Принципы работы защитных устройств

4. Технические способы защиты от поражения электрическим током

Назначение защитного отключения — обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека. Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.

Область применения: электроустановки в сетях с любым напряжением и любым режимом нейтрали.

Наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

Принцип работы УЗО

состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (устав-кой). Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.

Все УЗО по виду входного сигнала классифицируют на несколько типов (рис. 4.11).

Рис.4.11. Классификация УЗО по виду входного сигнала

Кроме того УЗО могут классифицироваться по другим критериям, например, по конструктивному исполнению.

Основными элементами любого устройства защитного отключения являются датчик, преобразователь и исполнительный орган.

Основными параметрами, по которым подбирается то или иное УЗО являются: номинальный ток нагрузки т.е. рабочий ток электроустановки, который протекает через нормально замкнутые контакты УЗО в дежурном режиме; номинальное напряжение; уставка; время срабатывания устройства.

Рассмотрим более подробно

УЗО, реагирующее на потенциал корпуса относительно земли, предназначенное для обеспечения безопасности при возникновении на заземленном (или зануленном) корпусе электроустановки повышенного потенциала. Датчиком в этом устройстве (рис.4.12) служит реле Р, обмотка которого включена между корпусом электроустановки и вспомогательным заземлителем R в. Электроды вспомогательного заземлителя R в располагаются вне зоны растекания токов заземлителя R з .

Рис.4.12. Схема УЗО, реагирующего на потенциал корпуса

При замыкании на корпус защитное заземление R з снизит потенциал корпуса относительно земли до величины j з =I зR з. Если по каким-либо причинам окажется, что j з > j здоп , где j здоп — потенциал корпуса, при котором напряжение прикосновения не превышает допустимого, то срабатывает реле Р, которое своими контактами замкнет цепь питания катушки коммутационного аппарата и произойдет отключение поврежденной электроустановки от сети.

Фактически данный тип УЗО дублирует защитные свойства заземления или зануления и применяется в качестве дополнительной защиты, повышая надежность заземления или зануления.

Данный тип УЗО может применяться в сетях с любым режимом нейтрали, когда заземление или зануление неэффективно

.

УЗО, реагирующее на дифференциальный (остаточный) ток

, находят широкое применение во всех отраслях промышленности. Характерной их особенностью является многофункциональность. Такие УЗО могут осуществлять защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении, при косвенном прикосновении, при несимметричном снижении изоляции проводов относительно земли в зоне защиты устройства, при замыканиях на землю и в других ситуациях.

Принцип действия

УЗО дифференциального типа заключается в том, что оно постоянно контролирует дифференциальный ток и сравнивает его с уставкой. При превышении значения дифференциального тока уставки УЗО срабатывает и отключает аварийный потребитель электроэнергии от сети. Входным сигналом для трехфазных УЗО является ток нулевой последовательности. Входной сигнал УЗО функционально связан с током, протекающим через тело человека Ih.

Область применения

УЗО дифференциального типа – сети с заземленной нейтралью напряжением до 1 кВ (система TN — S).

Схема включения УЗО, реагирующего на дифференциальный ток в сети с заземленной нейтралью типа TN — S представлена на рис 4.13.

Рис.4.13. Схема подключения к сети УЗО (система TN – S ), реагирующего на дифференциальный ток

Датчиком такого устройства является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), на выходных обмотках которого формируется сигнал, пропорциональный току через тело человека Ih . Преобразователь УЗО (П) сравнивает значение входного сигнала с уставкой, значение которой определяется допустимым током через человека, усиливает входной сигнал до уровня, необходимого для управления исполнительным органом (ИО). Исполнительный орган, например, контактор, отключает электроустановку от сети в случае возникновения опасности поражения электрическим током в зоне защиты УЗО.

По условиям функционирования

дифференциальные УЗО подразделяются на следующие типы: АС, А, В, S, G.

УЗО типа АС – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток, возникающий внезапно, либо медленно возрастающий.

УЗО типа А – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный синусоидальный дифференциальный ток и пульсирующий постоянный дифференциальный ток, возникающие внезапно, либо медленно возрастающие.

УЗО типа В – устройство защитного отключения, реагирующее на переменный, постоянный и выпрямленный дифференциальные токи.

УЗО типа S – устройство защитного отключения, селективное (с выдержкой времени отключения).

УЗО типа G – то же, что и типа S ,но с меньшей выдержкой времени

Конструктивно

дифференциальные УЗО разделяются на два типа:

Электромеханические УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания.

Источником энергии, необходимой для функционирования таких УЗО – выполнения защитных функций, включая операцию отключения, является сам входной сигнал – дифференциальный ток, на который оно реагирует.

  • Электронные УЗО, функционально зависящие от напряжения питания. Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника.
    • Уставка (дифференциальный отключающий ток);
    • Время срабатывания;
    • Ток нагрузки;
    • Напряжение питания.

    В настоящее время отечественной промышленностью выпускается целый ряд УЗО различного назначения. Кроме того, широко используются УЗО известных зарубежных фирм, таких как Siemens, ABB, GE Power, ABL Sursum, Hager, AEG, Baco, Legrand, Merlin-Gerin, Circutor и др.

    Применение УЗО должно осуществляться в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) (Седьмое издание).

    Источник: http://ftemk.mpei.ru/bgd/_private/uzo.htm

    Конструкция (устройство) УЗО. Часть 1

    Приветствую Вас, уважаемые читатели сайта http://elektrik-sam.info!

    В этой статье мы подробно рассмотрим конструкцию (устройство) устройства защитного отключения — УЗО. Это будет взгляд изнутри — подробно изучим из каких компонентов оно состоит, для чего они нужны и как они взаимодействуют между собой.

    Читайте так же:  Дополнительный отпуск по результатам спецоценки

    В предыдущей статье я подробно рассматривал принцип действия устройства защитного отключения, потому перед тем, как продолжить читать далее, рекомендую подробно изучить эту статью. Также в ней есть подробное видео, которое наглядно иллюстрирует назначение и принцип работы УЗО.

    Надеюсь, что Вы изучили принцип действия УЗО, тогда продолжим. Подопытный образец на рисунке ниже.

    Узо, а вместе с ним и несколько автоматических выключателей, были сняты при выполнении ремонтных работ у заказчика и заменены на более брэндовые аналоги. Заказчик от них отказался, они оказались бесхозными, поэтому было принято решение их разобрать. Так что скоро выйдет еще и статья по конструкции автоматических выключателей, поэтому, чтобы не пропустить ее выхода, подпишитесь на новости сайта внизу этой статьи.

    Двигаемся дальше. В результате предварительного теста, было определено, что исследуемое УЗО — электронное. О том, как проверить тип УЗО, не подключая его к электросети, читайте как проверить тип УЗО?

    Исследуемое УЗО двухполюсное, имеет по две винтовых клеммы на каждом полюсе. Полюс, к которому подключается нулевой провод, обозначен на корпусе латинской буквой N.

    На передней части корпуса находится рычаг управления, когда он в нижнем состоянии — УЗО выключено. Чтобы включить УЗО, необходимо перевести его в верхнее состояние.

    Также на передней части находится кнопка «Тест», обозначенная буквой Т. Эта кнопка служит для проверки работоспособности УЗО, когда оно подключено к электросети. При нажатии на нее создается искусственный ток утечки, и исправное УЗО должно сработать, т.е. отключиться.

    На передней панели указаны основные характеристики УЗО — номинальный ток In 40А и номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn30 мА (так называемая чувствительность или уставка по току утечки).

    Также на передней панели указывается номинальное напряжение, на которое рассчитано УЗО, логотип производителя, его серийный номер и схема подключения.

    Корпус выполнен из специального диэлектрического материала, предназначен для крепления на DIN-рейку, для этого сзади имеется специальная защелка.

    На передней панели есть два винтика — откручиваем их и снимаем переднюю крышку.

    Так выглядит УЗО сбоку со снятой передней крышкой.

    А это — вид спереди. Отчетливо видно входные клеммы 1, к которым подключаются питающие провода, и выходные 2 клеммы, к которым подключаются провода от нагрузки. Рычаг управления 3 с механизмом расцепителя и электромагнитное реле 4.

    Для того, чтобы получить полный доступ к механизму, необходимо выкрутить еще один винт, который находится на задней крышке.

    На рисунке выше для удобства передняя крышка подставлена сбоку под механизм УЗО. Сзади хорошо видно защелку для установки на DIN-рейку. При установке УЗО просто защелкивается, при снятии с рейки защелка поддевается отверткой за нижнюю прорезь.

    Откручиваем винт и получаем доступ к механизму.

    Вынимаем механизм расцепителя, вместе с подвижными контактами наружу и видим внутри торроидальный корпус трансформатора тока.

    На следующем рисунке отчетливо видно, что неподвижные контакты 1 от вводных клемм УЗО заходят в две дугогасительные камеры 2. Когда УЗО защищает контролируемую цепь, через него (его контакты) протекает ток нагрузки.

    При появлении тока утечки, когда устройство защитного отключения срабатывает, расцепитель приводит в действие подвижные контакты и они начинают отключаться от неподвижных контактов 1. При размыкании цепи при прохождении по ней электрического тока, т.е. в момент отключения контактов, возникает электрическая дуга. Дуга будет тем мощнее, чем больше ток, протекающий через контакты.

    Электрическая дуга приводит к эррозии и разрушению контактов УЗО. Для защиты контактов от ее разрушающего действия, она направляется в специальные дугогасительные камеры 2 (состоящие из параллельных пластин), где она дробится, затухает, охлаждается и исчезает.

    Также на этом рисунке хорошо виден сердечник торроидального трансформатора тока 3 (желтый «бублик»). Через него проходят две первичные обмотки: образованная фазным проводом 5 (в красной изоляции), и образованная нулевым проводом 6 в прозрачной изоляции.

    На рисунке выше показана конструкция УЗО с извлеченными из корпуса верхними клеммами с неподвижными контактами и дугогасительными камерами.

    Слева от трансформатора тока отчетливо видно электронную плату — тест типа УЗО показал правильный результат. Перед нами электронное устройство защитного отключения УЗО.

    Смотрите видео Конструкция (устройство) УЗО

    Дальнейшее рассмотрение конструкции (устройства) и того, как работает УЗО, смотрите Конструкция (устройство) УЗО. Часть 2.

    Источник: http://elektrik-sam.info/konstrukciya-ustroystvo-uzo-chast-1/

    Принцип работы УЗО

    Аббревиатура УЗО создана от словосочетания «Устройство защитного отключения», которое определяет назначение прибора, заключающееся в снятии напряжения с подключенной к нему схемы при возникновении случайных пробоев изоляции и образовании через них токов утечек.

    Для работы УЗО используется принцип сравнения входящих в контролируемую часть схемы и выходящих из нее токов на основе дифференциального трансформатора, который переводит первичные величины каждого вектора в строго пропорциональные по углу и направлению вторичные для геометрического сложения.

    Метод сравнения можно представить обыкновенными весами или балансиром.

    Когда равновесие соблюдено, то все работает нормально, а при его нарушениях изменяется качественное состояние всей системы.

    У однофазной цепи сравниваются подходящий к измерительному органу вектор тока фазы и выходящий из нее — нуля. При нормальном режиме работы с надежной целой изоляцией они равны, уравновешивают друг друга. Когда возникает неисправность в схеме и появляется ток утечки, то баланс между рассматриваемыми векторами нарушается на его величину, которая замеряется одной из обмоток трансформатора и передается блоку логики.

    Сравнение токов в трехфазной цепи осуществляется по этому же принципу, только через дифференциальный трансформатор пропускаются токи всех трех фаз, а небаланс создается на основе их сравнения. В нормальном режиме работы токи трех фаз при геометрическом сложении сбалансированы, а при нарушениях изоляции любой фазы возникает ток утечки в ней. Его величина определяется суммированием векторов в трансформаторе.

    Упрощенно работу устройства защитного отключения можно по блокам представить структурной схемой.

    Небаланс токов из измерительного органа направляется на логическую часть, которая работает по принципу реле:

    2. или электронного.

    Важно понимать различие между ними. Электронные системы сейчас бурно развиваются и пользуются все большей популярностью по многим причинам. Они имеют широкий функционал, большие возможности, но требуют для работы логики и исполнительного органа электрическое питание, которое обеспечивает специальный блок, подключаемый к основной цепи. Если электричество отключится по различным причинам, то такое УЗО, как правило, не сработает. Исключение составляют редкие электронные модели, оснащенные этой функцией.

    Читайте так же:  Можно ли брать отсрочку по кредиту

    Электромеханические реле использует механическую энергию взведенной пружины, которая напоминает по принципу работы обыкновенную мышеловку. Чтобы реле сработало достаточно минимального механического усилия на очуствленный исполнительный элемент.

    Как мышка дотрагивается до приманки подготовленной мышеловки, так и возникающий при небалансе в дифференциальном трансформаторе ток от утечки ведет к срабатыванию исполнительного элемента и отключению напряжения со схемы. Для этого в реле встроены силовые контакты в каждую фазу и контакт подготовки тестера.

    Любой тип реле обладает определенными преимуществами и недостатками. Электромеханические конструкции надежно работают на протяжении многих десятилетий и хорошо себя зарекомендовали. Они не требует наличия внешнего питания, а электронные модели — зависят от него полностью.

    В настоящее время считается общепризнанным, что наиболее эффективной мерой защиты от поражения электрическим током в электроустановках напряжением до 1000 В является устройство защитного отключения (УЗО) по току утечки.

    Не возражая против важности этой меры защиты, большинство специалистов на протяжении многих лет ведут споры относительно значений основных параметров УЗО — тока установки, времени срабатывания и надежности. Объясняется это тем, что параметры УЗО тесно связаны с его стоимостью и условиями эксплуатации.

    Действительно, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания, чем выше надежность УЗО, тем дороже его стоимость.

    Кроме того, чем ниже ток уставки и меньше время срабатывания УЗО, тем жестче требования к изоляции защищаемого участка, поскольку даже незначительное ухудшение ее в условиях эксплуатации может приводить к частым, а в ряде случаев и длительным, ложным отключениям электроустановки, делая тем самым невозможной ее нормальную эксплуатацию.

    С другой стороны, чем выше ток уставки УЗО и больше время его срабатывания, тем хуже его защитные свойства.

    Видео (кликните для воспроизведения).

    Компоновка однофазного УЗО представлена на картинке ниже.

    В ней на входные клеммы подводится напряжение, а на выходные — подключается контролируемая схема.

    Трехфазное устройство защитного отключения изготовлено так же, но в нем контролируются токи всех фаз.

    На представленном рисунке показано четырехпроводное УЗО, хотя в продаже есть трехпроводные конструкции.

    Как проверить УЗО

    В любой модели конструкции встроена функция проверки работоспособности. Для этого используется блок «Тестер», представляющий собой разомкнутый контакт — кнопку с пружинным самовозвратом и токоограничивающий резистор R. Его величина подобрана для создания минимально достаточного тока, искусственно имитирующего утечку.

    При нажатии кнопки «Тест» подключенное в работу УЗО должно отключиться. Если этого не произошло, то его следует браковать, искать поломку и ремонтировать или заменять исправным. Ежемесячное тестирование устройства защитного отключения повышает надежность его эксплуатации.

    К слову, исправность электромеханических и отдельных электронных конструкций легко проверить в магазине до покупки. С этой целью достаточно при включенном реле кратковременно подать ток в цепь фазы или нуля от батарейки с любой полярностью подключения по варианту 1 и 2.

    Исправное УЗО с электромеханическим реле сработает, а электронные изделия в подавляющем большинстве случаев так не проверить. Им для работы логики нужно питание.

    Как подключить УЗО к нагрузке

    Устройства защитного отключения разрабатываются для использования в схемах электроснабжения по системе TN-S либо TN-C-S с подключением в электропроводке защитной нулевой шины РЕ, к которой подключаются корпуса всех электрических приборов.

    В этой ситуации при нарушении изоляции возникающий на корпусе потенциал сразу стекает через проводник РЕ на землю и орган сравнения вычисляет неисправность.

    В нормальном режиме электроснабжения УЗО не отключает нагрузку, поэтому все электроприборы работают оптимально. От тока каждой фазы в магнитопроводе трансформатора наводится свой магнитный поток Ф. Поскольку они равны по величине, но противоположно направлены, то взаимно уничтожают друг друга. Суммарный магнитный поток отсутствует и не может навести в обмотке реле ЭДС.

    При возникновении утечки опасный потенциал стекает на землю через защитную шину РЕ. В обмотке реле наводится ЭДС от возникшего небаланса магнитных потоков (токов в фазе и нуле).

    Устройство защитного отключения мгновенно вычисляет таким способом неисправность и в доли секунды обесточивает схему силовыми контактами.

    Особенности работы УЗО с электромеханическим реле

    Использование механической энергии взведенной пружины в отдельных случаях может быть выгоднее, чем применение специального блока для электрического питания логической схемы. Рассмотрим это на примере, когда ноль питающей сети оборван, а фаза поступает.

    В такой ситуации статические электронные реле не будут получать питание, а, следовательно, не смогут работать. В то же время в этой ситуации у трехфазной системы возникает перекос фаз и повышение напряжения.

    Если произойдет в ослабленном месте пробой изоляции, то потенциал появится на корпусе и будет уходить через РЕ-проводник.

    В УЗО с электромеханическим реле защиты отработают нормально от энергии взведенной пружины.

    Как работает УЗО в двухпроводной схеме

    Неоспоримые преимущества защит от токов утечек в электрооборудовании, выполненном по системе TN-S посредством использования УЗО, привели к их популярности и желанию отдельных владельцев квартир устанавливать УЗО в двухпроводке, не оборудованной РЕ-проводником.

    В этой ситуации корпус электроприбора изолирован от земли, не сообщается с ней. Если возникает пробой изоляции, то потенциал фазы появляется на корпусе, не стекает с него. Человек, имеющий контакт с землей и случайно прикоснувшийся к прибору, попадает под действие тока утечки точно так же, как и в ситуации без УЗО.

    Однако, в схеме без устройства защитного отключения ток может проходить через тело длительно. Когда же УЗО установлено, то оно почувствует неисправность и отключит напряжение за время уставки в течение долей секунды, чем снизит поражающее действие тока и степень получения электротравмы.

    Таким образом, защита облегчает спасение человека при попадании под напряжение в зданиях, оборудованных по схеме TN-C.

    Читайте так же:  Не платили кредит 6 месяцев

    Многие домашние мастера пытаются самостоятельно устанавливать УЗО в старых домах, ожидающих реконструкцию для перехода на систему TN-C-S. При этом в лучшем случае выполняют самодельный контур заземления или просто подключают корпуса электроприборов к водопроводной сети, батареям отопления, железным деталям фундамента.

    Такие подключения могут создать критические ситуации при возникающих неисправностях и причинить серьезный ущерб. Работы по созданию контура заземления должны выполняться качественно и контролироваться электрическими замерами. Поэтому их выполняют подготовленные специалисты.

    Большинство УЗО выполняется в стационарном исполнении для крепления на распространенную Din-рейку в электрощитке. Однако, в продаже можно встретить переносные конструкции, которые подключаются в обычную электророзетку, а от них дальше запитывается защищаемый прибор. Они стоят чуть дороже.

    Источник: http://electricalschool.info/main/osnovy/1540-princip-raboty-uzo.html

    Защита от дифференциальных токов при помощи дифавтомата и УЗО

    В некоторых случаях при неисправном электрооборудовании существует риск поражения человека дифференциальными токами. Они также могут вызвать короткое замыкание, в результате которого может произойти возгорание проводки и пожар. Для избежания этих случаев рекомендуется применять одно из устройств защиты от дифференциальных токов, например, дифавтомат (АВДТ) или устройство защитного отключения (УЗО).

    ​Устройства дифференциальной защиты

    Во время прокладки электропроводки очень часто возникает вопрос о выборе защиты от поражения электрическим током и предотвращения перегрузок сети. Защита должна осуществляться на профессиональном уровне при помощи аппаратов, защищающих сети от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки. Перед их приобретением следует выяснить, что лучше УЗО или дифференциальный автомат (дифвыключатель), основываясь на технических характеристиках, удобстве монтажа, а также других критериях. Эти устройства необходимы не только для защиты от токов утечки, но и от коротких замыканий, перегрузок сети.

    Проблемы незащищенной сети

    В некоторых случаях большинство людей использует обычные автоматы для защиты электросети, которые не способны исключить возможность поражения блуждающими токами. Иногда вообще оставляют сеть без защиты, используя самодельные предохранители с толстым медным проводом. Эти «изобретения» называются «жучками» и могут служить для предотвращения постоянного перегорания плавкого предохранителя или постоянного срабатывания автомата. Основная причина их применения заключается в повышении тока срабатывания автоматического выключателя или плавкого предохранителя. Проблемы такой незащищенной сети следующие:

    1. Перегрузка.
    2. Короткое замыкание.
    3. Дифтоки.

    Перегрузка сети происходит в случае подключения недопустимой мощности. Основной причиной ее возникновения является старая проводка, не выдерживающая одновременного подключения мощных приборов. В результате этого провода нагреваются, что приводит к возникновению возгораний и выходу техники из строя.

    Короткое замыкание появляется при максимальных значениях силы тока. Основными причинами его возникновения считаются: попадание постороннего проводника, закорачивание фазного и нулевого проводов по какой-либо причине и т. д. При возрастании тока до максимальной величины некоторые потребители могут выйти из строя, а также возможно возгорание из-за скачкообразного роста температуры или образование электрической дуги.

    Токи утечки или dif-токи образуются при повреждении изоляции провода или обмоток электродвигателя с дальнейшей утечкой на корпус. В результате этого возникает дополнительная электроцепь, которая может стать причиной выхода электроприборов из строя, а также поражения человека током. Для того чтобы понять, зачем необходимы устройства дифзащиты, следует ознакомиться с возможными последствиями поражения электрическим током.

    Поражение электрическим током

    Травмы, полученные в результате воздействия электрического тока на организм человека, являются самыми опасными, поскольку большинство из них приводит к летальному исходу. Человек, попавший под действие тока, практически не способен оказать помощь самому себе. При протекании через организм или определенный его участок ток оказывает на него три воздействия: термическое, биологическое, а также приводит к химическим необратимым процессам.

    При термическом воздействии электрического тока появляются ожоги участков кожи, происходит перегрев органов, разрываются кровеносные сосуды и нервные окончания. После этого наступает биологическое воздействие, при котором происходит:

    • гибель и возбуждение клеток организма;
    • нарушение работы мышечных тканей, приводящее к судорожным явлениям, а также не исключена остановка сердца и дыхания.

    ​Кроме того, происходит явление электролиза жидкостей организма, которое приводит к изменению физико-химического состава крови и лимфы. Разрушительное действие тока зависит от его параметров, путей и продолжительности прохождения, условий окружающей среды, а также от сопротивления человеческого тела. К параметрам электричества, влияющим на степень поражения человека, можно отнести следующие:

    • величину напряжения и силы тока;
    • частоту;
    • тип.

    ​При повышении значения напряжения выше 120 В происходит пробой верхнего слоя кожи, который обладает максимальной величиной сопротивления (до 300 кОм). При этом ток начинает расти, и происходит уменьшение электрического сопротивления тела человека. Частоты тока в диапазоне от 50 Гц до 1000 Гц являются опасными, но при их дальнейшем росте происходит прямо пропорциональное уменьшение вероятности поражения. При частотах свыше 45 кГц эта вероятность исчезает вообще. Существует 2 вида напряжения: переменное и постоянное. Наиболее опасным считается постоянное напряжение, если его значение больше 300 В.

    Условия внешней среды также способны увеличивать или уменьшать вероятность поражения. Например, в сыром помещении степень поражения человека током возрастает. Ключевую роль играет сопротивление тела, которое зависит от толщины и отсутствия ран на коже, влажности и состояния здоровья в текущий момент, температуры тела и возраста.

    Действие тока на организм сопровождается электрическим ударом, электротравмой и электрошоком. При электроударах происходит судорожное сокращение мышечных волокон, а во время электротравм — повреждение тканей и органов. Электротравмы сопровождаются ожогами при контакте кожи с токоведущей частью электрооборудования, а при высоких значениях тока возникает электрическая дуга, температура которой достигает 4000 градусов по Цельсию. При такой высокой температуре возникает металлизация кожи, при которой части расплавленного металла проникают внутрь кожного покрова.

    При тяжелых электротравмах возможно наступление клинической смерти в результате остановки сердца и дыхания. Если не оказать своевременную медицинскую помощь, то наступит биологическая смерть. Основные причины наступления смерти: остановка сердца, дыхания и получение травм, несовместимых с жизнью. Серьезность последствий поражения током позволяет задуматься над обеспечением электробезопасности при помощи специальных устройств.

    Выбор устройства

    Очень часто при выборе защиты от дифтоков возникает проблема в выборе между дифавтоматом или УЗО. Что лучше из них, покажет сравнительная характеристика каждого из этих устройств. Существует несколько значимых критериев, по которым следует осуществлять выбор. К ним относятся: конструктивные особенности и установка, возможность быстрой диагностики неполадок и стоимость.

    Читайте так же:  Увольнение с работы работающего пенсионера

    Установка и конструкция

    Для защиты однофазных сетей применяется дифзащита, имеющая двуполюсное исполнение. УЗО, которое имеет одномодульное исполнение, следует применять с автоматическими выключателями (АВ) однополюсного исполнения. Дифавтомат включает в свою конструкцию УЗО и АВ, а также занимает в щитке 2 места. При использовании УЗО и однополюсного автомата они занимают 3 модуля. В этом случае экономия пространства при защите нескольких линий питания потребителей будет существенной.

    Произвести подключение УЗО или дифавтомата несложно, но есть некоторые особенности, по которым правила установки могут отличаться. В каждом из устройств предусмотрены зажимы, позволяющие нормально зажать провод для исключения некачественного контакта. Произвести установку дифвыключателя намного проще, поскольку его необходимо просто подсоединить к входу цепи. При подключении пары УЗО и автомата необходимо без ошибок подсоединить эти два элемента, причем следует УЗО соединить с автоматическим выключателем, а затем полученную конструкцию поставить на входе сети.

    Диагностика и принцип работы

    При срабатывании устройства дифзащиты следует в кратчайшие сроки определить причину отключения защищаемого участка цепи. Если рассмотреть УЗО и АВ, то найти причину будет проще, поскольку при срабатывании УЗО происходит утечка тока, а срабатывание АВ свидетельствует о перегрузке сети или коротком замыкании на одном из ее участков.

    Однако если сработал дифвыключатель, то выявить причину не так просто. Это связано с тем, что в некоторых бюджетных моделях не предусмотрена функция индикации причины срабатывания, что значительно усложняет диагностику сети. Кроме того, из-за частых срабатываний он может выйти из строя. Этого можно избежать путем приобретения дорогостоящего дифвыключателя.

    Принцип работы устройств защиты от возникновения токов утечки одинаковый и основан на выполнении сравнения входящих и исходящих значений токов по закону Кирхгофа, согласно которому они должны быть равны. Сравнение достигается особенностью конструкции устройств дифзащиты, состоящей из следующих основных элементов:

    Трансформатор имеет тороидальное исполнение с двумя первичными обмотками и одной, управляющей работой дифреле. Последнее является электромеханическим с разомкнутой группой контактов. Обмотка управления соединена с дифреле, и при нормальной работе токи, проходящие через две первичные катушки, которые намотаны в противоположные стороны, создают магнитные потоки Ф1 и Ф2 соответственно. Магнитный поток Ф на катушке управления во время отсутствия дифтоков равен 0. Если произошла утечка, то значение Ф будет отлично от нулевого значения. В этом случае на катушке управления возникнет электромагнитное поле.

    Из законов физики известно, что электромагнитное поле является причиной возникновения электрического тока, который активирует дифреле. В результате этого цепь размыкается. Работает дифавтомат аналогично УЗО, только в его корпус встроено два АВ, разрывающих цепь при коротком замыкании или перегрузке сети.

    Основной характеристикой считается время срабатывания дифзащиты. Для УЗО оно составляет от 0,2 до 0,32 с, а для дифавтомата — 0,04 с. Кроме того, особенностью является чувствительность устройства, которая для УЗО находится в диапазоне от 10 мА до 30 мА, а для дифвыключателя — от 10 мА до 63 мА.

    Расчет стоимости

    Финансовые затраты являются значимымы при установке защиты от дифференциальных токов. Цена УЗО и АВ меньше стоимости АВДТ. Если произошла поломка какого-либо элемента из пары УЗО и АВ, то его замена обойдется дешевле, чем покупка исправного АВДТ. Поэтому необходимо подобрать качественные модели, а не довольствоваться бюджетными вариантами.

    Более детальный анализ стоимости при выборе защиты от дифтоков проиллюстрирует следующий пример. Для защиты дома с 8 линиями и потребителями электроэнергии на 17 А и мощностью в 1,5 кВт следует выбрать устройство для обеспечения защиты. На каждые две линии нужно по два АВ и одному УЗО, а при использовании АВДТ необходимо по одной единице на линию. Для решения этой задачи можно воспользоваться специальным алгоритмом:

    1. Расчет для УЗО+АВ сумма S1: S1 = 8 * (стоимость АВ на 25 А) + 4 * (стоимость УЗО).
    2. Для АВДТ общая сумма S2 вычисляется по формуле: S2 = 8 * (стоимость АВДТ).

    Если произвести расчет, подставив в формулы значения стоимостей устройств, то получится существенная разница. Для окончательного выбора устройства дифзащиты следует ознакомиться с достоинствами и недостатками каждого из устройств.

    Достоинства и недостатки

    Исходя из критериев выбора и основных характеристик, можно выделить преимущества и недостатки каждого из устройств. Основные минусы АВДТ: проблемы диагностики в бюджетных вариантах (в дорогих этого недостатка нет) и стоимость.

    Преимущества использования дифавтомата: высокое время срабатывания, компактность, удобная установка и подключение. Недостатки УЗО в сравнении с АВДТ: значительное время срабатывания, необходимость использования с автоматами, сложность монтажа, а также они занимают больше места. Пара УЗО и АВ имеет перед АВДТ (бюджетный вариант) такие достоинства: низкая цена и удобная диагностика причины срабатывания устройства.

    Если учесть, что надежность устройств двух разновидностей практически одинаковая, то критерием выбора является цена и время срабатывания. При выборе устройства необходимо руководствоваться следующими правилами: монтаж и простота подключения, возможная диагностика и занятое пространство.

    Таким образом, основным критерием выбора между дифвыключателем и парой УЗО с АВ является цена. Для опытного электрика проблемы монтажа и подключения не существует, поскольку это достаточно просто. Кроме того, пространство, занимаемое в щитке, не имеет значения, так как он покупается с учетом дальнейшего расширения и увеличения количества линий.

    Источник: http://rusenergetics.ru/avtomatika/zashhita-ot-differencialnyx-tokov

    Как работает УЗО и что это такое

    Все электрические сети должны иметь устройства защиты. Не каждый знает, что это за приборы, каким образом они работают. Данная статья поможет понять конструкцию и принцип работы УЗО, разобраться с маркировкой защитных приборов.

    Что такое УЗО

    Данную аббревиатуру расшифровывают как – устройство защитного отключения. Оно является главным компонентом предохраняющей автоматики в современных электросетях. Прибор отслеживает проходящие токи, а в случае обнаружения утечки – разрывает цепь.

    Назначение

    Устройства отключения выпускаются двух видов:

    1. Для защиты людей, животных от удара электротоком. Минимальное значение для отключение прибора – 10 мА и 30 мА. Последний является наиболее распространенным. Первый предназначен для помещений с высокой влажностью, его больше всего устанавливают в ванных комнатах. Одно УЗО в экономичных целях обычно обслуживает несколько потребителей. В случае отключения прибора утечку можно обнаружить методом поочередного включения электрических устройств.
    2. Для предотвращения пожаров. Приборы имеют более грубую отсечку: 100 мА, 300 мА или 500 мА. Такой номинал отключения не защищает людей от поражения, поскольку 50 мА уже опасен для здоровья. Почему же подобные устройства называют противопожарными? Оказывается, что при повреждении изоляции проводки или сетевой перегрузке возможно короткое замыкание, возгорание. При возникновении чувствительной утечки тока УЗО отключит электроснабжение во всем здании, чем предупредит короткое замыкание, и, как следствие, воспламенение. Противопожарное устройство устанавливается непосредственно сразу после электросчетчика.
    Читайте так же:  Как отражаются недостачи при инвентаризации

    Важно! В случае необходимости, для обеспечения стабильности некоторых приборов (например, холодильник, электрический котел, компьютер), нужно рассматривать вариант установления отдельного УЗО.

    Принцип работы

    Чтобы понять, каким образом защитная конструкция выполняет свои предохранительные функции, нужно разобраться в принципе работы УЗО и схеме подключения. Установлено, что ток из сети проходит по фазному проводнику сквозь нагрузку, а затем возвращается через нейтральный провод. На этой закономерности и формируется работа устройства.

    Важно! Принцип функционирования УЗО строится на сравнении значений величин электротока на выходе и входе объекта, который состоит под защитой.

    Если Iвх = Iвых, то прибор не отвечает. Как только Iвх > Iвых, защитная конструкция чувствует утечку и в результате реагирует.

    Иными словами, проходящие по фазному и нейтральному проводу токи должны быть одинаковы (для однофазной сети). Когда сеть трехфазная, то значение в нейтрали равно сумме электротоков, протекающих в фазах. Неравенство электротоков свидетельствует об утечке, на что реагирует прибор.

    Схема

    В основе типичной схемы расположен трансформатор, который также называют дифференциальным. В нем находятся 3 обмотки:

    1. Две из них (первичная, вторичная) замыкаются на нуле и фазе. В этом случае полярность подключения не берется во внимание.
    2. Третью подключают к рабочему органу, состоящему из электрических устройств или реле. Исходя из последнего, все УЗО делят на электронные и электромеханические.

    Пусковой орган непосредственно повязан с управляющим, состоящим из силовой группы (контактной) и привода. Также в УЗО присутствует тестовая кнопка. Она используется при тестировании аппарата на работоспособность.

    Технические характеристики УЗО

    Расшифровка главных параметров УЗО, к числу которых относятся:

    1. Тип защищаемой электрической проводки: однофазная или трехфазная. Данная характеристика определяет число полюсов (два, четыре).
    2. Значение номинального напряжения:
    • 220 – 240 В для 2-полюсных устройств;
    • 80 – 400 В для 4-полюсных.
    1. Токовая нагрузка (номинальная). Эта характеристика соответствует такой же у автоматических выключателей (в дальнейшем АВ), но имеет иное назначение.
    2. Номинальная величина отключающего электротока с типовыми значениями: 10, 30, 100, 300 мА.

    Утвержденные обозначения дифференциального тока:

    1. АС – переменный ток синусоидальной формы. Допустимо его постепенное увеличение, резкое возникновение.
    2. А – к предшествующей характеристике (АС) прибавляется возможность наблюдать за утечкой выпрямленного электротока.
    3. S – маркировка на селективных устройствах, которые имеют большую (в отношении к другим) задержку срабатывания.
    4. G – идентичный предшествующему виду (S), но имеет меньшую задержку.

    Важная информация! Величина параметра номинального электротока определяет допустимое значение последнего для УЗО. При его подборе нужно учесть такой момент: он должен быть на уровень выше в сравнении с АВ на этой линии.

    Маркировка устройства

    Определить технические параметры конструкции, заявленные изготовителем, можно по маркированию. На корпусе указывается:

    • торговая марка (название фирмы);
    • номинальное значение тока, допустимого для эксплуатации конструкции;
    • напряжение, частота;
    • величина утечки;
    • условный электроток короткого замыкания (этот параметр показывает ток, который может выдержать защитный прибор во время отключения);
    • схема подключения;
    • нормальная температура для эксплуатации УЗО;
    • знак (S), если он относится к виду селективных.

    Полезная информация! Рекомендуется раз в месяц принципиально проверять правильность работы защитного прибора при помощи кнопки ТЕСТ.

    Маркировка на УЗО разных производителей может немного отличаться: отдельные характеристики убираются или добавляются. Но такие важные параметры, как ток утечки и рабочий, присутствуют всегда.

    Варианты подключений

    В однофазной сети электроток проходит по 2 проводникам: нулевом (N) и фазном (L). Величина напряжения – 220 В, частота составляет 50 Гц. Подобные сети устанавливают в частных домах, квартирах, общественных зданиях. Общая мощность потребления не может превышать 12 кВт.

    Варианты подсоединения УЗО в случае однофазной сети:

    1. Общее защитное устройство для однофазной сети. Используется двухполюсный автомат. Система подсоединяется к блоку автоматов, которые обслуживают отдельные линии сети.

    1. Общее устройство защиты со счетчиком. Автомат располагают перед счетчиком, после него – УЗО. Таким образом защищаются люди, бытовые электроприборы, устройство учета.

    1. Общее УЗО с группой устройств защитного отключения. Для поиска источника разности токов устройство ставится в каждый контур вместе с автоматами.

    1. Групповое устройство защитного отключения. С целью экономии общее устройство защиты исключается из схемы. Взамен устанавливается двухполюсный автомат (с подключением к счетчику). Затем линии распределяются по группам (автомат и УЗО) для отдельного контура электроснабжения.

    В системах с общим употреблением электроэнергии больше 10 кВт применяются трехфазные сети. В них присутствует 3 провода, в каждом из которых фаза переменного электротока сдвинута на 120 ° по отношению к соседнему. Возврат происходит по нулевому проводу.

    Способы подсоединения УЗО в случае трехфазной сети:

    1. Общее УЗО вместе с групповыми защитными устройствами. Монтируется автомат в центре на 4 полюса, для отдельных сетей применяются однополюсные.

    1. Схема со счетчиком. Подключение прибора учета происходит стандартно – он располагается между защитным устройством и главным автоматом.

    Практика показывает: установка УЗО снижает риски возникновения серьезных проблем в случае пробивки изоляции на проводах. Нередко это спасает здоровье и в тяжелых случаях – жизнь человека.

    Видео (кликните для воспроизведения).

    Источник: http://rusenergetics.ru/oborudovanie/printsip-raboty-uzo

    Принципы работы защитных устройств
    Оценка 5 проголосовавших: 1

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here