5.5. Выключатели дифференциального тока
Выключатель дифференциального тока (ВДТ) контролирует - ток утечки на землю (дифференциальный ток). Когда ток утечки достигает определенного значения, ВДТ отключает участок электрической цепи, на котором возник ток утечки. За выключателями дифференциального тока закрепилось название устройство защитного отключения (УЗО).
УЗО применяют:
для защиты человека от поражения электрическим током при случайном прикосновении к токоведущим частям, а также к токопроводящим частям электрооборудования, оказавшимся под напряжением вследствие повреждения изоляции токоведущих частей;
для повышения пожарной безопасности электроустановок путем непрерывного контроля токов утечки;
для защиты сетей переменного тока 220 В 50 Гц от коротких замыканий и перегрузок;
для оперативных включений и отключений электрических цепей.
Если ВДТ снабжен защитой от сверхтоков (добавлен автоматический выключатель с комбинированным расцепителем), то такое УЗО называют автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ).
Принцип действия ВДТ (рис. 5.9) основан на сравнении втекающих и вытекающих токов приемника электроэнергии (ПЭЭ), которые при отсутствии токов утечки на землю должны быть равны. Это равенство должно соблюдаться как для однофазных, так и для трехфазных приемников (в том числе при несимметричной нагрузке).
Сравнение токов в ВДТ осуществляет дифференциальный трансформатор тока (ТА). Сердечник трансформатора охватывает линии L1, L2, L3 трехфазной сети и нулевой провод (нейтраль) N. К вторичной обмотке трансформатора подключен чувствительный орган устройства управления (УУ) – электромагнитный механизм (ЭММ), воздействующий на защелку привода коммутирующих контактов. Защитный проводник (РЕ) отделен от ВДТ.
В состав УУ кроме электромагнитного механизма входит орган ручного управления включением (по воздействию хвкл) и отключением (по воздействию хотк) ВДТ, а также механическая передача с защелкой. Упор с защелки снимает якорь ЭММ. Тогда ВДТ отключается, и контакты размыкаются.
При отсутствии токов утечки на землю на участке между коммутирующими контактами и приемником электрической энергии (ПЭЭ), а также в самом ПЭЭ сумма магнитодвижущих сил первичных цепей трансформатора ТА равна нулю в любой момент времени. МДС возникает во вторичной обмотке трансформатора при нарушении баланса токов первичных цепей из-за возникновения тока утечки на землю. При увеличении тока утечки возрастает МДС вторичной цепи трансформатора, что приводит к срабатыванию УУ и размыканию коммутирующих контактов УЗО при некотором значении тока утечки. Стандартизированы следующие значения тока утечки, при котором срабатывает ВДТ: 10, 30, 100, 300, 500, 1000 мА. Для защиты человека от поражения электрическим током применяют ВДТ с пороговым значением тока утечки 30 мА. В целях пожарной безопасности применяют ВДТ с порогом 300 мА.
По количеству полюсов (коммутирующих контактов) УЗО подразделяют на двухполюсные (фаза, например, L1 + нейтраль N) и четырехполюсные (фазы L1 , L2 , L3 + нейтраль N). УЗО подключают с помощью зажимов к соответствующим проводам, идущим к приемнику электрической энергии. Схема подключений УЗО в трехфазной сети показана на рис. 5.10.
Для ВДТ нормируется номинальный длительно протекающий через выключатель ток. Для АВДТ нормируется номинальный ток электротепловых расцепителей, установленных в фазные линии.