10.4Защитное отключение
В дополнение к занулению для защиты пользователя от поражения электрическим током используются устройства защитного отключения, реагирующие на нарушение нормального режима работы электроустановки и подающие сигнал на ее отключение. Такая комбинированная система защиты особенно эффективна, так как позволяет устранить два основных недостатка зануления: большое время срабатывания защиты и возможность поражения электрическим током при прикосновении человека к токоведущим частям электрооборудования.
В качестве прибора защитного отключения выберем прибор С-901 со следующими характеристиками: уставка срабатывания icр=0,010 А, tср=0,02 сек., то есть устройство, реагирующее на ток нулевой последовательности. Прибор С-901 - это устройство защитного отключения, назначение которого - обеспечить безопасность человека в случае прикосновения к заземленному (зануленному) корпусу при замыкании на него фазы, или к токоведущей части, находящейся под напряжением. Следовательно, это устройство может служить дополнительной мерой защиты к защитному заземлению и занулению.
Принцип действия - быстрое отключение участка сети или потребителя энергии, если ток нулевой последовательности превышает некоторое значение, при котором напряжение прикосновения к "пробитому" корпусу или токоведущей части, находящейся под напряжением, имеет наибольшее длительное допустимое значение Uпр.
В схеме датчиком входного сигнала является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП, магнитопровод которого охватывает все провода сети, играющие в этом случае роль первичных одновитковых обмоток трансформатора. В результате магнитные потоки, создаваемые в магнитопроводе ТТНП токами первичных обмоток, складываются, а суммарный поток обуславливает возникновение тока во вторичной обмотке ТТНП, замыкающегося через обмотку реле. В сети с заземленной нейтралью ТТНП может надеваться на провод, соединяющий нейтральную точку обмоток силового трансформатора с заземлителем.
Если на защищаемом участке сети проводимости фаз относительно земли одинаковы, то сумма токов, проходящих по фазным проводам сети, а следовательно, и ток через реле равны нулю.
Если на защищаемом участке возникает асимметрия проводимостей фаз относительно земли в результате, например, замыкания фазы на землю, прикосновения человека к фазе и т.п., то появляется ток нулевой последовательности. Этот ток, достигнув значения тока срабатывания реле или превысив его, вызовет отключение защищаемого участка сети от источника питания.
Достоинствами устройств защитного отключения (УЗО), реагирующих на ток нулевой последовательности, являются:
возможность применения в сетях любых напряжений с различными режимами нейтрали;
способность обеспечивать безопасность человека при прикосновении не только к корпусу, оказавшемуся под напряжением, но и к фазному проводу сети, находящемуся под рабочим напряжением;
высокая степень надежности работы, т.е. малое количество ложных отключений;
независимость работы устройства от значений сопротивления заземления и сопротивления нулевого проводника.
Последнее достоинство имеет немаловажное значение в тех случаях, когда невозможно заземлить нейтраль трансформатора, корпуса электрооборудования или нулевой проводник через малое сопротивление, или когда из-за отдаленности потребителя сопротивление нулевого защитного проводника оказывается выше нормированных значений.
Недостатки - нечувствительность к симметричным снижениям сопротивления изоляции, сложность конструкции устройства, предназначенного защищать человека от поражения током при прикосновении к токоведущей части, находящейся под напряжением. Однако симметричные снижения сопротивлений возможны сравнительно редко, а сложность конструкции при современном развитии техники не является большим препятствием к устройству этого типа УЗО.
Схема защитного отключения на несимметрии фазных токов (магнитный пускатель С-901) и схема электроснабжения представлена на Рис. 21.
Р
ис.
21