Кабель для водонагревателя с УЗО
УЗО — устройство защитного отключения, оно предназначено для защиты электросети от повышенного дифференциального тока.
Для водонагревателей они являются обязательными атрибутами. Связано это с тем, что конструкции изготавливаются из металла, а сама вода хорошо проводит ток. Использование водонагревателей без защитных систем недопустимо, так как оно может стать угрозой для жизни человека.
Зачем водонагревателю нужно УЗО?
Электрический водонагреватель сочетает в себе воду и электричество, и малейшая неисправность водонагревателя – прямой путь к пожару и поражению электрическим током. Особое внимание следует уделить безопасности питания водонагревателя. При правильной эксплуатации этот электроприбор полностью отслужит свой срок службы, но при ошибках в установке могут возникнуть проблемы, приводящие к ремонту.
УЗО для водонагревателя: что это такое?
Электричество – это универсальный источник энергии, который можно использовать для нагревания воды. Этот принцип очень часто применяется в современных водонагревателях. Однако вода является универсальным проводником, поэтому следует ограничить соприкасания с ней токопроводящих элементов.
Основные понятия
Водонагреватели электрического типа представляют собой устройства, в которых энергия тока превращается в тепловую, а затем передается воде. Условно такие устройства можно разделить на 2 группы:
- Проточные. Вода нагревается в них, проходя сквозь специальные системы с теплыми пластинами или трубами, которые мгновенно отдают ей тепло. Нагреватели проточного типа отличаются большой мощностью.
- Накопительные. К ним относится обычный бойлер с ТЭНом, который последовательно греет воду внутри бака.
УЗО для водонагревателя представляет собой специальное устройство, предназначенное для защиты от утечек тока.
Принцип его работы можно описать таким образом:
- Устройство устанавливается непосредственно перед самим нагревателем. Сквозь него проходит весь ток, который и питает механизм.
- Если внутри нагревателя произошла утечка тока, тогда УЗО улавливает ее, после чего срабатывает отключение всей системы. Его работа обеспечивается с помощью специальных датчиков и переключателей.
Следует отметить, что УЗО по принципу работы напоминает автомат, но технически не является им. Оно улавливает даже небольшие колебания тока, которые автоматы не способны проанализировать.
Сегодня подобные механизмы не всегда обеспечивают оптимальный уровень безопасности, поэтому водонагреватель также дополнительно должен оснащаться заземлением. Не следует путать УЗО с дифавтоматом, так как это две разные конструкции. Первый механизм способен улавливать только утечки тока, а второй является более универсальным: дифавтомат также реагирует на короткие замыкания, перегрузки и другие подобные проблемы, при этом «вышибает» электричество.
Причины срабатывания
Технически защитные системы можно не использовать. Однако для водонагревателей они являются обязательными атрибутами. Связано это с тем, что конструкции изготавливаются из металла, а сама вода хорошо проводит ток. Использование водонагревателей без защитных систем недопустимо, так как оно может стать угрозой для жизни человека.
Отключается УЗО по нескольким основным причинам:
- Повреждение изоляции ТЭНа. Именно она защищает всю систему от прохождения тока. Любой пользователь спокойно может мыть руки, не опасаясь поражения электричеством. Однако в старых или некачественных моделях водонагревателей этот элемент может повреждаться. Проверять подобные явления можно только с помощью специальных приборов.
- Утечка тока. Очень часто УЗО выбивает, если поврежден кабель внутри бойлера или непосредственно сам сетевой шнур. Нужно обратить внимание на то, что это может произойти практически в любом проводе. Очень часто непосредственно кабель повреждается изнутри, после чего ток подается уже на металлический корпус. Чтобы найти причину, очень часто требуется разобрать нагреватель и проанализировать ситуацию.
- Не работает механизм отключения. Это очень часто случается с дешевыми изделиями неизвестных фирм. Они могут просто не включаться после нескольких срабатываний.
- Неправильное расположение УЗО. Если прибор подключить не в том месте, тогда он будет анализировать не те токи. В случае поломки нагревателя система не будет обеспечивать защиту человека от утечки тока.
УЗО водонагревателя
Бывает так, что при включении водонагревателя в сеть, выключается УЗО, стоящее на вводе в квартиру. Причина может быть в небольшом блоке, расположенном на кабеле питания водонагревателя. Данный блок – не что иное, как устройство защитного отключения (УЗО). Вот так оно выглядит:
Я надеюсь, что все описанное в данной статье поможет кому-нибудь отремонтировать неисправное устройство защиты. Я также покажу как собирается это УЗО, если его разобрали и забыли как что было установлено.
Современные правила устройства электроустановок очень большую роль выделяют устройствам защиты людей от поражения электрическим током. Одним из требований такой защиты является установка устройства защитного отключения (УЗО). Такое устройство убережет человека от смертельно опасного тока, который может возникнуть если, например, разрушится изоляция тэнов в водонагревателе. Тогда фаза может законтачиться с корпусом бойлера и на корпусе появится опасное напряжение, которое будет сидеть и ждать, когда же какой-нибудь человек прикоснется к корпусу водонагревателя. УЗО отключит сеть, если опасное напряжение окажется на корпусе.
Для примера возьмем рабочее УЗО и разберем его. Схему таких УЗО я на просторах глобальной сети не нашел, поэтому попробую восстановить схему по печатной плате. Корпус УЗО скручен саморезами. Они могут быть открыты, а могут быть (как в моем случае) залиты каким-нибудь герметиком, но его можно просто выковырять.
Также для откручивания саморезов может потребоваться отвертка под специальный шлиц. Отворачиваем саморезы, разъединяем половины корпуса, но аккуратно, чтобы не потерять пружинку.
Знающему человеку сразу становится понятен принцип действия данного УЗО. На двух проводах (фаза и ноль), идущих к нагрузке, висит датчик тока (трансформатор тока). Напряжение, снимаемое с этого датчика поступает на усилитель, нагрузкой которого является катушка индуктивности на пластиковом каркасе.
Информации о принципе работы электронного УЗО в интернете предостаточно. Но, все же, я вкратце опишу как это работает. Если с нагрузкой все в порядке (нет обрывов и замыканий), то токи проходящие по фазному проводу к нагрузке и по нейтральному проводу обратно вызывают в сердечнике трансформатора одинаковые по значению и противоположные по направлению магнитные потоки. Такие магнитные потоки компенсируют друг друга. Конечно ничего идеального не бывает, и небольшие утечки все равно присутствуют. Поэтому во вторичной обмотке трансформатора присутствует какой-то ток, но этого тока недостаточно для срабатывания исполнительного устройства. В общем, этим током пренебрегаем и считаем, что тока во вторичной обмотке нет.
При нарушении изоляции появляется ток утечки, и токи в фазном и нейтральном проводниках перестают быть равными, соответственно магнитные потоки уже не компенсируют друг друга. Во вторичной обмотке трансформатора появляется ток. Этот ток усиливается и сравнивается с заданным значением (например, 10 или 30 мА). Выход усилителя (или компаратора) подключен на катушку индуктивности, выполняющей функции реле. Если значение тока во вторичной обмотке трансформатора достигает заданного, то в катушке индуктивности начинает протекать ток. Катушка создает магнитное поле, которое втягивает сердечник внутрь катушки. УЗО размыкает цепь.
Сердечник соединен с металлической скобой-вилкой, которая другой стороной вставляется в паз красного толкателя.
Пружинящие силовые контакты замыкают цепь, когда на них сверху надавливает Т-образная пластиковая деталь.
Долго думал, как назвать данную деталь, и решил, что она будет “исполнителем”, т.к. только он непосредственно замыкает силовые контакты. Как это происходит? Внутрь исполнителя вставлен красный толкатель с пазом. Верхняя часть этого толкателя сделана цилиндрической. На нее надевается пружина. Когда УЗО собрано, пружина упирается в корпус и за счет этого давит на толкатель . Металлическая вилка заходит в паз толкателя, поэтому опускается или поднимается вместе с ним. Т.к. вилка проходит еще и через паз в исполнителе, она давит на последний, также опуская его вниз. А исполнитель давит вниз силовые контакты, и они замыкаются с ответными.
Есть еще одна маленькая, но важная деталька, без которой ничего не будет работать. Это еще одна пружинка. Она вставлена внутрь катушки индуктивности перед сердечником. С противоположной стороны катушки индуктивности отверстие сделано не круглым, за счет чего создается упор для пружины. Эта пружинка через сердечник давит на вилку и удерживает ее в пазе красного толкателя. Без этой маленькой важной детали вилка не держалась бы в пазе толкателя и не давила бы на исполнителя. Контакты не замкнулись бы.
Когда происходит утечка и сердечник втягивается внутрь катушки, он тянет за собой металлическую вилку. Вилка выходит из паза красного толкателя и перестает давить на исполнителя. Силовые контакты за счет того, что сделаны пружинящими, поднимаются вверх и размыкают цепь. А толкатель остается свободным и опускается вниз. Чтобы вернуть все в исходное состояние (когда утечка устранена), достаточно нажать на красный толкатель снизу, чтобы он поднялся вверх и вилка снова попала в паз.
Теперь о схеме УЗО и принципе работы.
Схему срисовал с печатной платы.
В общем-то, все достаточно просто.
Входное напряжение 220 В подается в схему через пружинящие контакты. Неоновая лампа L1 служит индикатором работы.
Про датчик тока я уже писал выше. Цепь R4, 2 витка, намотанных поверх датчика тока и кнопка SW1 служит для тестирования УЗО, имитируя ток утечки. Трансформатор тока нельзя включать без нагрузки, иначе при прохождении тока в первичной обмотке напряжение на вторичной обмотке может достигнуть больших значений (до тысячи вольт), а это чревато, например, пробоем изоляции обмотки. Поэтому в схеме вторичная обмотка имеет постоянную нагрузки в виде резистора R7. Напряжение, снимаемое с этого резистора, подается на усилитель. Питание на усилитель (выводы 6 и 4) приходит с выпрямительного моста на диодах D2-D5 через ограничительный резистор R3, диод D1 и сглаживается конденсатором С4. С выхода усилителя (вывод 5) сигнал подается на управляющий вывод тиристора U2.
Обмотка катушки индуктивности включена последовательно с выпрямительным мостом D2-D5. В диагональ этого моста включен тиристор. В нормальном состоянии (нет утечки тока в нагрузке) через обмотку катушки индуктивности протекает небольшой ток, который потребляет схема. Как только появляется утечка со стороны нагрузки, датчик тока ловит это, подает сигнал усилителю, а усилитель включает тиристор, подавая сигнал на его управляющий электрод. Тиристор открывается, замыкает цепь “фаза -> катушка индуктивности -> верхний по схеме диод выпрямителя -> открытый тиристор -> нижний по схеме диод выпрямителя -> нейтраль”. То есть через катушку начинает протекать ток. Появляется магнитное поле, сердечник втягивается в катушку, таща за собой вилку. Последняя перестает давить на исполнителя и пружинящие контакты размыкают цепь.
Варистор R8 служит для защиты от импульсных перенапряжений выше 470 В. Параллельно тиристору включена снабберная цепочка из резистора 39 Ом и конденсатора 10 нФ. Она служит для гашения индуктивных выбросов при отключении катушки индуктивности.
К сожалению, не удалось найти даташит или хоть какие-то данные на усилитель SC4145. Но по схеме включения похоже. что это обычный операционный усилитель, только с нераспространенной цоколевкой.
И напоследок, видео разборки и сборки УЗО водонагревателя.
[contact-form-7 title=”Контактная форма 1″]
- Обозначения схем контактов выключателей и реле.
- Видеообзор очень удобного и компактного мультиметра.
- Внешний регулятор напряжения генератора.
- Справочная информация.
- Куча разных калькуляторов для электроники.
Если Вы нашли что-то полезное, поделитесь с друзьями:
Шнур с УЗО для водонагревателя Термекс
Основное назначение устройства защитного отключения (сокращённо УЗО) заключается в защите человека от поражения электрическим током. Такая ситуация может возникнуть при экплуатации водонагревателя, включенного в электрическую сеть, у которого нагревательный элемент имеет разрушенную оболочку или оболочку с механическими повреждениями.
Нагревательный элемент (сокращённо ТЭН) состоит из спирали высокого сопротивления. Вокруг спирали находится периклаз (диэлектрик), он не проводит ток, но хорошо отдает тепло. Внешняя оболочка представляет собой металлическую трубку, выполненную из меди, нержавеющей или чёрной стали.
Нарушение целостности оболочки у нагревательного элемента может произойти в результате выработки основного срока службы ТЭНа, либо в результате включения последнего без воды.
Эксплуатация нагревательного элемента с нарушенной оболочкой приводит к тому, что электрический ток, проходящий по спирали, попадает на воду, а затем и на корпус водонагревателя. Устройство защитного отключения, в свою очередь, реагирует на утечку электрического тока и своевременно отключает водонагреватель от электрической сети.
Следует помнить, что эксплуатировать водонагреватель с неисправным нагревательным элементом, о чём может сигнализировать постоянное срабатывание УЗО, категорически запрещено.
Большинство современных моделей электрических водонагревателей уже имеют встроенные УЗО. Если ваш водонагреватель по какой-либо причине не имеет УЗО, его можно установить дополнительно.