Дисциплина «Современные проблемы электроснабжения городов и промышленных предприятий»

Обеспечение селективности при применении УЗО.

Устройства защитного отключения.

Обычно защита человека от поражения электрическим током при косвенном прикосновении к поврежденной установке осуществля­ется путем отключения ее предохранителями или автоматическими выключателями. Но эти защиты не реагируют на малые токи утечки, возникающие в начале развития повреждения в сети, а также при обрыве нулевого проводника. В этих случаях единственным средст­вом защиты человека от косвенного прикосновения является УЗО, обеспечивающее быстрое (за долю секунды) отключение установки от сети.

Одним из действенных способов повышения электробезопасно­сти при эксплуатации электроустановок и приборов в жилых и об­щественных зданиях является применение устройств защитного от­ключения, управляемых дифференциальным током (УЗО-Д). Это устройство представляет собой коммутационный аппарат, который при достижении (превышении) дифференциальным током задан­ного значения, при определенных условиях эксплуатации должен вызвать размыкание контактов. УЗО-Д нашли широкое примене­ние в европейских странах, где в эксплуатации находятся около шестисот миллионов УЗО, установленных в жилых и общественных зданиях. Опыт эксплуатации УЗО доказал их высокую эффектив­ность как средства защиты от токов при повреждениях.

Из всех известных электрозащитных средств УЗО является:

- единственным, обеспечивающим защиту человека от пораже­ния электрическим током в случае прямого прикосновения к токо­ведущим частям;

- способным осуществлять защиту от возгораний и пожаров, воз­никающих вследствие неисправности электрооборудования или электропроводки и приводящих к КЗ.

При малых токах замыкания, снижении уровня изоляции, а так­же при обрыве нулевого защитного проводника зануление недоста­точно эффективно, поэтому в этих условиях УЗО является единственным средством защиты человека от поражения электрическим током.

Кроме того. УЗО заблаговременно, до возникновения КЗ, отклю­чает электроустановку от источника питания (УЗО противопожар­ного назначения с уставкой 30 мА).

В рекламных проспектах некоторых российских фирм, а также зарубежных фирм УЗО со встроенной защитой от сверхтоков часто называют “дифференциальным автоматом" или “дифференциаль­ным выключателем” Это название ошибочное, оно не соответствует стандартам и появилось в результате неправильного перевода иностранного термина.

По данным Министерства энергетики, за последнее десятилетие электротравматизм в быту удвоил­ся. В настоящее время частота смертельного электро­травматизма в жилых зданиях примерно в 30 — 100 раз превышает ее среднее значение в 20 странах, правила, нормы и стандарты ко­торых соответствуют комплексу стандартов МЭК “Электроуста­новки зданий”.

В настоящее время идет увеличение нагрузок в электроустанов­ках зданий в связи с широким применением электробытовой техни­ки, а электроустановки зданий стареют вместе с жилым фондом.

Кроме своего основного назначения, указанного выше. УЗО мо­жет использоваться для защиты от скачков напряжения в сети. Принцип действия состоит в том, что при увеличении на­пряжения свыше 270В возникает дифференциальный ток, протека­ющий через нелинейное сопротивление Rнел, что приводит к отклю­чению УЗО.

На рисунках 18 и 19 приведены различные схемы электроустановок зданий с применением УЗО.

Обеспечение селективности при применении УЗО

По условиям функционирования УЗО подразделяют на следую­щие типы:

АС — устройство защитного отключения, реагирующее на пе­ременный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно либо медленно возрастающий;

А — устройство защитного отключения, реагирующее на пере­менный синусоидальный и пульсирующий постоянный дифференци­альные токи, возникающие внезапно либо медленно возрастающие;

В — устройство защитного отключения, реагирующее на пере­менный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи;

S — устройство защитного отключения, селективное (с выдер­жкой времени отключения);

G — то же, что и тип S, но с меньшей выдержкой времени.

Источником пульсирующего тока являются, например, стираль­ные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компьютеры и др.

В жилых зданиях, как правило, должны применяться УЗО типа А, реагирующие не только на переменные, но и на пульсирующие токи повреждений.

Практически все персональные компьютеры, телевизоры, видео­магнитофоны имеют импульсные блоки питания; все последние модели электроинструмента, стиральных и швейных машин, быто­вых кухонных электроприборов снабжены тиристорными регулято­рами без разделительного трансформатора. Широко применяются различные светильники — торшеры, бра с тиристорными светорегу­ляторами. Следовательно, вероятность возникновения утечки пуль­сирующего постоянного тока, а значит, и поражения человека зна­чительно возросла, что явилось причиной для внедрения УЗО типа А.

1 — УЗО; 2 — цепь освещения; 3 — розеточная цепь.

Рисунок 19 - Принципиальная схема электроснабжения мобильного здания с системой заземления ТТ

УЗО устанавливают:

-во ВРУ, расположенных в помещениях без повышенной опас­ности поражения током, в местах, доступных для обслуживания;

-в групповых цепях электроустановок зданий, где имеет место наибольшая вероятность электропоражения людей при прикосно­вении к токоведущим или открытым проводящим частям электро­оборудования. которые могут из-за повреждения изоляции оказать­ся под напряжением (розеточные группы, ванные, душевые комна­ты, стиральные машины и др.);

-на главном вводе объекта для осуществления противопожар­ной защиты;

-в многоквартирных жилых домах в групповых, в том числе в квартирных щитках; допускается их установка в этажных распреде­лительных щитках; в индивидуальных домах — во ВРУ и этажных распределительных щитках.

В схемах электроснабжения радиального типа со значительным количеством отходящих групп рекомендуется установка общего на вводе и отдельного УЗО на каждую группу при условии соответству­ющего выбора параметров УЗО, обеспечивающих селективность их действия.

Для обеспечения селективной работы нескольких УЗО в радиаль­ных схемах электроснабжения необходимо учитывать следующие факторы [12]:

а) в силу очень высокого быстродействия УЗО практически не­возможно обеспечить селективность действия УЗО по току утечки при значениях уставок на соседних ступенях зашиты, например, 10 и 30 мА или 30 и 300 мА;

б) на практике утечка тока в электроустановке вовсе необязатель­но плавно увеличивается по мере старения изоляции, появления мелких дефектов и т.п. Возможны пробои изоляции или ее серьез­ное повреждение, когда ток утечки мгновенно достигает значения, превышающего уставки устройств на обеих ступенях зашиты. При этом возможно срабатывание любого из УЗО, установленных после­довательно в цепи;

в) селективность работы УЗО может быть обеспечена примене­нием УЗО с задержкой срабатывания (УЗО с индексами “S” и “G”).

УЗО с индексом “S” имеют выдержку времени от 0,13 до 0,5 с, с индексом “G” — меньшую выдержку времени.

Важно учесть, что УЗО, работающие с выдержкой времени, доль­ше находятся под воздействием экстремальных токов, поэтому к ним предъявляются повышенные требования по условному току ко­роткого замыкания Iпс. термической и динамической стойкости, коммутационной способности и т.п.

А — характеристика УЗО типа “S”, IΔп = 300 мА; Б — характеристика УЗО об­щего применения, IΔп = 30 мА.

Рисунок 20 - Времятоковые характеристики УЗО

На рисунке 20 приведены времятоковые характеристики УЗО без выдержки времени с номинальным о тключающим дифференциаль­ным током IΔп = 30 мА и УЗО с выдержкой времени (характеристика “S”) с номинальным отключающим дифференциальным током IΔп = 300 мА.

Времятоковые характеристики УЗО показывают принцип селек­тивности действия УЗО обычного типа и УЗО типа “S”.