопии (крио-ПЭМ и ПЭМ) подтвердило самосборку сополимерных цепей в наночастицы (диапазон размеров: 60–300 нм) , размер которых зависит от липофильности чередующихся сополимеров, сродства растворителя к воде и диффузии растворителя в воде.В целом, мы представляем здесь спонтанный эффект узо как простой метод получения стабильных чередующихся наночастиц сополимера в воде без добавления стабилизаторов.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент…

Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Эффект узо под увеличительным стеклом — ScienceDaily

Налейте немного воды в стакан с узо или пастис, и напиток изменится с прозрачного на молочный: это хорошо известный «эффект узо».Но что произойдет, если вы просто поместите каплю узо на поверхность и подождете? Ученые из группы Физики жидкостей Университета Твенте изучили происходящие явления, они различают четыре «жизненные фазы» капли, продолжительностью не более четверти часа. Результаты опубликованы в Трудах Национальной академии наук США (PNAS) от 14 июля.

Узо — прозрачный алкогольный напиток, состоящий из воды, спирта и анисового масла. Растворимость масла зависит от водно-спиртового отношения.Добавление воды в жидкость снижает растворимость масла. Масло начинает формировать наноразмерные капли (зародышеобразование), которые, в свою очередь, образуют более крупные микрокапли, рассеивающие свет. В этот момент жидкость имеет хорошо известный молочный вид.

Быстрое движение

Просто поместив каплю узо на гидрофобную поверхность, это явление также можно изучить. Сначала капля прозрачная. Но спирт, будучи самым летучим компонентом, начинает испаряться первым, оставляя относительно больше воды в капле.Предпочтительно спирт испаряется на краю капли: именно там и возникает эффект узо. Внутри всей капли начнется быстрое движение. Эта конвекция вызвана различиями в поверхностном натяжении. «Эффект Марангони» можно также наблюдать, когда «слезы» портвейна образуются внутри бокала. Вызванный быстрым движением, эффект узо, начавшийся на ободе, будет распространяться по всей капле. До тех пор, как и ожидалось, форма капли остается сферической.

Снова прозрачный

Это замечательно меняется, когда масло начинает двигаться к ободу и показывает угол между сферой и поверхностью: капли вместе образуют кольцо (за счет слияния) на внешней стороне капли. Спустя время весь спирт испарился, и жидкость снова стала прозрачной. Вода тем временем тоже испаряется, заставляя кольцо расти к центру капли, оставляя в конце только каплю анисового масла.Эти четыре фазы проходят в течение четверти часа при комнатной температуре.

Первые три фазы, включающие всю сложную физику внутри капли, не занимают много времени: в течение двух минут спирт испаряется, начинается быстрое движение, а также изменение формы, вызванное масляным кольцом. Остальное испарение до тех пор, пока не останется лишь крошечная капля анисового масла, занимает около двенадцати минут.

Жидкостно-жидкостная экстракция

Используя механизмы разделения, происходящие в тройной смеси, такой как узо, можно найти наилучшие условия для извлечения одного из компонентов, например: экстракция жидкость-жидкость.Это может применяться, например, в медицинской диагностике. Кроме того, процесс испарения можно контролировать, создавая поверхности с различными гидрофобными свойствами. Исследование также влияет на такие методы, как струйная печать и 3D-печать с использованием сложных жидкостей.

Кроме того, результаты дают новое понимание поведения жидкостей, используемых в энергетических технологиях и катализаторах. Группа специалистов по физике жидкостей профессора Детлефа Лозе принимает участие в голландском национальном проекте Multiscale Catalytic Energy Conversion (MCEC).

Группа является частью Института нанотехнологий MESA + Университета Твенте. Исследование было проведено в сотрудничестве с коллегами из Технологического университета Эйндховена.

История Источник:

Материалы предоставлены Университет Твенте . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Пористая сборка супрачастиц посредством самосмазывающихся испаряющихся коллоидных капель узо

Эксперименты по самосборке наночастиц, вызванных испарением

Этот метод достигается за счет использования тройной жидкости, в данном случае состоящей из воды milli-Q (39.75 об.%), Этанол (59,00 об.%) И небольшое количество транс-анетола (1,20 об.%) (Раствор узо) в качестве суспензионной среды наночастиц TiO ₂ (0,05 об.%). Мы нанесли каплю 0,5 мкл суспензии узо на поверхность гидрофобного триметокси (октадецил) силана (ОТМС) -стекла. Камера фиксировала испарение капли сбоку (рис. 1а). При сушке под коллоидной каплей ³¹ появилось масляное кольцо. После этого капля сжалась на поверхности без образования контактной линии закрепления.После испарения сначала этанола, а затем воды появилась надчастица (дополнительный фильм 1).

Рис. 1

Самосборка супрачастиц путем высыхания капель суспензии узо на гидрофобных поверхностях. a Снимки испарения неподвижной капли суспензии узо (вода, этанол, анетоловое масло и наночастицы). Контактный диаметр капли на поверхности плавно уменьшался в течение всего процесса из-за образования масляного кольца на линии контакта (указано стрелками), и в конечном итоге появилась надчастица (см. Ниже).Время t безразмерно временем истощения t _D. b Первый контрольный эксперимент по испарению неподвижной капли суспензии вода-этанол с тем же соотношением вода-этанол-наночастицы (без масла). Уменьшение диаметра контакта вскоре прекратилось, и в итоге супрачастица не образовалась. c Второй контрольный эксперимент по испарению капли узо с тем же соотношением вода-этанол-анетол (без наночастиц), который демонстрирует ту же динамическую эволюцию, что и в эксперименте a .Масляное кольцо, образовавшееся на линии контакта капли, указано стрелкой. d Схематическое изображение изменения диаметра контакта. В экспериментах a и c с добавлением небольшого количества анетолового масла капли достигают гораздо меньшего конечного диаметра контакта (красная линия), чем в эксперименте b (синяя линия), что мы называем самосмазкой. и СЭМ-фотографии сгенерированной супрачастицы из эксперимента и . f Крупный план супрачастицы.Масштабные линейки в a — c составляют 250 мкм

Мы проводим контрольный эксперимент (рис. 1b), испаряя каплю наночастиц вода-этанол (без масла, т.е. бинарная жидкость) с той же пропорцией. воды, этанола и наночастиц на одной подложке. В этом случае самосмазывающееся масляное кольцо не образуется, а наночастицы осаждаются на поверхности с различными схемами осаждения ^32,33. Во втором контрольном эксперименте мы испаряем каплю узо без диспергированных наночастиц (рис.1в). При испарении он имеет те же характеристики, что и все ингредиенты на рис. 1а. Сравнение этих трех случаев показывает, что самоформирующееся масляное кольцо играет решающую роль в уменьшении диаметра контакта (иллюстрация рис. 1d), что приводит к образованию надчастицы (рис. 1e, f). Масляное кольцо смазывает испаряющуюся коллоидную каплю во время самосборки наночастиц. Поэтому мы называем этот процесс самосмазкой.

Самосмазка

Мы дополнительно изучаем динамику процесса самосмазки и самосборки наночастиц с помощью лазерного сканирующего конфокального микроскопа (дополнительные видеоролики 2 и 3).После образования масляного кольца была проведена серия горизонтальных сканирований на ≈10 мкм над подложкой. В раствор добавляли перилен (для масла) и родамин 6G (для водного раствора), чтобы различить различные фазы: синий, желтый, черный и красный на конфокальных изображениях на рис. наночастицы (кластеры) и подложка соответственно. Первоначально коллоидная капля узо была темной из-за дисперсии наночастиц высокой концентрации (рис.2а). Синий цвет раствора стал видимым, когда наночастицы начали агрегировать (вставка рис. 2b). Зародышевые микрокапли масла прикрепляются к наночастицам (кластерам) из-за предпочтения гетерогенного зародышеобразования на поверхности по сравнению с гомогенным зародышеобразованием в объеме жидкости. Затем, после зарождения микрокапель, дополнительные наночастицы будут прикрепляться к границе раздела масло-вода ³⁴. Между тем, зародышевые микрокапли масла на поверхности сливались в масляное кольцо на краю капли, что предотвращало накопление наночастиц (кластеров) на линии контакта воздух-масло-подложка (красно-желтая граничная линия на рис.2б). Под действием испарения коллоидная капля сжималась в радиальном направлении, и масляное кольцо было вынуждено скользить внутрь (рис. 2c). Сжатие капли приводит к сборке наночастиц в трехмерную структуру. Здесь поверхностное натяжение преобладает над силой тяжести, так как маленькие капли имеют малое число Связи Bo = ρgL ²/ σ ~ 10 ⁻¹ ≪ 1, где ρ — плотность капельного раствора. (~ 1000 кг · м ⁻³), г ускорение свободного падения, L характерный размер капли (~ 0.5 мм) и σ межфазное натяжение вода / транс-анетол (~ 24,2 мН · м ⁻¹) ³⁵.

Рис. 2

Иллюстрации «самосмазки» и соответствующие конфокальные фотографии. Цветовые обозначения под конфокальным микроскопом: желтый, масляный; синий, вода / этанол; черный — скопления наночастиц; красный, подложка. a Исходное состояние испаряющихся капель раствора узо с хорошо диспергированными наночастицами. Высокая концентрация наночастиц приводит к тому, что капля становится черной при конфокальном изображении. b Предотвращение осаждения наночастиц на линии контакта. Возникает эффект узо, вызванный испарением, что приводит к образованию масляного кольца (желтого цвета), которое предотвращает образование контактных линий и придает коллоидным каплям высокую подвижность и низкий гистерезис. Между тем, наночастицы агрегируются, а на них зарождаются микрокапли масла. c Усадка маслосъемного кольца. Масляное кольцо сметает наночастицы / кластеры с подложки. После испарения этанола и воды образовавшиеся надчастицы либо плавают на остаточном масле, как показано в d , либо садятся на субстрат, как показано в e , в зависимости от объемного соотношения между надчастицей и оставшимся маслом. .Все конфокальные фотографии получены при горизонтальном сканировании непосредственно над подложкой.

Усадка масляного кольца вызывает левитацию коллоидной капли, и окончательная геометрия супрачастицы формируется. Гребень масляного кольца огибает край коллоидной капли (рис. 2в). Внутренний выступ масляного кольца действует как нижняя половина динамической формы для самосборки наночастиц, а поверхность раздела жидкость-воздух образует верхнюю половину. Следовательно, развивающаяся надчастица формируется за счет смачиваемого маслом гребня.Следовательно, регулируя концентрацию масла в смеси, что приводит к разным размерам гребня, смачиваемого маслом, мы можем получить разные конфигурации формы и, таким образом, разные морфологии образующихся супрачастиц (проиллюстрировано на рис. 2d, e). .

Настраиваемые формы и высокая пористость супрачастиц

Мы контролируем форму образующихся супрачастиц, изменяя соотношение k объемной доли масла χ _масло к объемной доле наночастиц χ _NP в исходный коллоидный раствор.Полное пространство параметров показано на фиг. 3a, дающей количественную информацию о конечной геометрии (фиг. 3b) и пористости (фиг. 3c) супрачастиц. Объемное отношение этанола к воде составляет 3: 2, и черные пунктирные линии в пространстве параметров представляют различные отношения масла к наночастицам _масло/ χ _NP. Каждая белая квадратная точка на рис. 3а представляет состав раствора, использованного в экспериментах. Начальный профиль капли и окончательный профиль надчастицы (после истощения нефти) были зафиксированы серой камерой сбоку, см. Рис.3d – g.

Рис. 3

Супрачастицы настраиваемой формы и высокой пористости. a Область параметров, показывающая начальную объемную долю масла χ _{объемную долю масла} и наночастиц χ _NP коллоидных капель в разных случаях (белые квадратные точки) с одинаковым соотношением этанола и воды (3: 2). Расчетное критическое отношение масла к наночастицам, k ^* = 110,7 (сплошная красная линия), делит пространство на высокое ( k > k ^*) и низкое ( k < k ^*) области отношения масла к наночастицам.Образовавшиеся супрачастицы имеют форму шара в белой области ( k > k ^*) и более плоскую, сжатую форму (см. Ниже) в зеленой области ( k < k ^*). b Как безразмерная высота δh , так и глубина δl вдавленной части не шарообразных супрачастиц пропорциональны отношению масла к наночастицам в зеленой области. c Расчетная пористость ϕ супрачастиц составляет от 78 до 92%.При увеличении отношения масла к наночастицам меняются формы от сферической шляпки (фотография профиля d ) до грибовидной формы e , f и формы кекса. г . Выше критического отношения k ^*, можно получить шарообразную супрачастицу (изображение SEM h ). i Поперечное сечение той же супрачастицы в h , полученное путем разрезания FIB, иллюстрирует высокопористую структуру внутри (дополнительный фильм 4). j — l Последовательность 3 увеличения внутренней структуры. Горизонтальные белые пунктирные линии в d — g указывают положение подложки. Тени под линиями — это отражения. Изображение e показывает определения δl , l , δh , h . Планки погрешностей размера и пористости супрачастиц представляют неопределенность при обработке изображений. Планки погрешностей объемной доли масла и наночастиц представляют собой неопределенность приготовления раствора.Температура и относительная влажность во время экспериментов составляли 20–23 ° C и 35–50% соответственно.

Экспериментальные результаты показывают, что соотношение масла и наночастиц определяет форму надчастиц. Когда объемная доля масла значительно превышает объемную долю наночастиц, образуется более сферическая надчастица (рис. 3h). При меньшем количестве масла надчастицы принимают более плоские, сплюснутые формы (рис. 3d – g). Хотя гребень смачивания маслом и конфигурация области контакта вода-воздух-масло определяют форму надчастицы, агрегация и перегруппировка наночастиц во время развития надчастицы также влияют на окончательную форму надчастицы.Точки данных a, b ( × _масло = 0) и c ( × _NP = 0) представляют концентрации масла и наночастиц в трех случаях, показанных на рис. 1a – c, соответственно. Если количества отделенного масла недостаточно для образования полного масляного кольца, повторяемость образования надчастиц плохая (четыре точки данных в серой области на рис. 3а).

Определим геометрические характеристики не шарообразной формы по высоте и глубине вмятины масляного гребня, т.е.е., δh = H — h и δl = l — L (аннотации на рис. 3д). Мы извлекли эту геометрическую информацию с помощью анализа изображений с помощью самодельной программы MATLAB, предполагая осевую симметрию. Данные на рис. 3b показывают, что как безразмерная высота δh / h , так и безразмерная глубина δl / l монотонно увеличиваются с увеличением отношения масла к наночастицам. На вставке показаны размерные данные.Монотонная зависимость отражает тот факт, что гребень смачивания нефтью формирует супрачастицы. Высокие соотношения масла приводят к заметному гребню смачивания маслом, который вызывает заметную вмятину в образованных супрачастицах.

Шаровидные супрачастицы достижимы, когда соотношение масла и наночастиц достаточно высоко, чтобы развивающиеся супрачастицы были погружены в масляную фазу. 2 \ frac {{\ theta _ {{\ mathrm {oil}}}}}) {2}}) {\ mathrm {/}} (1 — \ phi) \), где ϕ — пористость надчастицы, а θ _oil — угол смачивания масла на поверхности.Учитывая пористость 90% и угол смачивания 55 °, полученный в наших измерениях, расчетное значение составляет 110,7, что соответствует красной сплошной линии на рис. 3a, c. Эта линия делит пространство параметров на белую область шаровидных супрачастиц и зеленую область супрачастиц различной формы, что согласуется с нашими наблюдениями.

Полученная очень высокая пористость 90% и выше — еще одна отличительная особенность супрачастиц. Мы рассчитали эту пористость на основе начального объема коллоидных капель с известными концентрациями наночастиц и конечным размером супрачастиц.Расчетные данные пористости, показанные на рис. 3c, находятся в диапазоне от 77 до 92% и монотонно увеличиваются с увеличением отношения масла к наночастицам. Зародышевые микрокапли масла, существующие в объеме жидкости, вносят значительный вклад в пористость. Из-за капиллярных сил сеть наночастиц формируется среди зародышевых микрокапель масла ³⁴, что также наблюдалось на нашем конфокальном изображении (рис. 2c, дополнительные видеоролики 2 и 3). Как следствие, после того, как все жидкости (в том числе и масло) распространились наружу. , пустые ячейки остаются позади, резко увеличивая пористость образующихся супрачастиц.Увеличение отношения масла к наночастицам увеличивает объем этих пустых ячеек, поэтому пористость супрачастиц увеличивается (рис. 3c). Ограничение пористости (92%) заключается в том, что во время сжатия развивающейся надчастицы микрокапли масла постепенно сливаются, и их части абсорбируются масляным кольцом ³¹.

Внутренняя структура супрачастиц подтверждает приведенное выше объяснение свойства высокой пористости. Чтобы выявить эту высокую пористость на всех уровнях длины внутри супрачастицы, мы использовали технику резки сфокусированным ионным пучком (FIB) для исследования супрачастицы: разрезы слайд-за-слайдом раскрывают внутреннюю структуру (дополнительный фильм 4).На рис. 3i показан пример поперечного сечения надчастицы. Он представляет собой многомасштабную фрактальную внутреннюю структуру и ясно показывает, что примерно половина объема частицы состоит из отверстий микронного размера (рис. 3j). Остальная часть содержит множество более мелких отверстий субмикронного размера (рис. 3k). Наночастицы соединяются вместе, образуя ответвления и мезопоры наночастиц (размер нанометров) (рис. 3l). Эти отверстия (суб) микронного размера возникли из зародышевых микрокапель масла в коллоидной капле узо, поскольку зародышевые микрокапли масла действуют как клетки, лишенные (кластеров) наночастиц во время развития надчастиц (дополнительный фильм 5).

Масштабируемость изготовления супрачастиц

Техническим преимуществом этого метода является простота масштабируемости изготовления супрачастиц. Чтобы продемонстрировать это преимущество, мы построили в нашей лаборатории установку (рис. 4а), которая позволяет автоматически производить капли аналогичного размера на поверхности трихлор (октадецил) силана (ОТС) или ОТМС со скоростью 20 капель в минуту. (Дополнительный фильм 6). Через несколько минут после нанесения капли синтез супрачастиц осуществился.Сбор надчастиц осуществляли путем простого погружения поверхности, прикрепленной к надчастицам, в этанол и легкого стряхивания их (дополнительные видеоролики 7 и 8). В результате супрачастицы хранились в жидкости для будущего использования, а поверхность была чистой и готовой к следующему процессу изготовления. После нескольких циклов суспензия надчастиц была доступна. Самосмазывающийся слой и полное отделение супрачастиц увеличивают гибкость изготовления супрачастиц.Масса супрачастиц без контролируемых размеров может быть изготовлена путем распыления коллоидного раствора узо на поверхность (дополнительный фильм 9).

Рис. 4

Масштабируемость процесса с различными и множественными типами наночастиц. a Демонстрация гибкой и удобной масштабируемости изготовления супрачастиц на поверхности OTMS / OTS. Самосмазка и прочные поверхности позволяют упростить процесс уборки урожая и переработать поверхности. b — h СЭМ-изображения сгенерированных супрачастиц. b Большое количество образовавшегося пористого TiO ₂ супрачастиц. c Крупный план пористой поверхности частицы в b . d Пучки пористых надчастиц, образованные наночастицами TiO ₂ (0,05 об.%) И SiO ₂ (0,05 об.%). e Крупный план стороны частицы в d . f Пучки пористых супрачастиц с тремя разными наночастицами: TiO ₂ (0,06 об.%), SiO ₂ (0.03 об.%) И Fe ₃ O ₄ (0,01 об.%). g , h представляют собой последовательность из двух увеличений масштаба частицы в f . В час поверхность надчастицы была отображена с помощью энергоселективного детектора обратного рассеяния (EsB), чтобы представить различные материалы в разных уровнях серого: Fe ₃ O ₄ (яркие пятна, указанные желтой стрелкой), TiO ₂ (светло-серые области синей стрелкой), SiO ₂ (темно-серые области красной стрелкой).Темнота указывает на дыры без наночастиц

Используя различные типы наночастиц или несколько типов наночастиц, мы получили различные виды супрачастиц оксидов металлов для демонстрации. На рис. 4b – f представлены СЭМ-фотографии большого количества супрачастиц, образованных в результате самосборки наночастиц TiO ₂ (рис. 4b), TiO ₂ и SiO ₂ наночастиц (рис. 4d) и TiO. ₂ & SiO ₂ & Fe ₃ O ₄ наночастиц (рис.4е). В таблице 1 представлен состав растворов узо. На рисунке 4c показана пористая поверхность супрачастиц TiO ₂. Для супрачастиц TiO ₂ и SiO ₂ разница в шероховатости заметна на верхней и нижней поверхности (рис. 4e). Расчетная пористость составляет около 93%. Фиг. 4g, h представляет собой последовательность увеличения поверхности надчастицы TiO ₂ и SiO ₂ и Fe ₃ O ₄. Расчетная пористость составляет около 91%.На рис. 4h различные материалы различимы на поверхности благодаря энергоселективному детектору обратного рассеяния (EsB): яркие пятна, отмеченные желтой стрелкой, представляют собой наночастицы Fe ₃ O ₄; светло-серые области (синяя стрелка) — наночастицы TiO ₂; темно-серые области (красная стрелка) — наночастицы SiO ₂. Темнота указывает на дыры на поверхности.

Таблица 1 Состав коллоидных растворов для рис.4

Узоэмульсия толуола в воде, характеризуемая ЯМР-диффузометрией и статическим многократным рассеянием света

https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2016.01.008Получить права и содержание

Основные моменты

•: Бимодальный Распределение капель по размерам в эмульсиях толуол / этанол / вода Узо.
•: Дополнительные методы ЯМР-диффузометрии и светорассеяния.
•: Спектрометрическое исследование фазового разделения эмульсии Узо с временным разрешением.

Реферат

Эмульсия Узо — это эмульсия, которая образуется самопроизвольно при добавлении воды в систему, содержащую гидрофобное вещество (например, анетол в напитке Узо), смешивающийся с водой растворитель и (необязательно) воду. Образование такой эмульсии не требует использования поверхностно-активных веществ, диспергирующих агентов или механического перемешивания. В этой работе эмульсии Узо были приготовлены из тройной смеси толуол-этанол-вода, а стабильность эмульсии изучалась с помощью комбинации двух методов: статического многократного рассеяния света и ЯМР-диффузометрии.Обнаружено бимодальное распределение капель. Метод светорассеяния выявил наличие крупных капель размером несколько микрометров. Измерения ЯМР подтвердили наличие больших капель, но также показали дополнительное присутствие капель диаметром порядка 100 нм. Распределение толуола между тремя средами (i) большими каплями, (ii) маленькими каплями и (iii) непрерывной фазой этанол-вода также может быть оценено.