Приветствую!
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.
Оставить сообщение:
[contact-form-7 id=”3550″ title=”Контактная форма 1″]
См. также:
- 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:
[SvenSoftSocialShareButtons]
