Узо в tn c системе: почему ПУЭ запрещает его использовать и как правильно поступить

Для того, чтобы произошел «удар», нужно создать электрическую цепь. В случае использования розетки без заземления ток течет в устройство, накапливается в нем и проходит к человеку, как только он к нему прикасается.Мужчина в данном случае — дирижер, так как он стоит на полу. Ток проходит через тело, а затем уходит на пол. В лучшем случае пострадавший испытает неприятные ощущения, а в худшем — на «скорой» поедет в больницу.

Как защитить себя от поражения электрическим током?

Тем, у кого дома есть большая плита и стиральная машина, необходимо дополнительно заземлить устройства.Это довольно просто, нужно взять специальный провод, прикрепить его к корпусу устройства и отправить на землю. В частных домах это несложно реализовать, но в квартире могут возникнуть проблемы с тем, куда направить этот заземляющий провод.

В связи с тем, что смерть от поражения электрическим током давно перестала быть редкостью, большинство застройщиков перед вводом дома в эксплуатацию оборудуют электрическую сеть специальными устройствами защитного отключения. Его работа заключается в том, что в случае утечки тока он отключает всю квартиру от электричества, тем самым спасая жителей от смертельной травмы.На сегодняшний день это самая эффективная защита от поражения электрическим током. Установить такую ​​систему может каждый, для этого достаточно обратиться в соответствующую компанию.

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно.Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в cookie-файлах может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Универсальные нанокапли разветвляются от ограничения эффекта Узо

Значение

Явление спонтанного образования нанокапель, называемое «эффектом Узо», является основой многих процессов, от приготовления фармацевтических продуктов до приготовления косметических средств и инсектицидов, до жидкости-жидкости. микроэкстракция.В этой работе делается попытка отделить эффекты градиентов концентрации от внешней динамики перемешивания путем пространственно-временного отслеживания образования нанокапель из-за эффекта Узо, заключенного в квазидвумерной геометрии. Мы наблюдаем поразительные универсальные ветвящиеся структуры зарождающихся капель под действием внешнего диффузионного поля, аналогичные разветвлению потоковых сетей в крупном масштабе, и усиленную локальную подвижность коллоидных частиц, обусловленную градиентом концентрации, возникающим в результате развития структур ветвлений.Мы также демонстрируем, что эти нанокапли могут быть использованы для одноэтапной наноэкстракции и обнаружения.

Abstract

Мы сообщаем о самоорганизации универсальных паттернов ветвления масляных нанокапелек под действием Узо [Vitale S, Katz J (2003) Langmuir 19: 4105–4110] — явление, при котором спонтанное образование капель происходит при разбавление органического раствора масла водой. Смешивание органической и водной фаз ограничено квазидвумерной геометрией.Подобно разветвлению сетей наземных потоков [Devauchelle O, Petroff AP, Seybold HF, Rothman DH (2012) Proc Natl Acad Sci USA 109: 20832–20836 и Cohen Y, et al. (2015) Proc Natl Acad Sci USA 112: 14132–14137], но в масштабе на 10 порядков меньше, углы между ветвями капель демонстрируют удивительную универсальность со значением около 74 ° ± 2 °, независимо различных управляющих параметров процесса. Численное моделирование показывает, что эти схемы ветвления нанокапель регулируются взаимодействием между локальным градиентом концентрации, диффузией и коллективными взаимодействиями.Мы также демонстрируем способность локального градиента концентрации управлять автономным движением коллоидных частиц в сильно ограниченном пространстве и возможность использования зародышевых нанокапель для наноэкстракции гидрофобных растворенных веществ. Понимание, полученное в результате этой работы, обеспечивает основу для количественного понимания сложных динамических аспектов, связанных с эффектом Узо. Мы ожидаем, что это будет способствовать улучшению контроля образования нанокапель для многих приложений, начиная от приготовления фармацевтических полимерных носителей и заканчивая составом косметических средств и инсектицидов, изготовлением наноструктурированных материалов, концентрацией и разделением следовых количеств аналитов в жидкости — жидкая микроэкстракция.

Эффект Узо возникает в тройной смеси, обычно состоящей из воды, масла и этанола, когда масло, растворенное в спирте, выпадает в осадок с образованием крошечных капель при добавлении воды (1). Этот эффект также можно увидеть, например, когда дезинфицирующие средства на основе эвкалипта и репелленты от комаров разбавляются водой, когда масла смешиваются со спиртом, но не смешиваются с водой. Это спонтанное образование капель не требует механического перемешивания для диспергирования жидкости или добавления поверхностно-активных веществ или других стабилизаторов.Таким образом, он составляет основу для образования стабильных капель эмульсии в широком диапазоне применений, таких как приготовление напитков, парфюмерии и инсектицидов (2–4), а также изготовление полых наноматериалов (5, 6). При жидкостно-жидкостной микроэкстракции капли масла, полученные в результате эффекта Узо, используются для концентрирования и отделения следов гидрофобных аналитов от их водных проб перед судебно-медицинским анализом, биомедицинской диагностикой или мониторингом окружающей среды / безопасности (7–9). Небольшие гидрофобные органические молекулы, липиды или полимеры, растворенные в полярном органическом растворителе, проявляют эффекты, аналогичные эффектам масляной фазы, образуя субмикронные частицы с узким распределением по размерам при разбавлении водой.В процессе, называемом нанопреципитацией, замещением растворителя или смещением растворителя (10⇓ – 12), нерастворимые в воде лекарственные средства могут быть включены в биополимерные наноносители с возможностью адаптации их распределения по размерам при доставке с контролируемым высвобождением.

Несмотря на долгую историю эффекта Узо и его актуальность для широкого круга приложений, количественное понимание его основного механизма и способность предсказывать рост и стабильность нанокапелек остается неуловимым.Более конкретно, эффект имеет место, когда составы воды, растворенного вещества и органического растворителя лежат в метастабильной области между спинодальной и бинодальной кривыми на тройной фазовой диаграмме. Гомогенное зародышеобразование капель, которое представляет собой быстрый процесс в ответ на внезапное увеличение перенасыщения в результате добавления водной фазы, требует чрезвычайно быстрого перемешивания между двумя фазами, например, за счет совместного движения потоков в микрофлюидном устройстве, что мешает струи или непрерывное турбулентное перемешивание (13⇓ – 15).Размер и распределение капель определяется не только физико-химическими свойствами и концентрациями растворителей, но также временными и пространственными характеристиками, связанными с динамикой перемешивания (12, 16–20). Для объяснения таких динамических аспектов на ранних стадиях образования капель были предложены сложные физические явления, такие как быстрая диффузия растворителя, межфазная нестабильность и перенос массы, обусловленный локальным градиентом концентрации. Тем не менее, лежащий в основе механизм, ответственный за эффект Узо, может быть выяснен только в значительной степени через понимание более поздних или заключительных стадий эволюции тройной системы из-за чрезвычайно короткого порядка шкалы времени микросигналов и малых размеров зарождающихся нанокапель.Таким образом, поиск оптимального рабочего окна для достижения желаемого размера капель на сегодняшний день по-прежнему зависит от метода проб и ошибок, что требует скрининга большой библиотеки комбинаций растворителей и условий впрыска растворителя. Лучшее понимание фундаментальных физико-химических механизмов, лежащих в основе эффекта Узо, поэтому будет чрезвычайно полезно для руководства рациональным дизайном соответствующих решений и условий смешивания для образования капель.

В этой работе мы различаем связанные эффекты между градиентом концентрации и внешней динамикой перемешивания в объеме жидкости, ограничивая эффект Узо в пределах квазидвумерной геометрии жидкости, так что в процессе преобладает диффузия.Учитывая, что водная фаза теперь приводится в контакт с органической фазой исключительно за счет диффузии, можно, таким образом, пространственно и во времени проследить динамику образования нанокапель. Мы наблюдаем формирование универсальных паттернов ветвлений нанокапель, которые удивительно напоминают разветвление потоков подземных вод, хотя и в гораздо меньших масштабах. Наше моделирование подтверждает, что ветви нанокапель являются результатом взаимодействия между локальным градиентом концентрации, диффузией и коллективными взаимодействиями.Выраженный локальный градиент концентрации, выходящий из ветвей капель, четко проявляется в усилении транспорта коллоидных частиц по ветвям в этом сильно ограниченном пространстве. Помимо демонстрации того, что эти ветви капель предлагают возможность в качестве одношаговой техники наноэкстракции, мы также ожидаем, что понимание динамических аспектов эффекта Узо будет полезно для лучшего понимания способов управления образованием капель в других приложениях.

Результаты и обсуждение

Ограниченный эффект Узо в квази-2D геометрии.

Ограниченный эффект Узо в наших экспериментах был реализован в горизонтальном прямоугольном канале потока, как показано на рис. 1 A . Изначально весь канал был заполнен первым раствором, который представляет собой масло, растворенное в водном растворе этанола (т.е. раствор Узо). Слабый растворитель, вода, впрыскивался из одного конца канала, протекая внутри более глубоких боковых каналов 1,7 мм к другому концу.В направлении, перпендикулярном первичному потоку, вода диффундирует вбок в квазидвумерный основной канал высотой 20 мкм от внутреннего края бокового канала.

( A ) Трехмерная схематическая иллюстрация устройства канала жидкости, используемого для формирования ответвлений нанокапли. Горизонтальная проточная ячейка состояла из подложки и стеклянного окна, основной проточный канал которого примыкал к двум узким боковым каналам, как показано оранжевыми зонами на рисунке. Длина была 7.65 см для основного и бокового каналов, тогда как ширина составляла 6 мм и 250 мкм, а глубина составляла 20 мкм и 1,7 мм для основного и бокового каналов соответственно. Течение было в направлении, указанном черной стрелкой. В этой экспериментальной геометрии боковые каналы были достаточно глубокими, чтобы вода текла почти исключительно по ним, поскольку очень тонкая (похожая на Хеле-Шоу) щель (главный канал), заполненная узо между двумя глубоководными каналами, обеспечивала высокое гидродинамическое сопротивление. Ветви (зеленые) переходили в основной канал.( B — D ) Оптические изображения и ( E ) АСМ-изображение репрезентативных ветвящихся структур; крупный план ( C и D ) показывает отдельные капли вдоль ветвей. Врезка в D показывает определение полного угла и местного угла вблизи точки слияния. Морфологические особенности ветвей будут характеризоваться этими двумя углами.

По мере того, как вода смешивается с раствором Узо, мы наблюдаем появление ярких разветвлений внутри основного канала.Оптические изображения высокого разрешения на рис. 1 C и D показывают, что эти ветви состоят из дискретных нанокапелек, что дополнительно подтверждается изображениями полимеризованных капель с помощью атомно-силовой микроскопии на рис. 1 E . Отдельные капли обычно вырастают до 3–6 мкм в поперечном диаметре и от 100 нм до 1 мкм в высоту (и поэтому их просто называют нанокаплями). Ветви состоят, самое большее, из нескольких отдельных капель по ширине (Рис. 1 C — E ), которая ничтожно мала по сравнению с ее протяженностью в миллиметры.

Верхняя часть ветвей капли начинается от внутреннего края бокового канала или из нескольких точек в основном канале. Для данного канала концы ответвлений всегда начинаются с одних и тех же мест на ободе бокового канала, в местах, содержащих структурные дефекты размером в несколько микрон (видеоролики S1 и S2). Чтобы проверить роль этих дефектов в формировании ответвлений, мы намеренно сделали отступы на равномерно распределенных микроструктурах вдоль края бокового канала, после чего наблюдали, что положение концов ветвей также равномерно распределено по краю (Movie S3).Таким образом, результаты ясно показывают, что начало ветвления капли определяется локальными геометрическими структурами. В квази-двумерном основном канале соседние ветви наклоняются друг к другу и сливаются в местах, более удаленных от бокового канала. Морфология всей ветвящейся структуры является дендритной, аналогичной дереву с вершиной на краю бокового канала и с корнем, простирающимся во внутреннюю область главного 2D-канала.

Универсальность в угле слияния.

Чтобы изучить универсальность образования ответвлений от ограниченного эффекта Узо, мы варьировали скорость потока воды в боковом канале, состав раствора Узо и гидрофобность стенки основного канала. Как показано на фиг. 2 A — C , общая морфология сформированных ветвей была очень похожей в широком диапазоне исследованных условий.

Формирование ветвей нанокапли до 400 с после начала роста ветвей. Цвет в любом месте указывает время, когда ветвь достигла данного места.( A — C ) Оптические изображения ветвей, сформированные в восьми различных условиях. ( A ) Расход воды в боковом канале составлял 100 мкл / мин, 200 мкл / мин и 400 мкл / мин. Состав раствора Узо был одинаковым для всех трех скоростей потока (вода: этанол: масло = 50: 50: 2). ( B ) Соотношение воды, этанола и масла в растворе Узо составляло 40: 60: 2, 40: 60: 4 и 40: 60: 6 при скорости потока воды 100 мкл / мин. ( C ) Подложки были гидрофильными или гидрофобными, а край бокового канала был либо шероховатым, либо гладким.Расход воды составлял 100 мкл / мин, а состав раствора Узо составлял 50: 50: 2. ( D и E ) Соответствующие PDF углов между двумя объединенными ветвями ( D ) во всем их диапазоне и ( E ) от сегментов около точки слияния. Гидрофобный и грубый канал использовался для всех случаев в A и B ; 100 мкл / мин в A представлен на графиках как «гидрофобный, грубый».

Чтобы количественно определить общие черты разветвленной структуры, мы измерили и проанализировали в общей сложности 660 углов между сливающимися ветвями.Для сравнения мы определяли полный угол точно так же, как это было сделано в работе по разветвлению грунтового потока (21, 22). Во всех восьми случаях, показанных на рис. 2, соответствующие функции распределения вероятностей (PDF) угла слияния нанесены на график на рис. 2 D , при этом между ними не наблюдается значительных различий. Средний угол ветвления для всех 660 углов составил 74 ± 2 ° (95% доверительный интервал).

Хотя процесс образования ветвей в целом универсален в отношении морфологии, углового распределения и значения наиболее вероятного угла, более внимательное рассмотрение восьми случаев, проанализированных на рис.2 показывает некоторые подробные изменения: по мере увеличения концентрации масла количество ветвей увеличивается, и основные ветви становятся более «волосатыми» с крошечными выступами, возникающими с обеих сторон. Кроме того, более высокий расход воды в боковом канале вызывает более выраженный наклон всей конструкции ответвлений в сторону потока.

Динамика роста с преобладанием диффузии.

Чтобы выявить механизм развития ветвей капель, мы проследили рост капли с помощью визуализации в светлом поле и перенос окрашенной воды в 2D-канале отдельно с помощью флуоресцентной визуализации.Фильмы S1 и S2 показывают, что ветви проходили одновременно с движущимся фронтом воды в основной квази-2D канал. С другой стороны, возникающие ветви на движущемся фронте во внутренней области росли по направлению к ближайшей родительской ветви. В любом случае было замечено, что все дерево ветвей простирается к «корню дерева» в направлении внутреннего основного канала.

Для количественной оценки скорости роста мы измерили длину ветви ℓ от вершины ветви до фронта воды в различные моменты времени t, построив график зависимости данных от t1 / 2 на рис.3 С . После короткого начального переходного процесса видно, что длина ответвления увеличивается примерно как t1 / 2, независимо от расхода воды, состава раствора или свойств подложки. Такое поведение t1 / 2 в расширении ветви, очевидно, предполагает, что в формировании ветви преобладает диффузия; то есть смешивание двух растворов происходит за счет поперечной диффузии воды. Подгоняя данные (исключая переходные процессы для t <50 с) с одномерным диффузионным соотношением ℓ = (2Dt) 1/2, мы получили эффективные константы диффузии D в диапазоне 2 × 10−9m2⋅s − 1 для наименьшей нефти. концентрация раствора Узо, которая сравнима с коэффициентом диффузии воды в этаноле.Мы отмечаем, что для более высоких концентраций масла в растворе Узо скорости роста и, следовательно, подобранные эффективные константы диффузии D ветвей в 10 раз больше, предположительно из-за некоторого конвективного вклада, что приводит к несколько более крутому увеличению, чем t1 / 2.

Рост ветвей капли. ( A ) Светлопольные и ( B ) флуоресцентные изображения растущих ветвей. Вода была окрашена в зеленый цвет, а темные линии на изображениях — это ветви нанокапли.( C ) Графики зависимости расстояния ℓ от начала ветви до ее растущего фронта от t1 / 2. Почти линейная зависимость между ℓ и t1 / 2 после начального переходного процесса обнаруживает близкое к диффузионному поведению, которое лежит в основе роста ветви. Отметим, однако, что диффузиофорез также вызовет некоторые конвективные эффекты, как мы увидим из рис. 5. Оптические изображения сформированных ветвей показаны на рис. 2 A — C .

Механизм и моделирование образования ветвей.

Теперь мы предлагаем механизм ограниченного эффекта Узо и универсальные углы слияния двух ветвей капель. Во-первых, вода, диффундирующая из бокового канала в квази-2D основной канал, заполненный раствором Узо, приводит к локальному снижению концентрации этанола, так что масло становится перенасыщенным — эффект Узо. Неровности, такие как микроструктуры на краю бокового канала по направлению к квазидвумерному основному каналу, затем способствуют зарождению капель из перенасыщенного маслом раствора, тем самым инициируя разветвление.В квазидвумерной геометрии градиент концентрации наиболее резкий на движущемся фронте воды в богатый нефтью раствор в основном канале. Хотя фронт воды [обеспечивающий импульс локального перенасыщения нефтью в растворе Узо (18)] перемещается по всему поперечному сечению основного канала, новые капли только выборочно зарождаются позади старых, показывая, что равномерная и невозмущенная диффузия воды в раствора Узо недостаточно для инициирования зародышеобразования капель, но необходимы локальные искажения.Они возникают из-за старых капель или, в некоторых случаях, из-за неровностей в основном канале, из которых выходят новые ветви. Расширение старой ветви может вызвать асимметрию градиента концентрации, которая направляет рост новых боковых ветвей к ней, что в конечном итоге приводит к слиянию двух ветвей.

Процесс роста и слияния ветвей напоминает разветвление сетей ручьев, прорезанных подземными водами, где характерный угол разветвления составляет около 72∘ (21, 22), что близко к найденному здесь значению 74∘ ± 2∘. .Аналогичным образом рост одномерных потоков в сети контролируется двумерной диффузией. Такие процессы доступны для аналитической обработки гармонического поля, подчиняющегося двумерному уравнению Лапласа, с помощью преобразования Лёвнера (23, 24), что очень элегантно показано на примере образования и разветвления сетей водотоков в пористом эстуарии (21). . Основываясь на этом подходе, Лёвнер и другие смогли аналитически рассчитать угол бифуркации одномерных потоков в двумерном гармоническом поле, получив 72 °, что согласуется с их и нашими экспериментальными результатами.

Приведенное выше качественное описание процесса роста и слияния ветвей подтверждается численным моделированием двумерного уравнения диффузии, при этом растущие ветви реализуются методом погруженных границ; подробности см. в «Материалы и методы» . На рис. 4 A и B показаны моментальные снимки процесса роста ветвей и соответствующего поля концентрации воды, полученные в результате численного моделирования. Начальными точками ветвей на левой стенке являются небольшие возмущения (расчетной) области, которые мы помещаем в симметричную (рис.4 A ) или асимметричным (рис. 4 B ) способом. На вершине этих возмущений шероховатости градиент концентрации увеличивается до максимума, что заставляет ветвь расти оттуда. Когда ветвь растет, градиент концентрации максимизируется на кончике ветки, что приводит к дальнейшему росту ветки. Независимо от того, было ли начальное возмущение симметричным или асимметричным, концы ветвей всегда подчиняются закону диффузионного масштабирования l≈t1 / 2 (рис. 4 C ), подтверждая экспериментальное наблюдение.Усредняя бифуркационные углы, возникающие при численном моделировании, мы получили 76∘, что хорошо согласуется с теоретическими аргументами и экспериментальными наблюдениями. Это моделирование отражает основные особенности эволюции ветвей капли с точки зрения общей морфологии, скорости роста и, в частности, характерных углов слияния. Однако численная модель недостаточно сложна, чтобы можно было проводить однозначное сравнение с экспериментом. Такое количественное сравнение выходит за рамки данной статьи.

Результаты численного моделирования, в котором красные линии показывают траектории ветвей, а контуры отображают поле концентрации воды. На ветвях образуются капли масла, поэтому концентрация воды в районе ветвей наиболее высока. ( A ) Симметричный случай с четырьмя идентичными начальными возмущениями при x = 0. ( B ) Асимметричный случай с шестью различными начальными возмущениями при x = 0. ( C ) Независимо от того, являются ли ветви симметричными или нет, их концы следуют очень похожему поведению с преобладанием диффузии, как видно из линейного масштабирования t1 / 2, определяющего расстояние ℓ между кончиками и левой границей за пределами начального переходного процесса, аналогично тому, что наблюдается на рис.3 С .

Локальный конкурентный эффект растущих капель.

Детальное рассмотрение изображений на рис. 2 A — C , в частности, в локальной области вокруг бифуркаций, показывает, что две сливающиеся ветви перед слиянием слегка растут наружу. На рис. 2 E показаны PDF-зависимости локальных углов, полученные путем подгонки двух сегментов ответвления около узла. Ширина PDF-файлов аналогична ширине определяемых глобально углов бифуркации, а средний угол теперь составляет 97∘ ± 2∘, что намного больше, чем угол 74∘ ± 2∘ от соответствия всей ветви.Эти большие углы отражают конкуренцию между соседними растущими каплями за растворенную нефть при перенасыщении. Аналогичный конкурентный эффект наблюдался в процессе самоорганизации этих растущих капель, удерживаемых на ободке микролинзы из перенасыщенного маслом раствора (25), который возник как следствие избирательного роста капель в направлении большая концентрация, то есть направление, в котором другие капли не растут.

Повышенная подвижность коллоидных частиц за счет локального градиента концентрации.

Теперь мы обнаруживаем локальный градиент концентрации как важное следствие ветвлений капель, отслеживая движение коллоидных частиц в ограничении двумерного канала жидкости. В качестве контрольного эксперимента мы сначала исследовали, как вода поступает в основной канал, заполненный безмасляным раствором этанола. Окрашенная вода с флуоресцеином в концентрации 0,02%, как наблюдали, полностью заполняла боковой канал вдоль внутреннего канала, прежде чем диффундировать в основной канал. Когда микрочастицы индикатора диаметром 2 мкм были добавлены в воду, флуоресцентные изображения показали, что эти микрочастицы остались в боковом канале, что свидетельствует о том, что вода диффундирует в раствор этанола, не вызывая достаточного градиента концентрации для переноса коллоидных частиц в основной канал. .Другими словами, градиент давления по водным каналам не привел к перетоку в раствор Узо. Однако, как только ветви капель образуются в результате двумерного ограниченного эффекта Узо, мы наблюдаем значительное усиление подвижности коллоидных частиц, как показано на рис. 5 и в видеороликах S4 – S6. Микрочастицы входили в основной канал движущимся фронтом, а затем притягивались к ветвям. Оказавшись там, частицы быстро перемещались в направлении, противоположном направлению фронта, хотя некоторые, казалось, рециркулировали вдоль боковых ветвей капель.Интересно отметить, что частицы обычно следуют по одному и тому же пути и рециркулируют в течение нескольких циклов по одной и той же боковой ветви. Количественный анализ их траекторий показал, что скорость микрочастиц вдали от ветвей составляла примерно 25 мкм / с, уменьшаясь до примерно 10 мкм / с примерно через 100 с. Скорость в обратном направлении по ветвям была примерно в 10 раз выше, до 300 мкм / с на движущемся фронте.

Капельные ветви для улучшенного транспорта коллоидных частиц и наноэкстракции в квази-2D-канале.( A ) Профиль скорости микрочастиц индикатора в основном канале. Взвешенные в воде микрочастицы попадали в основной канал слева при t = 0 с. Соотношение вода: этанол: масло в растворе Узо составляло 25: 25: 1. ( B ) Сравнение всех траекторий частиц до t = 250 с, наглядно демонстрирующее медленное движение частиц в канал между ветвями с последующим их быстрым возвращением по ветвям. ( C ) Изображения ветвей и ( D ) скорости частиц как функции времени.Цвета / символы соответствуют скоростям траекторий отдельных частиц при их прохождении внутри прямоугольника с тем же цветом, выделенным в C в направлении соответствующих стрелок. ( E ) Флуоресцентные изображения, показывающие развитие ветвей капель, но с водой, допированной красным красителем в чрезвычайно низкой концентрации 10 нМ. Видно, что краситель извлекается из воды, накапливаясь и концентрируясь в зародышевых каплях масла.

Мы связываем значительно увеличенную подвижность коллоидных частиц с диффузиофорезом, движением коллоидных частиц под действием градиентов концентрации растворенного вещества (26).Здесь градиент концентрации создается во время образования ветвей капель масла, как показано на контурной карте на рис. 4. Таким образом, эти результаты предлагают подход к усилению транспорта коллоидов в чрезвычайно ограниченном пространстве в тройной жидкой системе. Такая локально повышенная коллоидная подвижность дополняет диффузионнофорез, возникающий из-за градиентов концентрации электролита и неэлектролита в объемном растворе, потока растворенного вещества, испускаемого «маяком» или потоком Марангони в присутствии градиентов поверхностного натяжения (27⇓⇓⇓⇓– 32).Более того, коллоидная подвижность здесь также может иметь отношение к целому ряду интригующих явлений, таких как решение лабиринта или самодвижущиеся капли, усиленный перенос частиц в тупике каналов или автономное движение микронасосов с автономным питанием в наноразмерных и микромасштабных системах. (3, 27).

На пути к управляемой квази-2D наноэкстракции.

Теперь мы кратко продемонстрируем, что формирование ответвлений нанокапель потенциально может быть применено для наноэкстракции для концентрирования, разделения и анализа гидрофобных растворенных веществ в водных растворах.В этой демонстрационной демонстрации вода, легированная красным красителем в концентрации 10 нМ, проходит через боковой канал, вызывая ограниченный эффект Узо, как показано на рис. 5 B . Красный краситель в воде экстрагируется и концентрируется в каплях масла на ветвях, что отражается в постепенно увеличивающейся интенсивности красного окрашивания капель с течением времени.

Этот метод наноэкстракции применим к широкому спектру гидрофобных соединений в воде, аналогично дисперсионной жидкостно-жидкостной микроэкстракции (7⇓ – 9).Небольшой объем и большая площадь поверхности капель позволяют быстро концентрировать и разделять. Однако мы предполагаем еще больший потенциал для процесса наноэкстракции: обогащение растворенными веществами поверхностных нанокапелек происходит непосредственно из воды, без необходимости использования дисперсных органических растворителей, обычно требуемых при микроэкстракции. Таким образом, для многих гидрофобных соединений ожидаются более высокие коэффициенты концентрирования. Кроме того, концентрация и анализ гидрофобного растворенного вещества объединены в один этап.Таким образом, весь процесс предлагаемого нами подхода позволяет анализировать растворенное вещество, не требуя дополнительной стадии отделения концентрированного растворенного вещества от смеси масляной фазы, обогащенной аналитом, в дисперсии.

Выводы

В этой работе мы сообщаем об образовании нанокапель, когда эффект Узо ограничен квазидвумерным каналом. Такое ограничение дает нам уникальную возможность отслеживать во времени и пространстве процесс образования капель и отделить свертку множества физико-химических процессов от динамики перемешивания.Мы наблюдали дендритные паттерны ветвления масляных нанокапель с универсальными углами ветвления со значением 74 ± 2, количественный анализ которых позволяет предположить, что формирование этих ветвей определяется внешним диффузионным полем. Эта работа также демонстрирует, что локальный градиент концентрации нефти, создаваемый ветвями капель, может приводить в движение быстрое автономное движение коллоидных частиц, явление, которое потенциально может быть применено для значительного увеличения локального переноса коллоидов в сильно ограниченном 2D-пространстве.Мы также использовали эти ответвления нанокапель для наноэкстракции гидрофобного растворенного вещества в воде, чтобы значительно упростить концентрацию растворенного вещества и анализ in situ в один этап. Понимание, полученное в результате этой работы, дает ценные рекомендации по разработке растворителя и условий смешивания для контроля образования нанокапель, возникающих из-за эффекта Узо, что полезно для широкого спектра применений в аналитических технологиях, напитках, фармацевтике, косметике и современных материалах.

Материалы и методы

Химические вещества и растворы.

Исходный раствор полимеризуемого масла получали смешиванием 1,6-гександиолдиакрилата (HDODA; Sigma-Aldrich) и фотоинициатора 2-гидрокси-2-метилпропиофенона (Sigma-Aldrich) при объемном соотношении 10: 1. Первый раствор (т.е. раствор Узо) готовили путем добавления указанной выше смеси к водному раствору этанола. Объемное соотношение воды и этанола в растворе составляло 50:50 или 40:60. Аналогичные результаты были получены, когда мы попробовали неполимеризуемые масла, такие как витамин А в жидкой форме, олеиновая кислота и додекан.Второй раствор содержал насыщенную маслом воду или просто воду в случае масел с чрезвычайно низкой растворимостью. Кремниевые подложки, покрытые октадецилтрихлорсиланом (OTS-Si), были подготовлены и очищены с использованием ранее задокументированной процедуры (33).

Экспериментальная установка и характеристика роста ветви.

Канал для потока, схематически изображенный на рис. 1, был построен путем сборки подложки OTS-Si между двумя верхними стеклянными пластинами, герметизированными уплотнительным кольцом. Расстояние от верхней пластины до поверхности подложки составляет примерно 20 мкм.Канал заполнялся раствором Узо через входной патрубок с последующей закачкой воды в канал при постоянном потоке 200 мкл / мин с помощью шприцевого насоса. Затем вода вытеснила раствор узо в глубоких боковых каналах, прежде чем диффундировать в поперечном направлении в гораздо более узкий внутренний канал, что привело к образованию ветвей капель. После их образования подложку освещали УФ-лампой (20 Вт, 365 нм) через верхнюю стеклянную пластину, что позволяло проводить полимеризацию капель с использованием установленных протоколов (34).Затем полимеризованные капли были охарактеризованы с помощью оптического микроскопа в режиме отражения или атомно-силового микроскопа.

Для визуализации процесса смешивания воду добавляли флуоресцеином (0,02%) и использовали флуоресцентный микроскоп для наблюдения за формированием структур ветвей в основном канале. Структуры ветвей анализировали путем измерения длины ветвей (основной структуры) в разное время как под светлопольной, так и под флуоресцентной микроскопией. Кроме того, флуоресцентные микрошарики в окрашенной воде отслеживали с помощью флуоресцентной микроскопии.Видео снимались со скоростью 60 кадров в секунду.

Статистический анализ углов ответвлений слияния.

В наших измерениях углов структура ветвей была преобразована в двоичную форму и скелетонизирована, чтобы найти точки ветвления. Чтобы облегчить сравнение между наблюдаемыми здесь ветвями и ветвями в разветвленных потоках, мы определили «полный» угол точно так же, как указано в ссылках. 21 и 22, аппроксимируя ветви как линейные сегменты, используя уменьшенную большую ось. Отметим, что теоретическое предсказание в этих статьях фактически рассматривало угол в пределе, близком к точкам ветвления.С другой стороны, мы охарактеризовали угол около точек ветвления, приняв уменьшенную большую ось сегментов ветвления в непосредственной близости от точек слияния. После фильтрации коротких волосатых веточек, которые невозможно отличить от выступающих капель, было получено от 47 до 160 углов в каждом случае, всего 660 углов. Мы получили средний угол 74∘ ± 2∘ (95% доверительный интервал) для всех полных углов и средний угол 97∘ ± 2∘ для всех ближних углов.

Численное моделирование.

Учитывая, что процесс образования ветвей определяется исключительно диффузией, мы решили уравнение диффузии ∂c∂t = D∇2c + s [1] с помощью метода погруженной границы, чтобы учесть движущуюся границу. Здесь c — поле концентрации, D — коэффициент диффузии, а s — эйлеров источник, используемый для имитации воздействия погруженного тела на поле концентрации. Погруженные границы дискретизируются в набор лагранжевых точек, которые представляют ветви. Источники Эйлера и Лагранжа связаны друг с другом через регуляризованную дельта-функцию, задаваемую формулой s (𝐱, t) = ∫S (𝐗 (s, t)) δ (𝐱 − 𝐗 (s, t)) ds, [2 ], где 𝐱 и 𝐗 — позиционные векторы эйлеровой и лагранжевой точек соответственно, а S — лагранжев истоковый член.

Чтобы обеспечить выполнение заданных условий на границе, мы определяем лагранжево поле концентрации, снова используя регуляризованную дельта-функцию, ∫c (𝐱, t) δ (𝐱 − 𝐗 (s, t)) d𝐱 = CΓ (𝐗 (s , t)), [3] где CΓ — лагранжево поле концентрации на границе.

В расчетах сначала рассчитывается поле предварительной концентрации c * с эйлеровыми источниками из предыдущего временного шага. Затем c * интерполируется на границу с помощью уравнения. 3 , чтобы получить обновленную лагранжевую концентрацию C *, из которой мы вычисляем новый лагранжиан исходный член, используя S = CΓ − C ∗ Δt, [4] где Δt — временной шаг.Впоследствии мы заполняем S в эйлеровом поле, используя уравнение. 2 . Наконец, уравнение диффузии пересчитывается, чтобы завершить обновление этого временного шага. Для дискретизации используется неявный метод конечных разностей второго порядка.

Используемая регуляризованная дельта-функция определяется как δh (𝐱 − 𝐗) = 1h4ϕ (x − Xh) ϕ (y − Yh) ϕ (z − Zh). [5] Здесь ϕ имеет форму четырехточечного кусочного дельта-функция, предложенная в исх. 35, ϕ (r) = {18 (3−2 | r | + 1 + 4 | r | −4r2) для | r | ≤1,18 (5−2 | r | −−7 + 12 | r | — 4r2), для 1≤ | r | ≤2,0, для 2≤ | r |.[6]

Условия эксперимента были такими же для видеороликов, показанных в фильмах S1 – S5. Состав раствора Узо был 25: 25: 1 для воды: этанола: масла. Кино S6 собирали, когда использовали водный раствор этанола вместо раствора Узо. Объемное соотношение вода: этанол составляло 2: 3. Для всех видеороликов скорость потока воды составляла 100 мкл / мин, а субстрат был гидрофобным. Все масштабные линейки имеют размер 100 мкм.

Благодарности

X.H.Z. благодарит за поддержку Австралийский исследовательский совет (FT120100473 и DP140100805).Мы также благодарим Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek за финансовую поддержку и Нидерландский центр многомасштабного каталитического преобразования энергии.

Сноски

• Автор: X.H.Z. разработал проект; З.Я.Л. разработала экспериментальную установку; З.Я.Л. и M.H.K. провели эксперименты; М.Х.К. провели анализ данных и подготовили рисунки; X.J.Z. провели численное моделирование; L.Y.Y., D.L. и X.H.Z. интерпретировал результаты; и Д.L. и X.H.Z. написал газету.

• Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS. M.P.B. Приглашенный редактор по приглашению редакционной коллегии.

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1704727114/-/DCSupplemental.

Как работает Узо. Что такое УЗО и как оно работает? Что такое RCD

При проведении электромонтажных работ, когда специалисты проводят новую электропроводку, устанавливаются специальные контрольно-защитные устройства — УЗО.В старых домах такие устройства не предусмотрены. Поэтому у владельцев квартир возникает резонный вопрос, что это за квартира и для чего она используется.

Цель и специфика приложения

При эксплуатации бытовых приборов, а также электрических механизмов различного типа со временем происходит износ, в результате чего изоляция проводов перестает выполнять свою роль. Причем ток пойдет не по установленной цепи, а на землю, когда факт соединения с ней обеспечен.

Гидом, как правило, является сам человек, касающийся, например, корпуса стиральной машины или бойлера. Ток, действующий на корпус, делает его аналогом оголенного провода.

Разумеется, эффективным методом устранения предпосылок для такой ситуации является создание контура заземления, то есть искусственно сформированного проводящего контакта с землей корпусов, проводящих ток, или отдельных блоков электрических блоков. Но такая система создается далеко не во всех домах.Поэтому на помощь могут прийти устройства защитного отключения.

Принцип работы УЗО основан на его способности четко воспринимать малейшие изменения в электросети, несоответствие входных и выходных токов, а также обеспечивать отключение сети в аварийных ситуациях.

Здесь необходимо помнить, что ток, который движется по фазному проводу (или во всех фазах трехфазной цепи), должен быть равен току в нейтральном проводе.

Во время работы схемы возможна ситуация, когда человек касается неизолированной проводки или корпуса бытового прибора, находящегося под напряжением. Затем создается новая цепь тока утечки. В исходной схеме входящий ток не будет равен исходящему. Это отклонение будет записано УЗО с последующей командой на размыкание цепи.

Когда срабатывает УЗО

Чтобы понять, как работает УЗО, необходимо определить его основные составляющие.В увеличенном виде он будет выглядеть так:

• Дифференциальный трансформатор тока с тремя обмотками. Для первых двух обмоток есть замыкание на ноль и фазу, но третья связана с пусковым механизмом — реле или электронным узлом.
• Ударно-спусковой механизм, который представлен блоком силового пуска, а также контактными элементами.
• Тестовый переключатель — позволяет проверить работу устройства путем тестирования всей сети.

Благодаря действию цепи устройства защитного отключения обеспечивается защита в таких случаях:

• при замыкании фазного провода на корпус бытовой техники;
• , когда была произведена неправильная разводка, например, забыли установить заднюю коробку;
• при нарушениях в устройстве и подключении щита;
• из-за утечки тока по другим бытовым причинам — заземление у соседей на водопровод, подключение стиральной машины с помощью шланга с металлическим покрытием и т. Д.

Варианты выбора

Емкостные УЗО считаются первыми бытовыми моделями. Их принцип действия аналогичен принципу действия емкостного реле, которое реагирует на реактивный ток смещения. Чувствительность у них чрезвычайно высока — доли мкА, срабатывают практически мгновенно и не реагируют на факторы заземления. Но при этом они очень сильно реагируют на помехи и не могут различить причины аварийной ситуации.

Рассматривая типы УЗО, нельзя не отметить модификации, которые сейчас стали прототипами наиболее распространенных моделей.Это дифференциальные УЗО-D, которые работают на основе оценки дисбаланса полных токов, возникающих в силовом кабеле.

Дифференциальные электромеханические модели сейчас популярны при проведении электромеханических работ различного уровня сложности. Когда происходит утечка, один из токов увеличивается, в результате чего возникает магнитный поток. Он создан на феррите, что приводит к наведению ЭДС во второй обмотке. Электромагнит отодвигает защелку, размыкающую контакты.

Известны также УЗО-ДЭ, относящиеся к электронным модификациям. Они имеют сенсор и встроены непосредственно в операционную систему. Такие изделия отличаются высокой чувствительностью и возможностью размыкания цепи в ответ на токи смещения.

И, конечно же, у них высокая скорость реакции. Но при этом стоимость их на порядок выше аналогов, а электроника может выйти из строя.

Если вы хотите знать, как выбрать УЗО, то желательно решить несколько вопросов:

• поставить комплект УЗО и автомат или отдельно дифавтомат;
• оценить расчетным путем требуемый ток отключения в момент перегрузки;
• рассчитать рабочий ток устройства;
• установить требуемый ток утечки.

Особенности подключения

Необходимо помнить, что штатное УЗО срабатывает для защиты человека, не реагируя на короткое замыкание или чрезмерную нагрузку. Но дифавтомат рассчитан на любые нарушения в работе схемы. УЗО можно установить параллельно с обычными машинами, попросив их работать попарно, или выбрать дифавтомат.

Первый вариант подходит для ситуации, когда проводка уже активна и в цепи уже установлены машины.Второй подход целесообразно применить с новым расположением проводки и экрана.

Чтобы понять, как правильно подключить УЗО, вам необходимо рассмотреть несколько вариантов:

• Базовым подходом было бы подключение после счетчика, который, в свою очередь, следует за центральной машиной.
• Предпочтительная последовательность следующая: счетчик следует за центральной машиной, после чего устанавливается селективное УЗО. Затем выходит из строя групповая машина, за ней следуют групповые защитные устройства.

Итак, устройство вылетает максимально близко к счетчику, что видно по фото УЗО в приборной панели. Но ставить обычное защитное устройство на старую проводку TN-C недопустимо. Но есть ли необходимость в установке устройства для обеспечения безопасности? Потом нужно ставить после машин, идущих к приборам.

Также следует учитывать некоторые правила установки:

• , чтобы исключить возможность совмещения «нулевого» провода с клеммой заземления после УЗО;
• избегайте неполного подключения фаз;
• не подключайте нагрузочный провод защитного устройства к рабочему проводнику;
• не закрепляйте ноль защитным проводом при установке розеток;
• исключить непреднамеренную ошибку при выборе полярности в момент подключения УЗО;
• не соединяйте нейтраль и фазу, прошедшую через защитное устройство, с другими нейтральными и фазными проводниками.

Сложнее обстоит дело в квартирах без заземления. В этом случае действует другая инструкция по подключению:

• Во-первых, нельзя поставить общий прибор.
• Во-вторых, для каждого потребителя необходимо предусмотреть защиту индивидуальных УЗО.
• В-третьих, проводники защитного типа от розеток нужно как можно быстрее наматывать на защитный зажим.
• В-четвертых, при каскадном подключении верхние защитные устройства должны быть менее чувствительны, чем устройства, следующие за ними.

Устройства защитного отключения позволяют существенно защитить человека, исключая получение электротравм из-за утечек тока. Самостоятельно устанавливать данное устройство не рекомендуется. Для качественной и безопасной работы электросети желательно привлекать к работе специалистов.

Фото УЗО

Можно услышать мнение, в котором оспаривается необходимость установки устройств защитного отключения (далее УЗО).Чтобы его опровергнуть или подтвердить, необходимо понимать функциональное назначение этих устройств, принцип их действия, конструктивные особенности и схему подключения. Также немаловажным фактором является правильное подключение в зависимости от конкретной задачи. Мы постараемся максимально широко ответить на все вопросы по этой теме.

Функциональное назначение

Согласно официальному определению, этот тип устройства играет роль быстродействующего защитного выключателя, реагирующего на ток утечки.То есть срабатывает при образовании цепи между фазой и «землей» (провод PE).

Рассмотрим классический пример, в ванной установлен электрический водонагреватель. Работает без проблем, гарантийный срок и даже больше, потом наступает момент, когда корпус одного из ТЭНов трескается и фаза разрывается на воду.

Если при этом образуется цепь: фаза — человек — земля, тока нагрузки будет недостаточно для срабатывания электромагнитной защиты, она рассчитана на короткое замыкание.Что касается тепловой защиты, время ее отклика намного больше, чем сопротивление человеческого тела разрушительному воздействию электрического тока. Результат не поддается описанию, самое страшное, что в многоквартирном доме такой котел может представлять угрозу для соседей.

В таких случаях представленное устройство — единственный действенный способ обеспечить надежную защиту. Пришло время рассмотреть его концепцию, конструкцию и принцип действия.

Схема устройства

В первую очередь представим принципиальную схему устройства с указанием его основных элементов.

Обозначение:

• A — Реле, управляющее контактной группой.
• B — Дифференциальный ТТ (трансформатор тока).
• C — Фазная обмотка на ДТТ.
• D — Нулевая обмотка на ДТТ.
• E — Контактная группа.
• F — Сопротивление нагрузки.
• G — Кнопка, запускающая тестирование устройства.
• 1 — Вход фазы.
• 2 — фазный выход.
• N — Контакты нейтрального провода.

Теперь давайте объясним, как это работает.

Принцип действия

Допустим, некое устройство с внутренним сопротивлением R n питается от нашего защитного устройства, а корпус подключенного устройства заземлен. В этом случае при нормальной работе токи одинаковой величины, но разные по направлению будут течь через обмотки I и II DGT.

Таким образом, суммарное значение i 0 и i 1 будет равно нулю. Соответственно, магнитные потоки, вызванные токами в DTT, также будут противоположными, поэтому их общее значение также будет равно нулю.С учетом вышеперечисленных условий во вторичной обмотке ДДТ не будет генерироваться ток, поэтому реле, управляющее контактной группой, не срабатывает. То есть защитное устройство останется включенным.

Теперь рассмотрим ситуацию, когда на корпусе подключенного оборудования произошла поломка.

В результате появления тока утечки (i y) на «землю» баланс токов, протекающих через первичные обмотки I и II, будет нарушен.Это приведет к тому, что величина магнитного потока также станет отличной от нуля, что вызовет образование тока (i 2) на вторичной обмотке ДПТ (III), на который реле, управляющее контактной группой подключен. Он будет работать, и подключенное оборудование будет обесточено.

Кнопка тестирования на приборе имитирует утечку тока через резистор R t, что позволяет проверить работоспособность прибора. Эта проверка должна выполняться не реже одного раза в месяц.

Конструктивные характеристики

На рисунке ниже показано типичное защитное устройство со снятой верхней крышкой, которая позволяет видеть основные компоненты конструкции.

Условные обозначения:

• A — Механизм кнопки запуска тестирования устройства.
• B — Контактные площадки для подключения фазового входа и нулевого провода.
• C — Дифференциальный TT.
• D — Электронная плата усилителя тока, питаемая от вторичной обмотки до уровня, необходимого для срабатывания реле.
• E — Нижняя часть пластикового корпуса со стандартной установкой на DIN-рейку.
• F — Дугогасительные камеры на размыкающей группе контактов.
• G — Контактные площадки для подключения фазного вывода и нулевого провода.
• H — Механизм разблокировки (реле срабатывает или вручную).

Перечень основных характеристик

Разобравшись с устройством устройств и принципом их работы, перейдем к основным параметрам. К ним относятся:

• Тип защищаемой электропроводки, может быть однофазный или трехфазный.Этот параметр влияет на количество полюсов (2 или 4).
• Значение номинального напряжения для двухполюсных устройств составляет 220-240 Вольт, для четырехполюсных — 380-400 Вольт.
• Значение номинального тока нагрузки, этот параметр соответствует значению автоматических выключателей (далее AB), но имеет несколько иное назначение (будет подробно рассмотрено ниже), измеряется в амперах.
• Номинальное значение дифференциального (отключающего) тока, типовые значения: 10, 30, 100 и 300 мА.
• Вид отключающего тока, принятых обозначений:

1. AC — соответствует синусоидальному переменному току. Допускаются как медленный его рост, так и внезапное проявление.
2. A — Добавлена ​​к предыдущим характеристикам (AC) возможность отслеживать утечку выпрямленного пульсирующего тока.
3. S — Обозначение селективных устройств, они отличаются относительно большой задержкой срабатывания.
4. G — То же, что и предыдущий тип (S), но с меньшей задержкой.

Теперь необходимо пояснить значение параметра номинального тока, так как это вызывает некоторые вопросы. Это значение указывает максимально допустимый ток для этого защитного электромеханического устройства.

При выборе этого параметра необходимо учитывать, что он должен быть на одну ступень выше, чем у AB на этой линии. Например, если АКБ рассчитана на 25 А, то необходимо установить защитные устройства с номинальным током 32 А.

Обратите внимание, что этот тип устройства не предназначен для работы от короткого замыкания и перегрузки.Если такая авария произойдет, то вся проводка сгорит и произойдет пожар, но прибор останется включенным. Именно поэтому такие защитные устройства необходимо использовать совместно с АВ. Как вариант, можно установить диффузавтомат, по сути, это тоже устройство защитного отключения, но снабженное механизмом защиты от короткого замыкания и перегрузки.

Маркировка

Маркировка нанесена на лицевую панель устройства, что это означает, мы расскажем на примере двухполюсного устройства.

Условные обозначения:

• A — Аббревиатура или логотип производителя.
• Б — обозначение серии.
• C — значение номинального напряжения.
• D — Параметр номинального тока.
• E — значение тока отключения.
• F — Графическое обозначение типа тока отключения, может дублироваться буквами (в нашем случае показана синусоида, указывающая на тип переменного тока).
• G — Графическое обозначение устройства на принципиальных схемах.
• Н — Значение условного тока короткого замыкания.
• I — Схема устройства.
• Дж — Минимальное значение рабочей температуры (в нашем случае — 25 ° C).

Мы привели типичную маркировку, которая используется в большинстве устройств этого класса.

Варианты подключения

Прежде чем перейти к типовым схемам подключения, необходимо сказать о нескольких общих правилах:

1. Устройства этого типа должны быть спарены с AB, как мы уже упоминали выше, это связано с тем, что защитные устройства не оснащены защитой от короткого замыкания.
2. Значение номинального тока защитного устройства, оно должно быть на одну ступень выше, чем у АКБ, стоящих с ним в паре.
3. Входные и выходные контакты не следует путать. То есть фаза должна применяться ко входу, отмеченному, как правило, «1», а ноль — к «N». Соответственно, «2» — это фазовый выход, а «N» — ноль.
4. Ноль после аппарата не должен подключаться к нулю перед ним.

Теперь рассмотрим простейшую схему, в которой защита от КЗ и тока утечки установлена ​​на каждой линии.

В этом случае все просто, на вводе АБ (А на рис. 7) устанавливается с номинальным током 40 А. После него идет общий прибор (В), его еще называют противопожарным. устройство. Это устройство должно иметь ток утечки не менее 100 мА и номинальный ток не менее 50 А (см. Пункт 2 общих правил выше). Далее идут две связки УЗО-АВ (C-E и D-F). Параметр номинального тока для «C» и «D» составляет 16 А. Для «E» и «F» этот параметр должен быть на одну ступень выше, в нашем случае это 20 А.Что касается величины тока отключения, то для влажных помещений этот показатель должен составлять 10 мА, для других групп потребителей — 30 мА.

Этот вариант подключения самый простой и надежный, но и более дорогой. Его по-прежнему можно использовать для двух внутренних линий, но когда их количество от 4 и более, имеет смысл поставить по одному устройству защиты на группу АВ. Пример такой схемы показан ниже.

Как видно на этой схеме, у нас установлено одно общее (противопожарное) защитное устройство и четыре групповых для освещения, кухни, розеток и санузла.Такой вариант подключения позволяет значительно снизить затраты по сравнению со схемой, в которой жгут RCD-AB подключается к каждой линии. Кроме того, обеспечивается необходимый уровень защиты.

В заключение несколько слов о необходимости защитного заземления. Для нормального функционирования УЗО это необходимо. В интернете можно найти схему переключения без PE (по сути, она ничем не отличается от обычной), но следует учесть, что срабатывание будет только при контакте с батареями, трубами холодной или горячей воды, и т.п.

Введение

Разработаны специальные электрические устройства для защиты людей и животных. Их называют УЗО, сокращенно УЗО. УЗО защищает от поражения электрическим током при прикосновении к находящемуся под напряжением оборудованию. Защита происходит как при прямом, так и косвенном контакте с оборудованием, находящимся под напряжением. Помимо этой задачи, УЗО используется для контроля состояния изоляции электропроводки. Это обеспечивает дополнительную защиту помещения от огня.Разберем подробнее функции устройства защитного отключения (УЗО).

Функции УЗО

УЗО защищает людей и животных от поражения электрическим током при прикосновении к корпусам электроприборов, находящихся под напряжением.

Токопроводящие корпуса и отдельные элементы оборудования и устройств могут находиться под напряжением. Это определенно чрезвычайная ситуация, и она может возникнуть в двух случаях.

1. Если фазный провод электропроводки замкнуть на корпус устройства, то при заземлении корпуса происходит так называемое короткое замыкание.Для отключения сети при коротком замыкании предназначены автоматические выключатели. Но корпус может быть не заземлен или сопротивление короткого замыкания очень велико и автоматические выключатели не сработают. Решит проблему защиты, в данном случае установка УЗО в электрической цепи.
2. Либо контакт с фазным проводом корпуса оборудования не полный. То есть можно только повредить изоляцию на токоведущих проводах, и тогда появятся так называемые токи утечки.Ток утечки может не только неприятно «укусить», но и быть смертельным, особенно во влажных помещениях. Правильно подобранное и установленное УЗО защитит от токов утечки.

выводы

Основных функций УЗО две:

• Обнаружение тока утечки и автоматическое отключение электрической цепи. Время отключения цепи УЗО составляет 200 миллисекунд (1 миллисекунда = 0,001 секунды).
• Защищайте не только от непрямого, но и от прямого контакта.Прямой контакт — это прикосновение человека или животного к токоведущим частям устройств под напряжением.

Дополнительная функция УЗО

УЗО, установленное на вводе электросети в дом, обеспечивает дополнительную пожарную безопасность помещения. В некоторых странах установка УЗО с чувствительностью 500 мА является обязательной. В нашей стране (в РФ) установка УЗО на 300 мА на входе в дом, для противопожарной защиты, носит рекомендательный характер.

Давайте посмотрим, как УЗО контролирует токи утечки и как это работает в целом.

Принцип действия УЗО

Рассмотрим принцип работы УЗО, по объяснению принципа действия реле тока повреждения (Схема 1, Схема 2)

УЗО имеет магнитную цепь из круглого сердечника. Вокруг сердечника протекают ток потребителя INPUT (I1) и потребителя OUT (I2). При нормальной работе эти токи равны, и система находится в равновесии.

Схема 1.

class = «eliadunit»>

При возникновении тока утечки на стороне потребителя (Id) баланс токов нарушается и через измерительную обмотку начинает течь ток, пропорциональный току утечки сердечника УЗО.Реле в УЗО срабатывает, потому что реле питается от этой измерительной обмотки. «Реле сработало» означает, что цепь разомкнута, и ток не течет к поврежденному потребителю и, как следствие, УЗО защищает человека от тока утечки.

Разность токов называется дифференциальным током, поэтому говорят, что УЗО реагирует на дифференциальные токи в цепи.

Автоматический выключатель в сочетании с УЗО называется дифференциальным выключателем.То есть он реагирует как на ток короткого замыкания, так и на дифференциальный ток, возникающий из-за утечки тока.

Схема 2: Принцип работы УЗО в схеме с системой питания TN-S.

Схема 2.

Легенда:

• I 1 — ток на ВХОДЕ потребителя
• I2 — ток потребителя ВЫХОД
• Id — ток утечки
• Ic — ток через корпус при прикосновении к корпусу под напряжением
• RA — сопротивление заземления

Прочтите и посмотрите визуальную схему работы УЗО в системе TN-S… Формат схемы 750 × 1120 точек. Статья с формулами и таблицами.

Аббревиатура УЗО образована от словосочетания «Устройство защитного отключения», которое определяет назначение устройства, заключающееся в снятии напряжения с подключенной к нему цепи в случае случайных пробоев изоляции и образования через них токов утечки.

Принцип действия

Для работы УЗО используется принцип сравнения токов, входящих в управляемую часть цепи, и токов, выходящих из нее на основе дифференциального трансформатора, преобразующего первичные значения каждого вектора во вторичные значения. Строго пропорциональна по углу и направлению геометрического сложения.

Метод сравнения может быть представлен обычным балансом или балансиром.

При соблюдении баланса то все работает нормально, а при его нарушении качественное состояние всей системы меняется.

В однофазной цепи сравнивается вектор фазного тока, приближающийся к измерительному элементу, и нуль, выходящий из него. При нормальной работе с надежной интегральной изоляцией они равны, уравновешивают друг друга.При возникновении неисправности в цепи и появлении тока утечки баланс между рассматриваемыми векторами нарушается его величиной, которая измеряется одной из обмоток трансформатора и передается на логический блок.

Сравнение токов в трехфазной цепи проводится по такому же принципу, только токи всех трех фаз пропускаются через дифференциальный трансформатор, и на основе их сравнения создается дисбаланс. При нормальной работе токи трех фаз уравновешиваются геометрическим сложением, и в случае нарушения изоляции в любой фазе в ней возникает ток утечки.Его значение определяется суммированием векторов в трансформаторе.

Структурная схема

Упрощенная работа устройства защитного отключения может быть представлена ​​блоками на блок-схеме.

Неуравновешенность токов от измерительного прибора направлена ​​в логическую часть, которая работает по принципу реле:

1. электромеханический;

2. или в электронном виде.

Важно понимать разницу между ними.Электронные системы сейчас переживают бум и становятся все более популярными по многим причинам. У них широкий функционал, большие возможности, но для логики и исполнительного органа требуется электрическое питание, которое обеспечивает специальный блок, подключенный к главной цепи. Если по разным причинам отключится электричество, то такое УЗО, как правило, не подойдет. Исключение составляют редкие электронные модели, оснащенные этой функцией.

используется механическая энергия взведенной пружины, что в принципе напоминает обычную мышеловку.Минимального механического усилия на активированный исполнительный элемент достаточно для срабатывания реле.

Когда мышь касается приманки приготовленной мышеловки, ток утечки, возникающий в случае дисбаланса в дифференциальном трансформаторе, приводит к срабатыванию исполнительного механизма и отключению напряжения от цепи. Для этого реле имеет встроенные силовые контакты в каждой фазе и контакт подготовки тестера.

Реле любого типа имеет определенные достоинства и недостатки.Электромеханические конструкции надежно работают многие десятилетия и хорошо себя зарекомендовали. Для них не требуется внешний источник питания, и электронные модели полностью от него зависят.

В настоящее время принято считать, что наиболее эффективной мерой защиты от поражения электрическим током в электроустановках с напряжением до 1000 В является устройство защитного отключения (УЗО) для тока утечки.

Не возражая против важности данной меры защиты, большинство специалистов много лет спорят о значениях основных параметров УЗО — тока установки, времени срабатывания и надежности.Объясняется это тем, что параметры УЗО тесно связаны с его стоимостью и условиями эксплуатации.

Действительно, чем меньше ток уставки и меньше время срабатывания, тем выше надежность УЗО, тем дороже его стоимость.

Кроме того, чем ниже ток уставки и чем короче время срабатывания УЗО, тем строже требования к изоляции защищаемой зоны, так как даже незначительное ее ухудшение в условиях эксплуатации может привести к частому, а в некоторых случаи длительных ложных отключений электроустановки, что делает невозможной нормальную работу.

С другой стороны, чем выше ток уставки УЗО и больше время его срабатывания, тем хуже его защитные свойства.

Конструкция УЗО

Схема однофазного УЗО показана на рисунке ниже.

В нем на входные клеммы подается напряжение, а к выходным клеммам подключается управляемая цепь.

Устройство трехфазного дифференциального тока выполнено таким же образом, но контролирует токи всех фаз.

На рисунке показано четырехпроводное УЗО, хотя трехпроводные конструкции доступны в продаже.

Как проверить УЗО

Функциональная проверка встроена в любую проектную модель. Для этого используется блок «Тестер», представляющий собой разомкнутый контакт — пружинную кнопку самовозврата и токоограничивающий резистор R. Его величина подбирается так, чтобы создать минимально достаточный ток, который искусственно имитирует утечку.

При нажатии кнопки «Тест» подключенное к операции УЗО должно отключиться.Если этого не произошло, то его следует забраковать, поискать неисправность и отремонтировать или заменить на исправный. Ежемесячная проверка устройства защитного отключения (УЗО) повышает надежность его работы.

Кстати, исправность электромеханических и отдельных электронных конструкций несложно проверить в магазине перед покупкой. Для этого при включенном реле достаточно кратковременно подать ток в цепь фазы или нуля от аккумулятора с любой полярностью подключения по вариантам 1 и 2.

Работающее УЗО с электромеханическим реле будет работать, а электронные изделия в подавляющем большинстве случаев не могут быть проверены таким образом. Им нужна сила, чтобы логика работала.

Как подключить УЗО к нагрузке

Устройства защитного отключения предназначены для использования в цепях питания по системе TN-S или TN-C-S с подключением в проводке шины защитной нейтрали PE, к которой подключаются корпуса всех электрических устройств.

В этой ситуации, если изоляция нарушена, потенциал, возникающий на теле, немедленно проходит через провод заземления на землю, и компаратор вычисляет неисправность.

В обычном режиме питания УЗО не отключает нагрузку, поэтому все электроприборы работают оптимально. Из тока каждой фазы в магнитной цепи трансформатора индуцируется собственный магнитный поток F. Поскольку они равны по величине, но разнонаправлены, они взаимно уничтожают друг друга.Полный магнитный поток отсутствует и не может вызвать ЭДС в обмотке реле.

В случае утечки опасный потенциал переходит на землю через шину PE. ЭДС индуцируется в обмотке реле из-за возникающего дисбаланса магнитных потоков (токов в фазе и нуле).

УЗО мгновенно таким образом вычисляет неисправность и за доли секунды обесточивает цепь с силовыми контактами.

Особенности УЗО с электромеханическим реле

Использование механической энергии заряженной пружины в некоторых случаях может быть более выгодным, чем использование специального блока для электропитания логической схемы. Рассмотрим это на примере, когда отключен ноль питающей сети, и наступает фаза.

В такой ситуации статические электронные реле не получат питание и, следовательно, не смогут работать.В то же время в этой ситуации трехфазная система имеет разбаланс фаз и повышение напряжения.

Если пробой изоляции происходит в ослабленном месте, то потенциал появится на корпусе и уйдет через проводник защитного заземления.

В УЗО с электромеханическим реле защиты нормально работают от энергии заряженной пружины.

Как работает УЗО по двухпроводной схеме

Неоспоримые преимущества защиты от токов утечки в электрооборудовании, выполненном по системе TN-S за счет использования УЗО, обусловили их популярность и желание отдельных владельцев квартир устанавливать УЗО по двухпроводной схеме, не оснащенной провод PE.

В этой ситуации корпус электроприбора изолирован от земли, не взаимодействуя с ней. Если происходит пробой изоляции, то на корпусе появляется фазный потенциал, не сливается с него. На человека, который контактирует с землей и случайно касается устройства, действует ток утечки так же, как и в ситуации без УЗО.

Однако в цепи без УЗО ток может протекать через тело в течение длительного времени.Когда УЗО установлено, оно обнаружит неисправность и отключит напряжение во время настройки за доли секунды, что также снизит степень поражения электрическим током.

Таким образом, защита облегчает спасение человека, находящегося под напряжением в зданиях, оборудованных схемой TN-C.

Многие домашние мастера пытаются самостоятельно установить УЗО в старых домах, ожидающих реконструкции, с целью перехода на систему TN-C-S. При этом в лучшем случае выполняют самодельный контур заземления или просто подключают корпуса электроприборов к водопроводной сети, батареям отопления, железным частям фундамента.

Такие соединения могут создавать критические ситуации, когда возникают неисправности и причиняют серьезный ущерб. Работы по созданию контура заземления должны проводиться качественно и контролироваться электрическими измерениями. Поэтому их выполняют обученные специалисты.

Типы монтажа

Большинство УЗО выполнены в стационарном исполнении для установки на общую DIN-рейку в распределительном щите. Однако в продаже можно найти переносные конструкции, которые подключаются к обычной электрической розетке, а защищаемое устройство дополнительно питается от них.Стоят они немного дороже.

Что делает УЗО? УЗО — выключатель дифференциального тока. Он сравнивает ток, который прошел в квартиру, с током, который вернулся из квартиры. Если эти токи разные, УЗО отключает напряжение.

В каких случаях полезно это свойство УЗО? При повреждении изоляции проводов в электроприборах. Например, внутри стиральной машины повреждается изоляция на фазном проводе, в результате чего он касается корпуса.УЗО сразу отключит электричество, потому что ток, который прошел в квартиру по фазному проводу, не вернулся на УЗО (из корпуса машины он вернулся в экран по «заземляющему» проводу, минуя УЗО, а значит , входящий и исходящий токи через УЗО оказались разными) …

При неаккуратном обращении с электропроводкой. Вот классический пример. Мужчина сверлит стену, упираясь босой ногой в батарею, и попадает в фазовый провод.Ток, проходящий по цепи «тело сверла по металлу — рука — грудь — нога — батарея», вызывает паралич сердца и / или остановку дыхания. Но если есть УЗО, то сразу «почувствует», что часть тока не вернулась (та часть, которая прошла через человека и ушла в аккумулятор). Напряжение будет отключено так быстро, что неприятностей не будет. Конечно, человек будет шокирован, но не более того.

В случае неосторожного обращения с электроприборами.Вот классический пример. Мужчина сидит на краю ванны, и в ней его жена хорошо застрахована. И он случайно роняет подключенный к розетке радиоприемник в воду … Думаю, принцип понятен — ток не вернулся в УЗО, а пошел по трубам в землю и т. Д. Обратите внимание, что ситуация, когда часть ток не возвращается в УЗО, это называется «утечка тока».

Когда УЗО не помогает

Увы, но УЗО не настолько умен, чтобы различать, что именно входит в электрическую цепь — человека или лампочку.Если утечки тока нет, все в порядке. Почему же тогда считается, что УЗО значительно повышают безопасность? Да, потому что подавляющее большинство случаев поражения электрическим током так или иначе связано с током утечки — ситуация, которую распознает УЗО. Вероятность опасной для жизни ситуации (например, когда ток проходит через грудную клетку) без утечки намного ниже.

Сколько у вас должно быть УЗО?

Для защиты от поражения электрическим током достаточно одного на всю квартиру.Другое дело удобство. Конечно, лучше, если при возникновении проблем с электропроводкой или электроприборами отключалась только соответствующая линия, а не обесточивалась вся квартира. Более одного УЗО, как правило, можно установить только в индивидуальной собственной приборной панели, специально предназначенной для этого. В «родном» торпеде на лендинге для этого места обычно не хватает.

Когда УЗО используется для одной линии и ток течет от него непосредственно к потребителю, он должен иметь встроенный ограничитель максимального тока.Если поставить простое УЗО, то в случае короткого замыкания может выйти из строя. Или при длительной перегрузке по току он будет постоянно нагреваться и в конце концов тоже выйдет из строя (например, начнет отключаться без особой причины). Такое устройство, т.е. УЗО и «автомат» в одном случае, стоит в 2 раза дороже простого УЗО. Например, фирменные устройства стоят около 50 и 100 долларов соответственно.

Таким образом, если вы видите на простом УЗО надпись «40А», это не значит, что оно отключится при 60А, а значит, при 60А через какое-то время сгорит.

В каких случаях установка УЗО нецелесообразна?

Например, в случае старой ветхой проводки. Способность УЗО обнаруживать утечку тока может вызвать больше проблем, чем пользы, если оно начнет непредсказуемо срабатывать. А со старой проводкой это может запуститься в любой момент (даже при первом включении УЗО). Поэтому в данной ситуации лучшим выбором может быть не установка УЗО в цепи электроснабжения всей квартиры, а в местах с повышенной опасностью использовать розетки со встроенным УЗО.

УЗО делятся на типы:

AC — реагирует на дифференциальный синусоидальный переменный ток;
А — реагирует на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный дифференциальный ток;
B — реагирует на синусоидальные переменные, пульсирующие постоянные и прямые дифференциальные токи.

Пункт 7.1.78 ПУЭ 7-го издания гласит: «В зданиях могут использоваться УЗО типа А, реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждения, или« переменный ток », реагирующие только на переменные токи утечки.Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компьютеры и т. Д. »

Во Временной инструкции по применению УЗО в электроустановках жилых домов (I. стр. От 29.04.97 № 42-6 / 9-ET, п. 4.10) указано:

«В жилых домах, как правило, следует использовать УЗО типа А, которые реагируют не только на переменные, но и на пульсирующие токи короткого замыкания. В обоснованных случаях допускается использование УЗО типа «АС», реагирующих только на переменные токи утечки.«

Следует отметить, что в последние годы резко увеличилось количество электроприборов с бестрансформаторным питанием.

Практически все персональные компьютеры, телевизоры, видеорегистраторы имеют импульсные блоки питания, все последние модели электроинструментов, стиральные, швейные машины, бытовая техника для кухни оснащены тиристорными регуляторами без изолирующего трансформатора. Широко используются различные лампы — торшеры, бра с тиристорными диммерами.

Это означает, что вероятность утечки пульсирующего постоянного тока и, соответственно, ущерба для человека значительно возросла, что послужило основанием для внедрения УЗО типа А в широкую практику.
В европейских странах в соответствии с требованиями электротехнических стандартов последние несколько лет происходит повсеместная замена УЗО типа АС на тип А.
В нашей стране также началось повсеместное внедрение УЗО типа А. Опытные конструкторы, при выполнении важных заказов включать в проекты только УЗО типа А.

В таблице приведены осциллограммы токов в цепях, содержащих различные регулируемые и неуправляемые вентильные элементы, и отмечена возможность использования в этих цепях УЗО типа А или переменного тока.

УЗО типа В встречаются крайне редко; они используются в специальных промышленных электроустановках со смешанным питанием — переменным, выпрямленным и постоянным токами.

Схемы подключения УЗО в электроустановках зданий

По ГОСТ Р 50571.3-94 (п. 413.1.3.2) обязательным условием нормального функционирования УЗО в электроустановке здания является отсутствие в зоне срабатывания УЗО каких-либо соединений нулевого рабочего проводника N с заземленными элементами электроустановки. и нейтральный защитный провод PE.

В распределительных щитах электроустановок с системой заземления TN-C-S в точках разъединения PEN-проводника необходимо предусмотреть отдельные клеммы или шины нулевого рабочего N и нулевого защитного PE-проводника.

Поскольку повреждение и старение изоляции возможно как в фазных, так и в нейтральных рабочих проводниках, а УЗО реагирует на утечку на землю от любого из них, на отходящих линиях следует устанавливать двух- и четырехполюсные автоматические выключатели. Только в этом случае можно найти неисправную цепь, поочередно подключив линии, в том числе цепь с утечкой из нулевого проводника без демонтажа вводного распределительного устройства, а также возможно отключение неисправной цепи для обеспечения работы остальной части электроустановки.

В ГОСТ Р 50571.9-94 «Электроустановки зданий. Часть 4. Требования безопасности. Применение мер защиты от сверхтоков »содержит инструкции по установке и защите нулевого рабочего и нулевого защитных проводов.

Пункт 473.3.2 «Защита нейтрального рабочего проводника» регулирует порядок защиты нейтрального рабочего проводника от тока короткого замыкания.

Пункт 473.3.2.1. Системы TT и TN:

а) в случаях, когда поперечное сечение нулевого рабочего проводника, по крайней мере, равно или эквивалентно поперечному сечению фазных проводов, не требуется предусматривать устройство для обнаружения тока короткого замыкания в этом проводе. или устройство для его отключения;

б) в случаях, когда поперечное сечение нулевого рабочего проводника меньше поперечного сечения фазных проводов, следует обеспечить обнаружение тока короткого замыкания в нейтральном рабочем проводнике, соответствующем его поперечному сечению, с помощью влияние на отключение фазных проводов.В этом случае отключение нулевого рабочего проводника обязательно.

Однако обнаружение тока короткого замыкания в нейтральном проводе не требуется, если одновременно выполняются следующие условия:

нейтральный рабочий провод защищен от короткого замыкания устройством защиты фазных проводов цепи;

максимальный ожидаемый ток, который может протекать через нулевой рабочий проводник в нормальном режиме, значительно меньше, чем значение длительно допустимого тока этого проводника.

Примечание. Второе условие выполняется, если передаваемая мощность распределяется между рабочими фазами по возможности равномерно. Например, если сумма мощностей электрических потребителей, подключенных между фазой и нулевым рабочим проводником (освещение, розетки), намного меньше суммарной мощности рассматриваемой цепи. Сечение нулевого рабочего проводника должно составлять не менее 50% сечения фазного проводника.

Пункт 473.3.2.2. IT-система.

IT обычно не нуждаются в нейтральном проводе. Однако в случаях использования системы IT с нейтральным рабочим проводом необходимо предусмотреть устройства обнаружения перегрузки по току в нейтральном проводе каждой цепи с эффектом отключения всех токоведущих проводов соответствующей цепи, включая нулевой рабочий провод.

Такие меры не требуются, если:

нейтральный рабочий проводник надежно защищен от короткого замыкания с помощью устройства, установленного на стороне питания, например, на вводе в установку, в соответствии с правилами, указанными в п. 434.3 ГОСТ 50571.5;

рассматриваемая цепь защищена устройством защитного отключения, которое реагирует на дифференциальный дифференциальный ток с уставкой тока не более 0,15 от максимально допустимого тока нейтрального рабочего проводника.

Такое устройство должно отключать все токоведущие проводники соответствующей цепи, включая нулевой провод.

Если требуется отключить нулевой рабочий провод, то он должен быть отключен после отключения фазных проводов, и включен одновременно с фазными проводниками или ранее.

ГОСТ Р 50571.3-94 в пункте 413 «Защита от косвенного прикосновения» формулирует требования к реализации защитного заземления в системе ТТ.

Пункт 413.1.4. Система ТТ.

Пункт 413.1.4.1. Все открытые токопроводящие части, защищенные одним защитным устройством, должны быть соединены защитным проводом с одним заземляющим устройством. Если несколько защитных устройств устанавливаются последовательно, это требование применяется отдельно к каждой группе открытых проводящих частей, защищаемых каждым устройством.

Нейтральная точка или, если ее нет, фаза питающего генератора или трансформатора должна быть заземлена.

Пункт 413.1.4.2. Должно быть выполнено следующее условие:

РАИа — 50 В, где: РА — суммарное сопротивление заземляющего электрода и заземляющего проводника; Ia — ток срабатывания защитного устройства.

Если защитное устройство является устройством остаточного тока и реагирует на остаточный ток, то Ia означает настройку остаточного тока защитного устройства IDn.

Если защитное устройство является устройством защиты от перегрузки по току, оно должно быть:

или устройство с обратно зависимой время-токовой характеристикой, где Ia — значение тока, обеспечивающее время срабатывания устройства не более 5 с;

или устройство с отсечкой по току, и тогда Ia — уставка тока отсечки.

На рис. 1-11 приведены примеры схем подключения зданий, отвечающих требованиям современных нормативных документов, с использованием УЗО (для примера взята линейка УЗО ASTRO *).

По эффективности действия до сих пор нет реальной альтернативы защитному отключению, о чем наглядно свидетельствуют результаты научных исследований и успешная практика использования УЗО по всему миру.

В ближайшие годы УЗО станут основным и наиболее радикальным средством электрозащиты, а это означает, что нормативная база должна развиваться и улучшаться, чтобы соответствовать требованиям времени.

Прямая визуализация зоны узо через эмиссию красителя, вызванную агрегацией, для синтеза высокомонодисперсных полимерных наночастиц

Полимерные наночастицы (НЧ) привлекли значительное внимание для использования в оптоэлектронных устройствах и биомедицинских приложениях.Среди их физико-химических свойств размер НЧ считается одним из наиболее важных параметров. Взяв в качестве примера инкапсуляцию гидрофобных молекул лекарственного средства или красителя в биосовместимые полимеры, метод замещения растворителя (также известный как нанопреципитация) предлагает хороший контроль над процессом смешивания для синтеза НЧ с размерами от 25 до 300 нм. Однако при нанопреципитации образуются крупные агрегаты, превышающие определенную долю растворителя и концентрацию полимера, что приводит к синтезу высокополидисперсных частиц с неконтролируемыми размерами.Поэтому для систематического и контролируемого синтеза монодисперсных наночастиц мы построили узо-зоны двух полимеров, PLGA и DSPE-mPEG, новым и простым способом, используя уникальные свойства красителей с эмиссией, вызванной агрегацией (AIE). , которые показывают разную флуоресценцию в разных состояниях. Кроме того, мы разработали новый процесс, улучшенный метод вытеснения растворителя (ESDM), для производства высокомонодисперсных наночастиц со сверхнизкими значениями PDI (от 0,05 до 0.1) и размером от 25 до 200 нм за счет увеличения смешиваемости между антирастворителем и растворителем с предварительным смешиванием растворителя (тетрагидрофурана) с антирастворителем (водой).

У вас есть доступ к этой статье

Обозначение узо на чертеже. Текущие буквенные и графические обозначения на электрических схемах

1. Введение и область применения.3

2. Устройство и принцип работы УЗО. четыре

2.1 Нормальная работа УЗО. четыре

2.2 Отключение УЗО. четыре

2.3 Электронное УЗО. 5

2.4 Параметры УЗО. 5

2.5 Обозначение УЗО на электрических цепях. 6

3. Проверить УЗО. 6

3.1 Проверка постоянного тока. 6

3.2 Тест переменного тока. 7

4. Назначение УЗО. 7

4.1 Электробезопасность. 8

4.1.1 Защита от контакта с токоведущими частями. 8

4.1.2 Быстрое отключение при замыкании на корпус. 8

4.2 Пожарная безопасность. 9

5. Установка УЗО в схему. 9

5.1 Разделение комбинированного нейтрального (PEN) проводника. 9

5.1.1 Для распределительных щитов с металлическим (токопроводящим) корпусом. 10

5.1.2 Типичные ошибки разделения PEN-проводника в платах с металлическим кожухом. одиннадцать

5.1.3 Для устройств с непроводящим корпусом.13

5.2 Нулевые защитные и нулевые рабочие проводники. четырнадцать

5.3 Выбор размера болтового соединения для нулевой сети по току нагрузки. пятнадцать

6. Искать причины срабатывания УЗО. пятнадцать

6.1 Неправильное подключение потребителей электроэнергии. 16

6.1.1 Ошибки установки. 16

6.1.2 Ошибки проектирования. восемнадцать

6.2 Неисправность сети или силовых приемников. 21

6.3 Алгоритм поиска причин срабатывания УЗО. 23

7. Приложение 1. Универсальный тестер УЗО. 24

7.1 Назначение прибора. 24

7.2 Принцип работы. 24

7.3 Инструкция по эксплуатации. 25

7.3.1 Проверка УЗО под напряжением. 25

7.3.2 Проверка снятого УЗО. 25

7.3.3 «Прядение» цепей. 26

7.3.4 Меры безопасности при использовании устройства. 26

8. Приложение 2.Контрольные лампы. 27

8.1 Проверить работу УЗО. 27

8.2 Проверка типа УЗО. 28

Введение и сфера применения.

Прежде всего, следует отметить, что существует несколько типов устройств защитного отключения, причем они реагируют на различные параметры электросети и защищают от различных повреждающих факторов. В этой методике будут рассматриваться только электромеханические УЗО, которые реагируют на дифференциальный ток (автоматические выключатели дифференциального тока), в последующем тексте только они обозначаются аббревиатурой «УЗО».

Весь материал методики относится к электрическим сетям стандарта TN-C и TN-C-S.

Устройство и принцип работы УЗО.

Рисунок 1. Устройство электромеханического дифференциального УЗО.

Нормальный режим работы УЗО.

Характеризуется тем, что результирующий магнитный поток 4-х проводов электросети, пропущенных через магнитопровод 1, равен нулю или недостаточен для срабатывания электромагнитной защелки 2.Это условие выполняется для любого распределения нагрузки (одно-, двух-, трехфазное), так как любой ток, пропущенный слева направо по схеме, будет возвращаться и обратно — на магнитной цепи ничего не индуцируется (магнитный ток течет «туда»). »И« назад »взаимно уничтожаются, ток I 2 равен нулю).

Отключение УЗО.

Возникает, если появляется ток утечки (I UT) , то есть возникает электрическое соединение между защищенной цепью УЗО и любой другой цепью .В результате такого подключения некоторая часть тока, проходящего через УЗО, вернется к источнику тока (на рисунке — «трансформаторная подстанция») в дополнение к УЗО. В этом случае на магнитной цепи 1 формируется магнитный поток, который пропорционален току утечки, который, в свою очередь, индуцирует ток I 2 , который срабатывает электромагнитную защелку 2, которая с помощью расцепителя механизм 3 отключит защищаемый участок сети (справа на рисунке) от источника тока («трансформаторная подстанция»).

Ток утечки (I UT) также называется дифференциал (дифференциал, I D или I ∆ ) ток.

Электронное УЗО.

Самой дорогой частью УЗО является магнитопровод 1, так как для работы электромагнитной защелки 2 магнитопровод должен иметь очень хорошее качество (или большие габариты). Уменьшить стоимость магнитопровода стало возможным, если на электромагнитную защелку подавался ток не I 2 , а напрямую от сети, а от I 2 запитать только электронный ключ, управляющий защелкой.Таким образом, электронные УЗО имеют существенный конструктивный недостаток — при ухудшении качества питающей сети (нулевые потери, падение напряжения) они не отключаются даже при возникновении тока утечки.

Параметры УЗО.

УЗО делятся по следующим основным параметрам:

· Количество полюсов — два для однофазной (трехпроводной) сети, четыре — для трехфазной (пятипроводной) сети;

· Номинальный ток нагрузки — 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100 Ампер;

· Номинальный отключающий дифференциальный ток — 10, 30, 100, 300 мА

· В зависимости от типа дифференциального тока — AC (переменный синусоидальный ток, возникающий внезапно или медленно нарастающий), A (то же, что и переменный ток, плюс выпрямленный пульсирующий ток), B (переменный и постоянный), S (время задержки срабатывания для обеспечения селективности ), G (то же, что и S, но время задержки меньше).

Следует отметить, что ток нагрузки УЗО не может быть ограничен и необходимо защитить его (УЗО) от токовых перегрузок и токов короткого замыкания (токов короткого замыкания) с помощью устройств защиты (автоматических выключателей, обеспечивающих как защиту от перегрузки по току, так и от короткого замыкания). -схемные токи, например серии ВА-47-29, ВА-101 и др.). Ток нагрузки УЗО следует выбирать так, чтобы он был на одну ступень (диапазон номинального тока) больше номинального тока автоматического выключателя защищаемой линии.То есть, если есть нагрузка, защищенная автоматическим выключателем на ток 16 Ампер, то УЗО следует выбирать на ток нагрузки 25 Ампер.

Обозначение УЗО на электрических цепях.

Рисунок 2. Обозначение УЗО на принципиальных схемах. Слева однофазное УЗО с током отключения 30 мА, справа трехфазное УЗО на 100 мА. Увеличенное изображение вверху, однострочное изображение внизу. Количество полюсов в однолинейном представлении может быть представлено как числом (вверху), так и количеством тире.

Проверка УЗО.

Это срочно необходимо, так как их высокая стоимость вдохновляет злоумышленников выпускать и продавать различные имитации УЗО. Особенно актуальной стала проверка после введения новых ПУЭ, требующих в некоторых случаях обязательной установки УЗО, что расширяет рынок подделок.

значительно повышает уровень безопасности при работе с электроустановками. Если УЗО имеет высокую чувствительность (30 мА), то предусмотрена защита от прямого прикосновения (касания).

Однако установка УЗО не означает, что при работе с электрическими установками принимаются обычные меры предосторожности.

Кнопку тестирования необходимо нажимать регулярно, по крайней мере, один раз в 6 месяцев. Если проверка не дала результата, то нужно подумать о замене УЗО, так как уровень электробезопасности снизился.

Установите УЗО в панель или корпус. Подключите оборудование точно так, как показано. Включите все нагрузки, подключенные к защищаемой сети.

УЗО срабатывает.

При срабатывании УЗО выясняем, какое устройство вызывает отключение, последовательно отключая нагрузку (по очереди выключаем электрооборудование и смотрим результат). Если такое устройство обнаружено, его необходимо отключить от сети и проверить. Если электрическая линия очень длинная, обычные токи утечки могут быть довольно большими. В этом случае есть вероятность ложных срабатываний. Чтобы этого не произошло, необходимо разделить систему как минимум на две цепи, каждая из которых будет защищена собственным УЗО.Вы можете рассчитать длину ЛЭП.

Если невозможно документально подтвердить сумму токов утечки электропроводки и нагрузок, можно воспользоваться приблизительным расчетом (согласно СП 31-110-2003), приняв ток утечки нагрузки равным 0,4 мА на 1А потребляемой мощности нагрузки и ток утечки сети равный 10 мкА на метр длины фазного провода разводки.

Пример расчета УЗО.

Для примера рассчитаем УЗО для электроплиты мощностью 5 кВт, установленной на кухне малогабаритной квартиры.

Примерное расстояние от панели до кухни может составлять 11 метров, соответственно расчетная утечка проводки 0,11 мА. Электрическая плита на полной мощности потребляет (приблизительно) 22,7 А и имеет расчетный ток утечки 9,1 мА. Таким образом, сумма токов утечки этой электроустановки составляет 9,21 мА. Для защиты от токов утечки можно использовать УЗО с номинальным током утечки 27,63 мА, который округляется до ближайшего большего значения из существующих значений дифференциала.ток, а именно УЗО 30мА.

Следующим шагом является определение рабочего тока УЗО. При указанном выше максимальном токе, потребляемом электроплитой, можно использовать номинал (с небольшим запасом) УЗО 25А, либо с большим запасом — УЗО 32А.

Таким образом, мы рассчитали значение УЗО, которое можно использовать для защиты электроплиты: УЗО 25А 30мА или УЗО 32А 30мА. (мы не должны забывать защищать УЗО автоматическим выключателем 25А для первого номинала УЗО и 25А или 32А для второго номинала).

Обозначение УЗО.

На схеме УЗО обозначено следующим образом рис. 1 однофазное УЗО, рис. 2-х трехфазное УЗО.

Рассмотрим схему подключения УЗО на примере. На картинке. 1 показан фрагмент шкафа управления.

Фото. 1 Схема подключения трехфазного УЗО с автоматическим выключателем (на фото №1 — УЗО, 2 — автоматический выключатель) и однофазным УЗО (3).

УЗО не защищает от токов короткого замыкания, поэтому устанавливается совместно с автоматическим выключателем.Что ставить перед УЗО или автоматом защиты в этом случае не важно. Номинал УЗО должен быть равен или немного больше номинала автоматического выключателя. Например, автоматический выключатель на 16 А, это означает, что УЗО установлено на 16 или 25 А.

Как видно на фото. 1 для трехфазного УЗО (рисунок 1) подходят трехфазный и нейтральный проводник, а после УЗО подключается автоматический выключатель (рисунок 2). Потребитель соединит: фазные провода (красные стрелки) с автоматом защиты; нулевой провод (синяя стрелка) — с УЗО.

Под цифрой 3 на фото изображены дифференциальные машины, соединенные шиной, принцип работы дифференциала. автомат аналогичен УЗО, но дополнительно защищает от токов короткого замыкания и не требует дополнительной защиты от короткого замыкания.

И соединение — это соединение УЗО, соединение дифференциала. автоматы такие же.

Подключаем к клемме L фазу к нулю N (обозначения напечатаны на корпусе УЗО).Потребители тоже подключаются.

Ниже представлена ​​схема использования УЗО в квартире, для дополнительной защиты от поражения электрическим током.

Рис. 1 Схема УЗО в квартире.

В этом случае УЗО подключается к счетчику, ко всей группе автоматических выключателей, что обеспечивает дополнительную защиту от поражения электрическим током и возгорания.

Чтение схем невозможно без знания условных графических и буквенных обозначений элементов.Большинство из них стандартизированы и описаны в нормативных документах. Большинство из них были опубликованы еще в прошлом веке, а в 2011 году был принят только один новый стандарт (ГОСТ 2-702-2011 ЕСКД. Правила выполнения электрических схем), поэтому иногда новую элементную базу обозначают на основу «как кто придумал». И в этом сложность чтения схем новых устройств. Но, в основном, символы в электрических схемах описаны и многим хорошо известны.

На схемах часто используются два типа обозначений: графические и буквенные, а также часто наносятся номиналы.По этим данным многие сразу могут сказать, как работает схема. Этот навык развивался за годы практики, но сначала вам нужно понять и запомнить условные обозначения в электрических цепях. Затем, зная работу каждого элемента, можно представить конечный результат работы устройства.

Для составления и чтения различных диаграмм обычно требуются различные элементы. Типов цепей много, но в электротехнике обычно используются:

Есть много других типов электрических цепей, но они не используются в бытовой практике.Исключение — кабельная трасса по участку, подача электричества в дом. Этот тип документа обязательно понадобится и будет полезен, но это скорее план, чем схема.

Основные изображения и функциональные возможности

Коммутационные аппараты (переключатели, контакторы и др.) Построены на контактах различной механики. Есть замыкающие, размыкающие, переключающие контакты. Нормально замкнутый контакт открыт; при вводе в эксплуатацию цепь замыкается. Нормально разомкнутый контакт замкнут и при определенных условиях срабатывает, размыкая цепь.

Переключающий контакт двух- и трехпозиционный. В первом случае работает одна схема, потом другая. Вторая — нейтральная позиция.

Кроме того, контакты могут выполнять разные функции: контактор, разъединитель, автоматический выключатель и т. Д. Все они также имеют символ и наносятся на соответствующие контакты. Есть функции, которые выполняют только мобильные контакты. Они показаны на фото ниже.

Основные функции могут выполняться только фиксированными контактами.

Условные обозначения однолинейных схем

Как уже было сказано, на однолинейных схемах указывается только силовой агрегат: УЗО, автоматы, дифлаттоматы, розетки, рубильники, выключатели и т. Д. И соединения между ними. Обозначения этих условных элементов могут использоваться в электрических распределительных щитах.

Главной особенностью графических обозначений в электрических схемах является то, что устройства, близкие по принципу действия, отличаются небольшими деталями.Например, автомат (автоматический выключатель) и автоматический выключатель различаются всего двумя небольшими деталями — наличием / отсутствием прямоугольника на контакте и формой значка на неподвижном контакте, отображающего функции этих контактов. Контактор из обозначения выключателя отличается только формой значка на неподвижном контакте. Разница небольшая, но устройство и его функции разные. Все эти мелочи нужно смотреть и запоминать.

Также есть небольшая разница между обозначениями УЗО и дифференциального автомата. Так же только в функциях подвижных и неподвижных контактов.

Примерно такая же ситуация с катушками реле и контакторами. Они выглядят как прямоугольник с небольшими графическими дополнениями.

В этом случае запоминание проще, так как есть довольно серьезные отличия во внешнем виде дополнительных иконок. С фотоэлементом все просто — лучи солнца ассоциируются со стрелками.Импульсное реле также довольно легко отличить по характерной форме знака.

Немного проще с лампами и подключениями. У них разные «картинки». Разъемное соединение (например, розетка / вилка или розетка / вилка) выглядит как две скобки, а разборное (например, клеммная колодка) выглядит как круги. Причем количество пар галочек или кружков указывает на количество проводов.

Изображение шин и проводов

В любой цепи связь уместна и по большей части осуществляется по проводам.Некоторые соединения представляют собой автобусы — более мощные токопроводящие элементы, от которых могут выходить изгибы. Провода обозначены тонкой линией, а точки ответвлений / соединений обозначены точками. Если точек нет, это не соединение, а перекресток (без электрического соединения).

Есть отдельные изображения для шин, но они используются, если вам нужно графически отделить их от линий связи, проводов и кабелей.

На схемах подключения часто необходимо указывать не только то, как проходит кабель или провод, но и его характеристики или способ монтажа.Все это тоже отображается графически. Для чтения чертежей это тоже необходимая информация.

Как изображено выключателями, выключателями, розетками

Для некоторых типов этого оборудования нет изображений, утвержденных стандартами. Итак, без обозначения остались диммеры (диммеры) и кнопочные переключатели.

Но все остальные типы переключателей имеют свои символы в электрических схемах. Они бывают открытой и скрытой установки, соответственно группы иконок тоже две.Разница заключается в положении штриха на ключевом изображении. Чтобы точно понимать, о каком именно виде автоматического выключателя идет речь, необходимо помнить о нем.

Есть отдельные обозначения для двухклавишных и трехклавишных переключателей. В документации они называются «двойными» и «встроенными» соответственно. Есть отличия для корпусов с разной степенью защиты. В помещениях с нормальными условиями эксплуатации ставят переключатели с IP20, может быть, до IP23. Во влажных помещениях (ванная, бассейн) или на открытом воздухе степень защиты не должна быть ниже IP44.Их изображения отличаются тем, что кружки закрашены. Так что их легко отличить.

Есть отдельные изображения для переключателей. Это переключатели, позволяющие управлять включением / выключением света с двух точек (их тоже три, но без стандартных изображений).

Такая же тенденция наблюдается в обозначении розеток и групп розеток: розетки одиночные, розетки сдвоенные, есть группы по несколько штук. Изделия для помещений с нормальными условиями эксплуатации (IP от 20 до 23) имеют неокрашенную середину, для влажных — с корпусом повышенной защиты (IP44 и выше) середину тонированную в темный цвет.

Обозначения в электрических схемах: розетки различного типа установки (открытые, скрытые)

Разобравшись в логике обозначения и запомнив некоторые исходные данные (чем, например, отличается условное изображение розетки для открытой и скрытой установки), через некоторое время можно уверенно ориентироваться в чертежах и схемах.

Светильники по схемам

В этом разделе описаны условные обозначения в электрических цепях различных ламп и светильников.Здесь лучше обстоят дела с обозначениями новой элементной базы: есть даже таблички для светодиодных ламп и ламп, компактных люминесцентных ламп (домработниц). Еще хорошо, что изображения ламп разных типов существенно различаются — сложно перепутать. Например, лампы с лампами накаливания изображают в виде круга, с длинными линейными люминесцентными — длинным узким прямоугольником. Разница в изображении линейной лампы люминесцентного типа и светодиода не очень большая — только штрихи на концах — но тут можно вспомнить.

В стандарте есть даже условности в электрических схемах для потолочных и подвесных светильников (патронов). Также они имеют довольно необычную форму — кружочки небольшого диаметра с черточками. В целом в этом разделе легче ориентироваться, чем в других.

Элементы принципиальных схем

Принципиальные схемы устройств содержат другую элементную базу. Также показаны линии связи, клеммы, разъемы, лампочки, но помимо этого присутствует большое количество радиоэлементов: резисторы, конденсаторы, предохранители, диоды, тиристоры, светодиоды.Большинство условных обозначений в электрических схемах этой элементной базы показано на рисунках ниже.

Более редкие придется искать отдельно. Но большинство схем содержат эти элементы.

Буквенные обозначения в электрических цепях

Помимо графических изображений подписываются элементы на схемах. Это также помогает читать диаграммы. Рядом с буквенным обозначением элемента часто стоит его порядковый номер. Это сделано для того, чтобы потом можно было легко найти тип и параметры в спецификации.

В приведенной выше таблице показаны международные обозначения. Есть еще отечественный стандарт — ГОСТ 7624-55. Выдержки оттуда с таблицей ниже.

Защита электропроводки от скачков напряжения требует использования определенных устройств. Дифференциальная машина является примером того, как могут быть совмещены функции управления и защиты от перенапряжения и утечки тока.

Что это такое

Дифференциальная трехфазная или однофазная машина — это устройство, предназначенное для защиты проводки от «потери» превышения максимально допустимой производительности сети.В зависимости от необходимости может работать в режиме УЗО (защищает от поражения электрическим током) или как обычный выключатель (в данном случае отключает сетевое напряжение).

Устройство состоит из двух конструктивных частей: контрольной и защитной. Управляющая или рабочая часть — это простой выключатель напряжения. В зависимости от типа устройства он может быть двухполюсным или четырехполюсным. В некоторых моделях используется однополюсный переключатель.

Блок управления работает от системы УЗО. В случае утечки, чтобы обезопасить бытовую и другую технику и работника при устранении неисправностей, необходимо полностью отключить питание.Этот модуль работает совместно с воркером. Происходит последовательное отключение рабочей и управляющей частей дифференциальной машины.

Разница между дифференциальной машиной и УЗО заключается в том, что защитное устройство не предназначено для защиты оборудования от перенапряжения или других сетевых проблем. В то же время 1-, 2- или 4-полюсная версия помогает защитить не только рабочих от дифференциального тока, но и оборудование от коротких замыканий.

Принцип действия

Для того, чтобы электрический дифференциальный защитный автоматический выключатель мог контролировать и распознавать ток, в него встроен специальный мини-трансформатор.Эта часть срабатывает, если входящий и исходящий ток по питающим проводам имеют разные показатели. Если показатели равны, то с проводниками проблем нет.

В сердечнике трансформатора эти токи образуют направленные магнитные потоки. Вторичный ток зависит соответственно от их направления. Если проводники «пропускают» электричество, то ток в этой катушке не будет нулевым, и магнитоэлектрический переключатель сработает.

Принцип работы дифференциального автомата основан на постоянном сравнении входящих и исходящих направленных потоков, поэтому его очень легко проверить. Если прикоснуться к фазовому проводу, баланс магнитного поля будет нарушен, и сразу сработает защелка на отключение напряжения.

Видео: устройство защитного отключения

Как подключить автомат

Очень удобно, что схема подключения дифференциальной машины очень похожа на установку защитного устройства.Причем многие электрики рекомендуют устанавливать УЗО и в сети, но только после дифференциала, чтобы обеспечить максимальную безопасность.

Перед подключением дифференциального выключателя необходимо знать самое важное правило: к устройству подключаются фаза и нейтраль только той электрической цепи, которую необходимо защитить. В противном случае работа устройства будет некорректной. Это очень важно, потому что ноль после не может быть объединен с другими нейтральными кабелями.

Пошаговые инструкции по установке и подключению дифференциальной машины Schneider Electric, IEK и др .:

1. Установка немного выше линии электропроводки. В большинстве случаев для этого используется DIN-рейка;
2. Провода подключаются последовательно, при этом будьте осторожны, чтобы не подключать кабели разных цепей. В противном случае работа селективной схемы будет невозможна;
3. Все металлические выводы должны быть заземлены;
4. После завершения установки выполняется контрольная проверка.

Чем отличается селективная схема от неселективной? Для селективного дифференциального автомата (скажем, Schneider Electric, Legrand, IEK или ABB) обозначение на схеме обозначается буквой S (C). Это говорит о том, что если проблема возникает в одной управляемой цепи, она только отключает ее.

В то же время неизбирательный автоматический выключатель (DPN N Vigi, EKF и некоторые модели Dekraft) отключит все цепи, независимо от утечки.

Как выбрать прибор

Перед тем, как купить дифференциальный автомат, необходимо обязательно сделать выбор модели, подходящей по всем параметрам вашей сети.В первую очередь нужно рассчитать количество ампер. Для этого нужно посчитать общую мощность всех устройств в одной конкретной цепи, а затем полученное число разделить на напряжение сети. Например, если у вас есть устройства мощностью 5 кВт, включенные в схему, уравнение будет выглядеть так:

5 кВт = 5000 Вт / 220 В = 22, 7 А.

Далее нужно выбрать прибор, ближайший к большей стороне по номиналу. В нашем случае это 25 А.Аналогично рассчитывается дифференциальная машина на 16А (скажем, Elcds C 16 или DS-16), 12 (AD12), 28 (AD-30) и т. Д. Желательно всегда брать чуть более высокие расчеты, прибор — это обеспечит дополнительная защита.

Маркировка автомата тоже очень важна, она помогает отличить дифференциальное устройство от УЗО, определить его назначение и спектр действия. Обозначение может отличаться в зависимости от производителя, но основные данные должны быть указаны на устройстве.Это номинальное напряжение, ток и максимальный ток короткого замыкания для отключения электричества. К таким же характеристикам обязательно относятся паспорт и сертификат качества.

Чаще всего условное обозначение дифференциального автомата выглядит так (на примере модели ABB):

AC-C 6P 60A / 40mA тип 6M:

1. AC-C — автоматическая селективная;
2. 6П — выключатель трехфазный четырехполюсный;
3. Максимальный ток 40 Ампер;
4. Может обнаруживать ток утечки до 40 ампер;
5. 6М — размер устройства.Этот элемент позволяет установить устройство на DIN-рейку.

Следует отметить, что маркировка на российских машинах немного отличается. Сразу указывается максимально допустимый ток без шифрования. Допустим, СВДТ-60 — это значит, что разрешено максимум 60 ампер.

Цена на дифференциальные машины зависит от марки и номинальных характеристик. Чем выше показатели — тем дороже будет стоить устройство. Сейчас популярными моделями являются Hager ACA (Германия), Siemens, Moeller и Legrand.Из отечественных аналогов это АВДТ и СВДТ. Стоимость устройств варьируется от нескольких сотен до тысячи, на нее влияет номинальная производительность.

В данной статье вы найдете 15 схем установки УЗО (устройств защитного отключения). При проектировании электропроводки УЗО располагаются в зонах защиты электрических цепей потребителей, с наибольшей вероятностью поражения токами малых замыканий. В этих условиях вся бытовая техника, контактирующая с водой, размещается во влажных и влажных помещениях, а также в детских комнатах для повышения безопасности.

При проектировании (установке) УЗО ранжирование опасности учитывается в различных схемах, количество УЗО, равное планируемому помещению, может быть разным. От наиболее опасных, в смысле поражения электрическим током, бытовая техника защищена УЗО отдельно.

В какие цепи помещается УЗО?

По своему основному назначению УЗО защищает человека от малых токов, замыкая фазные провода на токопроводящие кожухи приборов. Второе назначение УЗО — косвенный контроль состояния проводки и плотности проводов.Это позволяет использовать его как средство защиты от пожаров.

15 Схемы установки УЗО, выключатели дифференциального тока

Для начала разберемся, как обозначают УЗО в принципиальных электрических схемах. Под УЗО и дифференциальные автоматические выключатели обозначаются следующим образом.

Буквенно-цифровое обозначение УЗО, согласно, выглядит так.

УЗО и групповые цепи

Согласно нормам УЗО размещаются в групповых цепях (функциональных группах) розеток, осветительного, силового оборудования, а также в электрических цепях одиночных установок (устройств).

Схема 3, подключение УЗО 380 В, 11 кВт

В этой схеме УЗО подключаются к электрической сети, напряжением 380 В, и с номинальной нагрузкой до 11 кВт. Это может быть частный дом или квартира. По схеме УЗО общей противопожарной защиты (25 А / 100 мА) ставится вместе со счетчиком в УЭРМ (многоэтажное распределительное устройство — современный напольный щит). Электросеть помещения разделена на 5 групп, три из которых защищены УЗО 16 А / 30 мА, а цепь ванны — УЗО 25 А / 10 мА.

Схема 4, 8 групповых цепей

По схеме 4 УЗО подключаются в электрическую сеть напряжением 380 вольт, с номинальной нагрузкой до 11 кВт. В этой схеме предусмотрено 8 групповых цепей, 6 из которых защищены УЗО. (4 узо 16 А / 30 мА и 1 узо 25 А / 10 мА)

Примечание. По нормам УЗО размещают в распределительных, квартирных щитах и ​​других электрошкафах. Открытая установка УЗО запрещена.

Схема 5, подключение УЗО в частном доме

Установка УЗО в частном доме с.Напряжение питания 220 вольт.

Противопожарный УЗО (32А / 100мА) размещается на вводе силового кабеля в ЩКВ (встроенный квартирный щит со стеклом) вместе со счетчиком. Щит ЩКВС может быть полностью заменен щитом ЩКН (навесным квартирным щитом) или Щитом ЩВУ (вводно-учетным щитом).

Схема подключения большой квартиры или дома. Вводное защитное устройство доставляется к прилавку, вопрос — зачем? Если речь идет об установке УЗО как такового, то такая установка УЗО до счетчика некорректна. Можно установить защитное устройство до счетчика, если это дифференциальный выключатель, но выключатель уже есть.

Примечание. Номинальное значение УЗО автоматического выключателя, установленного после автоматического выключателя, должно быть на одну ступень выше номинального значения автоматического выключателя.

Схема 7, УЗО в сети ТН-с

Выключатель дифференциального тока в квартире, без противопожарной защиты, в сети ТН-с.

Примечание: Сеть TN-S предполагает разделение нулевого рабочего (N) и защитного проводника (PE).

Если рассматривать данную схему как схему только квартиры, то вполне допустимо, чтобы проводник PEN был разделен на проводники PE и N в плате пола, а сама сеть была типа: tn-c-s.

Схемы 9 и 10, правильное и неправильное подключение ouzo

Это простые концепции для правильного и неправильного подключения УЗО. Стоит обратить внимание на неправильное подключение УЗО.

Примечание: К сожалению, на принципиальных схемах не показаны особенности подключения нескольких узлов для разных групповых схем.Здесь важно, что для каждой группы, на которой стоит УЗО, нужно установить свою, независимую шину заземления и розетки этой группы должны подключаться только к этой шине.

Рисунок 10

• (1) это соединение дифференциального автомата,
• (2) и (3) это соединение УЗО с автоматическими выключателями.

Схема 11 и схема 12, узко на принципиальных схемах

Простые понятия, 220 вольт. Прекрасно и правильно показывают подключение УЗО в сборке: вводный автоматический счетчик-измеритель-УЗО противопожарный.

Схема 13, Схема подключения коммунальной квартиры

Схема подключения коммунальной квартиры. Пожарное УЗО (50А / 100мА) в плате пола и полное УЗО в квартирной панели (40А / 30мА). Название говорит само за себя, схема экономичная.

Схема 14, Минимальная схема подключения квартиры

Схема подключения УЗО без заземления: инструкция

Узо — это средство, защищающее людей от поражения электрическим током. Кроме того, он предназначен для защиты квартиры или дома от пожара, который может возникнуть при возгорании электропроводки.Схема подключения GFCI без заземления должна быть правильно составлена, иначе это принесет только вред.

Факторы, влияющие на правильность подключения УЗО

1. Понимание принципа работы. Зависит от способа подключения для определенных условий.
2. Для конкретной сети следует выбирать узо.
3. УЗО отключает сеть в аварийных ситуациях, когда ток утечки достигает заданного предельного значения.

Подключение узо и автомата: схема без заземления