Принцип работы устройства защитного отключения (УЗО)

УЗО - это просто быстродействующий выключатель. Принцип его работы основан на реакции датчика тока на изменение дифференциального тока в проводниках, по которым электроэнергия подается на электроустановку, для которой организована защита. В качестве датчика тока используют дифференциальный трансформатор тока, намотанный на тороидальном сердечнике. Пороговый элемент, который определяет при каком токе будет срабатывать УЗО, делают, как правило, на магнитоэлектрическом реле с высокой чувствительностью. Релейные конструкции проверены временем и являются очень надежными.

В настоящее время появились и электронные УЗО, в которых роль порогового элемента отведена специальной электронной схеме. Реле приводит в действие исполнительный механизм, который разрывает электрическую цепь. Такой механизм представляет собой контактную группу, рассчитанную на максимальный ток, указанный в паспорте на УЗО, и пружинный привод, разрывающий цепь в случае внештатной ситуации.

Для тестирования исправности УЗО в его составе имеется специальная цепь, которая искусственно создает утечку тока для срабатывания устройства, благодаря чему можно выполнять периодический контроль его исправности. Работает УЗО следующим образом:

При нормальной работе системы электроснабжения и, следовательно, отсутствии утечки, рабочий ток, протекая через включенные встречно первичные обмотки трансформатора (которые соединены с прямым и обратным проводниками, ведущими к нагрузке), наводит встречно направленные магнитные потоки, одинаковые по величине. Их взаимодействие приводит к тому, что ток вторичной обмотки практически равен нулю и пороговый элемент не срабатывает. При возникновении внештатной ситуации – появлении утечки тока или при прикосновении человека к токоведущим частям во время утечки тока (по сути, возникновение той же утечки через тело человека) баланс токов в первичных обмотках трансформатора будет нарушен, что вызовет появление тока во вторичной обмотке. В свою очередь, наведенный во вторичной обмотке ток приведет к срабатыванию порогового элемента и приведению в действие исполнительного механизма. Этот механизм вызывает обесточивание контролируемой цепи.

Согласно правил устройства электроустановок (ПУЭ, п. 7.1.82.), установка УЗО в цепях, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в помещениях особо опасных и с повышенной опасностью – ОБЯЗАТЕЛЬНА.

Проверка УЗО на работоспособность должна выполняться ежемесячно (рекомендовано), самым простым способом проверки является нажать кнопку «тест», расположенную на корпусе УЗО.

Проверка УЗО – если исправен, то при нажатии кнопки «тест» УЗО должен отключить нагрузку, т.е. напряжение, если отключения не произошло, то это первый признак неисправности УЗО, его следует проверить, а при необходимости заменить. Кроме тестирования УЗО, необходимо выполнять протяжку зажимов жил проводов и проверять контактные соединения на возможное наличие нагревов и окислений, что также не маловажно. Однако проверка УЗО нажатием кнопки «тест» не дает полной гарантии работоспособности УЗО, он может срабатывать от кнопки, но не пройти замеры и испытание выключателей автоматических, управляемых дифференциальным током (УЗО), выполняемых специализированной электролабораторией.

Причин возможного ложного или неправильного срабатывания УЗО может быть много, основные причины – это неправильный электромонтаж. Правильная работа УЗО может быть обеспечена только при наличии заземляющего проводника, который подключен к контуру заземления, а не к «нулевому» проводу. Это объясняется тем, что подключение к «нулевому» проводу может привести к неправильной работе УЗО, т.е. «утечка» будет иметь место, но УЗО не «ощутит» её, а как следствие – не сработает и не отключит напряжение в сети. То же самое можно сказать об оборудовании, на корпус которого может быть случайно подано напряжение вследствие поломки – корпус такого оборудования должен быть обязательно заземлен.

Проверка работоспособности УЗО должна выполняться квалифицированным персоналом электромонтажной организации с применением специального электроизмерительного оборудования, примером таких приборов могут быть MIE-500 или SEW 1813 EL. Время срабатывания УЗО не должно превышать 0,3 секунды.

УЗО классифицируются по условиям эксплуатации и по их технической реализации. По условиям их использования в электроустановках УЗО подразделяют на типы АС, А, В, S, G.

УЗО типа АС реагируют на переменный дифференциальный ток синусоидальной формы, который либо возникает внезапно, либо медленно возрастает.

УЗО типа А реагирует на переменный дифференциальный ток синусоидальной формы, а также на пульсирующий постоянный ток, возникающий внезапно или медленно возрастающий.

УЗО типа В реагирует на постоянный, переменный и выпрямленный дифференциальный ток.

УЗО типа S – это устройство, имеющее выдержку времени отключения.

УЗО типа G аналогично предыдущему, но имеет меньшую выдержку времени.

Электромеханическое УЗО типа А обеспечивает гораздо более надежную защиту.

В медицинских учреждениях, в соответствии с защитными мерами электробезопасности, следует применять УЗО типа А или В.

По их технической реализации УЗО разделяются на:

Электромеханические устройства, которые не зависят от наличия напряжения питания. Работают такие устройства исключительно с контролируемым сигналом и не требуют для своего функционирования дополнительного источника энергии.