2.4.5 Устройство защитного автоматического отключения питания, срабатывающее от дифференциального тока (узо)

Дифференциальным током называется векторная сумма токов, одновременно проходящих через устройство.

Согласно ПУЭ-2011 и ДБН В.2.5-27-2006, устройства защитного автоматического отключения питания, срабатывающие от дифференциального тока (далее УЗО) могут применяться в системах TN, IT и ТТ за исключением системы TN-C. Максимально допустимое время срабатывания УЗО в цепях с рабочими токами до 32 А и напряжением между линейным проводом и землей 220 В составляет 0,4 с (при переменном напряжении) и 5 с (при постоянном напряжении).

Существуют стандартные УЗО, предназначенные для трехфазных и однофазных потребителей.

а б

Рисунок 13 – Схема (а) и внешний вид (б) УЗО однофазного потребителя

На рис. 13 а показана функциональная схема включения УЗО и однофазного потребителя. Работа УЗО основана на работе трансформатора тока, имеющего обмотки I, II и III. Электрические токи I1 и I2, а также вызванные ими магнитные потоки обмоток I и II направлены навстречу друг другу. Если дифференциальный ток (разность токов I1 и I2) отсутствует, токи I1 и I2. равны, а их магнитные потоки компенсируют друг друга в сердечнике трансформатора. При появлении суммарного магнитного потока, отличного от нуля, в обмотке III возбуждается ток, от которого срабатывает электромеханическое реле тока РТ, отключающее питание с помощью контактной группы. Обычно используется бистабильное реле (с защелкой), остающееся в выключенном состоянии, пока УЗО не будет включено вручную. Кнопка S используется для тестирования УЗО, вызывая дифференциальный ток искусственно.

Для надежной защиты человека от поражения электротока самое близкое (по схеме) к потребителю УЗО должно срабатывать на дифференциальный ток не более 30 мА.

В настоящее время выпускается множество устройств автоматического отключения питания комбинированного действия, сочетающих в себе одновременно функции УЗО и автоматического выключателя, срабатывающего от сверхтока (КЗ). Внешний вид УЗО показан на рис. 13 б.

2.4.6 Электроустановка в трехфазной трехпроводной сети переменного тока напряжением до 1000 в с изолированной нейтралью

Согласно ПУЭ-2011 и ДБН В.2.5-27-2006, в данной сети применяется система заземления типа IT, в которой обозначены: I – изолированная (isolated); T- земля (terra); PE - защитное заземление (protective earthing), см. рис.14.

Особенностями безопасной эксплуатации электроустановок в данной сети являються:

• изоляция токоведущих частей электроустановок от земли;

• соединение открытых проводящих частей электроустановок с заземленным

PE-проводником (защитное заземление).

На рис. 14 изоляция линейных (фазных) проводников L1, L2 и L3 от земли

представлена резисторами r1, r2 и r3, соответственно. Величины их сопротивлений контролируются в процессе эксплуатации (см. п.2.4.9).

Защитный PE-проводник и заземлитель, находящийся в непосредственном контакте с локальной землей, выполняют функцию защитного заземления (конструктивное исполнение заземлителей рассмотрено в п. 2.4.7).

Рисунок 14 - Схема подключения трехфазного потребителя к сети

Касание человека к открытой проводящей части, на которую замыкается фаза при пробое изоляции,представляет угрозу поражения электротоком. Если открытая проводящая часть заземлена, сопротивление ее заземления включено параллельно телу человека. Их общее сопротивление равно

.(14)

Ток через (при условии равенства сопротивления изоляции всех фаз, см. тему 2.3) равен

.(15)

Поскольку тело человека и заземлитель включены параллельно, падения напряжения на них равны одному и тому же значению :

. (16)

Отсюда получим

. (17)

Очевидно, что при и . Таким образом, с уменьшением сопротивления защитного заземления опасность поражения электротоком снижается.

В процессе эксплуатации сети проводится периодический контроль заземлителей (см. п. 2.4.8). Сопротивление защитного заземления в данной сети считается удовлетворительным, если его значение в любое время года не превышает:

- 4 Ом – в электроустановках переменного напряжения при мощности источника питания (генератора или трансформатора) больше 100 кВА;

- 10 Ом - в электроустановках переменного напряжения при мощности источника питания или суммарной мощности параллельно действующих источников до 100 кВА.

Защитному заземлению подлежат открытые проводящие части электроустановок, доступные для контакта, которые в процессе работы не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним в результате повреждения изоляции токопроводящих частей. Защитное заземление нужно выполнять, если номинальное напряжение превышает:

- 50 В переменного (120 В постоянного) тока в помещениях без повышенной опасности;

- 25 В переменного (60 В постоянного) тока в помещениях с повышенной опасностью, особо опасных помещениях и в наружных установках.

С целью безопасности в данной сети также могут использоваться остальные меры, приведенные в п. 2.4.1 за исключением устройств защитного автоматического отключения питания, срабатывающих от тока КЗ. В системах IT токи замыкания на землю могут оказаться недостаточными для их срабатывания из-за высокого сопротивления заземления.