Принцип действия УЗО

Рубрика: Статьи   ‡  

Функционально устройство защитного отключения (УЗО) можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке. При разработке проектов электроснабжения жилых зданий, магазинов, складских помещений и т.д. необходимо понимать как обеспечить безопасность человека и защиту здания от пожара при эксплуатации электроустановок.

Сила тока является основным фактором, обуславливающим степень поражения человека. В таблице приведены средние значения пороговых токов.

Ток

Пороговый ощутимый ток, мА

Пороговый неотпускающий ток, мА

Пороговый фибрилляционный ток, мА

Переменный

0,5…1,5

6…10

50…100

Постоянный

5…20

50…80

300

Согласно действующим нормативным документам существуют следующие требования относительно применения УЗО:

— на групповых линиях, питающих штепсельные розетки для переносных электрических приборов, рекомендуется предусмотреть УЗО с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30 мА.

в установках ЭКО необходимо применять УЗО с номинальным дифференциальным током срабатывания не более 30 мА. Допускается применение УЗО с номинальным дифференциальным током срабатыва­ния до 100 мА в случаях, когда естественный дифференциальный ток утечки нагревательных секций превышает 10 мА

для повышения уровня защиты от загорания при замыканиях на заземленные части, когда величина тока недостаточна для срабатыва­ния максимальной токовой защиты, на вводе в квартиру, индивидуаль­ный дом и т.п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА.

— установка УЗО также обязательна, если устройство защиты от сверхто­ков (автоматический выключатель, предохранитель) не обеспечивает заданного времени автоматического отключения в соответствии с ГОСТ 30331.3 — 0,4 с при номинальном напряжении 220 В и установка не охвачена системой уравнивания потенциалов или розетки находятся сна­ружи помещений и в помещениях, особо опасных или с повышенной опасностью (например, в зоне 3 ванных и душевых помещений квартир и номеров гостиниц).

Основные функциональные блоки УЗО представлены на следующем рисунке:


Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока 1. В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока. В литературе по вопросам конструирования и применения УЗО этот трансформатор иногда называют трансформатором тока нулевой последовательности — ТТНП, хотя понятие «нулевая последовательность» применимо только к трехфазным цепям и используется при расчетах несимметричных режимов многофазных цепей.

Пусковой орган (пороговый элемент) 2 выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах. Исполнительный механизм 3 включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода.

В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока — тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока 1 протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке, как I1, а от нагрузки как I2, то можно записать равенство:

I1 = I2.

Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2. Результирующий магнитный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю.

Пусковой орган 2 находится в этом случае в состоянии покоя.

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки I1 протекает дополнительный ток — ток утечки (ID), являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).

Неравенство токов в первичных обмотках (I1 + ID в фазном проводнике) и (I2, равный I1, в нейтральном проводнике) вызывает неравенство магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3.

Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается.

Для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования 4. При нажатии кнопки «Тест» искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно в целом исправно.

Необходимо отметить, что в ряде случаев запрещается установка УЗО для электроприемников, отклю­чение которых может привести к ситуациям, опасным для потребителей (выключение противопожарной сигнализации и т.п.)



Оставить комментарий или два

Пожалуйста, зарегистрируйтесь для комментирования.