Принцип работы всех узо:

Основан на сравнении токов во всех трех фазах и в нулевом проводнике. Векторное сравнение токов осуществляется на сердечнике электромагнита, на котором обмотки намотаны, обтекаемые фазовыми токами и током нейтрали. При неравенстве суммы токов нулю (утечка токов на землю) электромагнит воздействует на спусковой механизм выключателя (механический участок, который разрывает электрическую цепь). При прикосновении человека к токоведущим частям УЗО будет работать через исполнительные механизмы ИМ, представляющие собой контактор – выключатель, снабженный элементом управления.

1. Дифференциальный трансформатор тока

2. Тест кнопка

3. Тестовый резистор

4. Силовые контакторы

5. Защитный контактор в цепи тестирования

Сравнение текущего значения 2 токов по амплитуде и фазе наиболее эффективно, так как обладает минимальной погрешностью. В рабочем положении (норма) тока утечки нет и для токов, протекающих по направлению к нагрузке (J1) и от нагрузки (J2) справедливо равенство J1 = J2, следовательно, результирующий магнитный поток равен 0, и ток во вторичной обмотке трансформатора равен 0. ИМ находиться в состоянии покоя, силовые контакты замкнуты. При возникновении утечки тока (пробой изоляции на корпус или прикосновение человека) по фазному проводнику через УЗО кроме J1 потечет дополнительный ток J_утечки, следовательно возникает разбалланс магнитных потоков и как следствие возникновение во вторичной обмотке трансформатора дифференциального тока ΔJ. Если ΔJ превышает значение (порог) срабатывает ИМ. Силовые контакторы втягиваются и установка отключается.

Для осуществления предварительного контроля в данной схеме используется цепь тестирования (3-5*Z). ЗО единственная рациональная мера защиты в целом ряде электроустановок таких, когда они эксплуатируются в регионах. В настоящее время УЗО – единственная мера защиты в различных электроприборах, фенах.

Типы устройств УЗО в зависимости от входных величин условно делятся на несколько групп, основные три группы:

1. Реагирует на потенциал корпуса

2. Реагирует на токи замыкания на землю

3. УЗО, работающие на условиях режима нулевой последовательности

Устройства, реагирующие на режим нулевых последовательностей

Назначение: устранение опасности электрического тока при глухом замыкании одной или двух фаз на землю или замыкания фазы на заземленный корпус.

Принцип действия: быстрое отключение сети от источника питания при возникновении напряжения нулевой последовательности (несимметрия проводимостей в данной схеме). Датчик – фильтр нулевой последовательности.

Реле напряжения включается между нулевой точкой фильтра и землей. Срабатывает когда напряжение последовательности, то есть напряжение между нейтральной точкой источника и землей (U0) достигает значения, при котором напряжение на зажимах реле Rи превышает напряжение срабатывания реле (сеть отключается).

Достоинства: простота схемы и надежность срабатывания при глухих замыканиях на землю.

Недостаток: неселективность, отсутствие самоконтроля.

Применятся в трехфазных четырехпроводных сетях с напряжением до 1000В с ИН с малой напряженностью.

Рассмотрим устройство УЗО, реагирующее на потенциал корпуса относительно земли.

Датчик- реле напряжения Rи. Его обмотка включается между корпусом электроустановки и вспомогательным заземлением Rз. Электроды вспомогательные Rв- вне зоны растекания тока заземления.

При замыкании на корпус защитное заземление Rз снизит потенциал корпуса относительно землидо зничения ϕз, которое равняется Jз*Rз.

Если окажется, что ϕз>ϕдоп, где ϕдоп- потенциал корпуса, при котором напряжение прикосновения не превышает допустимого, следовательно, в этом случае срабатывает реле Р1, которое своими контактами замкнет цепь питания катушки коммутационного аппарата(К) и произойдет отключение установки от сети.

Данный тип УЗО дублирует защитные свойства заземления и применяется в качестве дополнительной защиты, которая повышает надежность заземления(зануления).

Лекция №6 (29.11.2011)

УЗО, реагирующее на ток замыкания на землю

А) изолированная нейтраль

К – катушка коммутационного аппарата

Рт – реле тока

Б) заземленная нейтраль

Электротехнические защитные средства и предохранительные приспособления

Дополнительные средства делятся на три группы:

1. Изолирующие (изолируют от токоведущих частей и земли; основные (те, которые обладают изоляцией, способны длительно удерживать напряжение электросети, до 1000В – перчатки, изолирующие штанги, изолирующие и электроизмерительные клещи, слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками и различные указатели напряжений; если выше 1000В – изолирующие штанги, клещи, указатели напряжения и средства для ремонтных работ свыше 1000В) и дополнительные (обладают изоляцией, не способной выдержать рабочее напряжение, поэтому не могут самостоятельно защитить человека от поражения током; назначение – усилить изолирующее действие основных средств), диэлектрические галоши, подставки до 1000В, свыше 1000В – перчатки, коврики, боты специальные, подставки)

2. Ограждающие (временное ограждение токоведущих частей; к ним относятся временные переносные ограждения, специальные клетки, переносные заземления, предупредительные плакаты)

3. Предохранительные (индивидуальные средства защиты от световых, тепловых, механических продуктов, продуктов горения, от падения с высоты: защитные очки, руковицы из трудновоспламеняемой ткани, каски, противогазы, монтерские пояса, страховочные канаты, монтерские когти)

Защитные системы

1. Жезловая система – все двери ограждений имеют специальные замки, которые открываются одним ключом, конструкция замка такова, что повернуть ключ и вынуть его из замка, можно только выключив автомат или рубильник, которым запитывается установка. Конструкция дверных замков, не позволяет вынуть ключ, если дверь не закрыта, включить рубильник можно только при закрытых дверях или надетых на установки кожухах.

2. Рычажная система – ручка управления рубильником механически связана с дверным засовом, при выключении рубильника одновременно выдвигается заслон замка и только после этого можно открыть дверь шкафа или ограждения, где находится электроустановка; при открытой двери конструкция не позволяет открыть засов и не допускает включения рубильника.

3. Система на радиоцентрах применятся дисковая блокировка – один диск с вырезом или пазом жестко закреплен на горизонтальном валу, который проложен на вдоль стены ограждения, на верхнем конце дверной оси жестко закреплен другой диск с точно таким же пазом; горизонтальный вал при помощи рычажного устройства связан с рубильником механической блокировки; когда рубильник выключен, пазы в обоих дисках совпадают и двери ограждения можно открыть.