Устройство защитного отключения
Это быстродействующее автоматическое отключение всех фаз участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и времени его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уровня изоляции ниже определенного значения.
Указанные безопасные сочетания тока и времени установлены ГОСТ 12.1.038–82 «Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов». Например, при времени воздействия не более 0,1 с допустимый ток, протекающий через тело человека, составляет 500 мА, при 0,2 с – 250 мА, при 0,5 с – 100 мА и т. д. Следовательно, защита обеспечивается быстрым отключением электроустановки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током. Другими словами, электрозащитная функция устройства защитного отключения (УЗО) заключается в ограничении не тока,проходящегочерез тело человека, а времени его протекания. При этом УЗО имеют быстродействие от 0,03 до 0,2 с.
Работа УЗО основывается на различных принципах действия. Наиболее совершенным является УЗО, реагирующее на ток утечки (дифференциальный ток). Достоинством данного УЗО является то, что оно защищает от поражения электрическим током не только в случае прикосновения человека к металлическим корпусам, оказавшимся под напряжением из-за повреждения изоляции, но и при прямом прикосновении к токоведущим частям.
Кроме того, УЗО выполняет еще одну важную функцию – защиту электроустановки от возгораний, первопричиной которых являются утечки, вызванные ухудшением изоляции. Так, согласно статистическим данным более трети пожаров возникает из-за неисправностей электропроводок и поэтому УЗО называют «противопожарным сторожем».
Оно незаменимо там, где затруднительно сделать защитное заземление или применить другие меры защиты (в передвижных электроустановках, для ручного инструмента).
Устройство защитного отключения должно обладать:
1) высокой чувствительностью, т. е. реагировать на малые изменения входной величины (10 мА);
2) быстродействием (0,02 с)
3) селективностью действия – способностью отключать от сети только поврежденный участок;
4) самоконтролем исправности (обладают не все УЗО), который является обязательным при отсутствии защитного заземления и занулений;
5) надежностью.
Различают УЗО, реагирующие на:
1) потенциал корпуса;
2) ток замыкания на землю;
3) напряжение нулевой последовательности;
4) ток нулевой последовательности;
5) напряжение фазы относительно земли;
6) вентильные схемы;
7) постоянный, переменный или оперативный токи;
8) комбинированные факторы.
Устройство защитного отключения состоит из двух основных элементов: прибора (датчика) и автоматического выключателя.
В прибор входят следующие элементы:
1) датчик, реагирующий на внутренний сигнал;
2) усилитель (для усиления входного сигнала датчика);
3) цепь контроля (для периодической проверки исправности УЗО);
4) элементы сигнализации (лампы, измерительные цепи, характеризующие состояние электроустановки).
Датчик улавливает токи утечки, стекающие с фазных проводов на землю в случае прямого прикосновения человека или повреждения изоляции. Сигнал о наличии тока утечки поступает в исполнительный орган прибора, где усиливается и преобразуется в команду на отключение коммутационного устройства.
Автоматический выключатель служит для того, чтобы при поступлении сигнала от прибора (датчика) отключить цепь (под нагрузкой или при коротком замыкании).
Рисунок 2.5 – УЗО с трансформатором тока тороидального типа:
1 ― исполнительный механизм; 2 ― блок управления; 3 ― датчик дифференциального тока; 4― кнопка контроля работоспособности УЗО; 5 ― трехфазный электроприемник; 6 ― однофазный электроприемник
Таким образом,устройства защитного отключения (УЗО) данного типа способны защитить человека, коснувшегося непосредственно токоведущих частей (отключением поврежденного электроприемника при замыкании на открытые проводящие части) и предотвратить пожары, возникающие при неисправности изоляции или снижении ее сопротивления.