Устройство защитного отключения
Устройство и принцип действия
Устройство защитного отключения (УЗО) – это быстродействующая защита, реагирующая на изменение какого-либо параметра электрической цепи, информирующего о появлении опасности поражения электрическим током (напряжение на корпусе относительно земли, ток замыкания на землю, напряжение фазы относительно земли, напряжение нулевой последовательности, дифференциальный ток и т.д.), и отключающая электроустановку. В настоящее время наибольшее распространение получили УЗО реагирующие на дифференциальный ток.
Ниже представлены несколько схем построения УЗО.
Рисунок - Схема УЗО реагируещего на напряжение на корпусе относительно земли: SF - выключатель, YAT - электромагнитный расцепитель, KV - реле напряжения.
Рисунок - Схема УЗО реагируещего на напряжение на корпусе относительно нулевого провода
Рисунок - Схема УЗО реагируещего на ток замыкания на землю: KA - реле тока.
Рисунок - Схема УЗО реагируещего на напряжение фаз относительно земли
Рисунок - Схема УЗО реагируещего на напряжение нулевой последовательности
УЗО состоит из двух основных элементов – датчика информации о наличии опасной ситуации, реагирующего на один из параметров сети, и исполнительного органа – автоматического выключателя. В УЗО реагирующем на дифференциальный ток таким датчиком является дифференциальный трансформатор тока.
Рассмотрим принцип работы однофазного УЗО, реагирующего на дифференциальный ток.
Рисунок – Принцип работы однофазного УЗО
В нормальном режиме токи, протекающие по фазному и нулевому проводникам, равны (I1 = I2). Образованные этими токами в сердечнике магнитные потоки взаимно скомпенсированы (Ф1 = Ф2) и во вторичной обмотке трансформатора ток будет отсутствовать.
В случае повреждения изоляции электроприемника (при отсутствии зануления и заземления) через тело человека прикоснувшегося к его корпусу будет протекать ток IΔ = I1 - I2, который называется дифференциальным током. Токи в фазном и нулевом проводниках не будут равны между собой (I1 ≠ I2), магнитные потоки в этом случае также не будут равны (Ф1 ≠ Ф2) и во вторичной обмотке трансформатора начнет протекать ток пропорциональный току IΔ. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора, вызовет срабатывание электромагнитного расцепителя и отключение автоматического выключателя. Аналогичный результат можно получить если корпус электроприемника будет заземлен или занулен.
Область применения
В соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ 7, ТКП 339-2011), УЗО применяется в следующих случаях.
1. В системе TN УЗО может применяться для организации защиты при косвенном прикосновении с помощью автоматического отключения питания.
2. В системе ТТ для защиты при косвенном прикосновении используется автоматическое отключение питания с обязательным применением УЗО.
3. В системе IT УЗО (с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА) может применяться для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю, а также при двойном замыкании на землю.
4. При наличии требований ПУЭ, УЗО (с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА) следует применять для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках напряжением до 1 кВ.
Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN-C). В случае необходимости применения УЗО для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы TN-C, защитный РЕ-проводник электроприемника должен быть подключен к PEN-проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата.
