Защита от поражения электрическим током с помощью

Отключающих устройств

Назначение и область применения устройств защитного отключения (УЗО)

В последние годы в России и за её пределами всё большее распространение получают разнообразного вида устройства защитного отключения электроустановок, оказавшихся в аварийном состоянии.

Защитное отключение – это высокоэффективная мера, обеспечивающая безопасность людей и животных, зданий и сооружений. Путём быстродействующего отключения (в течение 0,1-0,2 с.) электроустановок в аварийных ситуациях, таких как:

1 – замыкание электропроводов на корпус оборудования или на землю;

2 – утечка тока выше допустимого значения через повреждённую или устаревшую изоляцию проводов;

3 – случайное прикосновение работающего человека к открытым неизолированным токоведущим частям;

4 – внезапное появление в сети более высокого напряжения по сравнению с обычным (номинальным).

Область применения УЗО практически не ограничена: они могут применяться в сетях любого напряжения и с любым режимом нейтрали (как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью).

Особенно незаменимы УЗО для ручных электрофицированных инструментов (электродрель, электронаждак, электропила, электрорубанок и т.д.), когда в случае неисправности изоляции, опасность поражения электротоком особенно велика, потому что аварийный инструмент в этот момент находится в руках работающего. УЗО защищают от поражения электротоком не только людей, но и взрывоопасные объекты, предотвращая загорание и взрывы своевременным отключением неисправной электросети или электроустановки.

Типы и составные части УЗО

Устройство защитного отключения (УЗО) должны обеспечивать отключение несправной электроустановки за очень короткое время (0.1-0.2 сек).

Основными частями УЗО являются (рисунок 4):

а) Электрическая часть прибора защитного отключения – это совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети (сила тока, напряжение и др.) и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Этими элементами являются:

- датчик – устройство, воспринимающее изменение параметра электросети и преобразующее его в соответствующий сигнал (как правило, датчиками служат реле тока (РТ), реле напряжения (РН) и т.п.);

- усилитель сигнала (УС), предназначенный для усиления сигнала датчика, если сигнал окажется недостаточно мощным;

- каналы передачи аварийного сигнала (КПАС) на исполнительный орган (АВ), отключающий аварийную установку;

- вспомогательные элементы – сигнальные лампы, измерительные приборы (вольтметр, амперметр и др.);

б) Автоматический выключатель – устройство, служащее для включения и отключения цепей, находящихся под нагрузкой (в нормальном режиме), и при коротких замыканиях (аварийный режим). Он должен надежно отключать электроцепь автоматически при поступлении сигнала от электрической части прибора защитного отключения.

Рисунок 4 – структурная схема УЗО:

Д – датчик, УС - усилитель сигнала, КПАС – канал передачи аварийного сигнала, АВ – автоматический выключатель питающей сети, АЭ – аварийная электроустановка.

Типы УЗО

Каждое устройство защитного отключения в аварийных ситуациях воспринимает изменение сигнала одного какого-либо электрического параметра, на который реагирует электрическая часть прибора защитного отключения, УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на появление:

1 – напряжения корпуса электроустановки относительно земли;

2 – тока, стекающего в землю с корпуса электроустановки;

3[1] - напряжения нулевой последовательности;

4¹ - тока нулевой последовательности;

5 – напряжения фазы относительно земли.

По закону Кирхгофа геометрическая (векторная) сумма токов и напряжений в трехфазной сети равна нулю и нет никакого импульса на отключение электроустановки при ее нормальном режиме работы.

Если же в сети по каким-либо причинам электрическое равновесие нарушается, например, в результате замыкания одной из фаз на землю, или прикосновения человека к фазе, а также при утечке тока на землю через поврежденную изоляцию, то геометрическая сумма токов и напряжений будет уже не равна нулю (равновесие электросистемы нарушается), и тогда в сети по проводам течет разный по величине ток и напряжение. Это и есть, так называемый ток нулевой последовательности и напряжение нулевой последовательности. Результирующая этих токов (напряжений) и воспринимается датчиком отключающего устройства.

Если величина результирующего тока (напряжения) превысит допустимые I_доп (U_доп), датчик среагирует на это и подаст сигнал на автоматическое отключение аварийного участка сети или аврийной электроустановки, и они отключаются. Опасность поражения электротоком устраняется.

Рассмотрим схемы некоторых типов УЗО.