12. Узо на токе нулевой последовательности
Действие электрического тока на организм человека
Основная опасность прохождения тока через тело заключается в воз-действии его на дыхательную функцию и сердечную деятельность. Следует учесть при этом также опасность ожогов.
Рис.2.1. Действие переменного тока рука- рука на организм (МЭК 60479-1).
На рис. 2.1. представлены время-токовые зоны воздействия переменного тока 50 Гц на организм человека по МЭК:
-АС-1 – неощутимые воздействия;
-АС-2 – ощутимые воздействия;
-АС-3 – судороги мышц (обратимые воздействия).
-АС-4 – необратимые воздействия:
-АС-4-1 – вероятность фибрилляции сердца до 5%;
-АС-4-2 – вероятность фибрилляции сердца до 50%;
-АС-4-3 – вероятность фибрилляции сердца выше 50%;
12.1. Назначение
УЗО на токе нулевой последовательности или на токе утечки (далее везде - просто УЗО) призвано выполнять три основные функции:
а) защита персонала от опасности косвенного прикосновения;
б) защита материальных ценностей от повреждений и уничтожения в результате протекания тока однофазного короткого замыкания;
в) дополнительная защита персонала от опасности прямого прикос-новения.
12.2. Принцип действия
Рассмотрим действие УЗО на примере трехфазного несимметричного электроприемника (ЭП), питаемого по четырехпроводной схеме от ис-точника с глухозаземленной нейтралью. При исправной изоляции то-коведущих частей от корпуса векторная (геометрическая) сумма всех четырех токов равна нулю (можно сказать, возвращается тока ровно столько, сколько приходит). Сумма четырех МДС в сердечнике трансформатора тока нулевой последовательности ТТНП также равна нулю, напряжение на исполнительный орган ИО (катушку отключения) не подается, выключатель Q остается во включенном состоянии ( рис 3.1,а).
Рис. 12.1. Принцип действия УЗО
а -нормальный режим; б -однофазное замыкание на корпус
Если изоляция одной из фаз (например, А) повреждена, появляется ток утечки Iз, проходящий к ЭП через ТТНП, но возвращающийся к нейтрали источника по пути корпус-земля (можно сказать, что возвращается тока меньше, чем приходит). Сумма четырех МДС пропорциональна току утечки, на ИО поступает сигнал, выключатель Q отключает поврежденный ЭП (рис 3.1 b).
12.3. Конструкция
В зависимости от конструкции различают УЗО магнитного и электромагнитного действия. Схема УЗО прямого действия (магнитного УЗО) приведена на рис 12.3.а.
Рис.12.3. Конструкция УЗО.
а) УЗО прямого действия; б) УЗО косвенного действия; в) магнитоэлектрическая защелка.
В нормальном режиме обмотки 2 обтекаются одним и тем же током Iвх = Iвых, их МДС равны и встречно направлены, результирующий магнитный поток равен нулю, якорь 4 находится в верхней позиции, контакты 1 замкнуты.
При замыкании на корпус внутри ЭП 6 появляется ток утечки на землю Iз=Iвх -Iвых, пропорционально ему возрастает результирующий магнитный поток, якорь 4 притягивается к магнитопроводу 3, контакты 1 размыкаются под действием пружины 5.
Недостатком этой конструкции УЗО является невозможность получения высокой чувствительности из-за наличия воздушного зазора в магнитной системе.
Схема УЗО косвенного действия (электромагнитного УЗО) приведена на рис. 12.3.б. Основным узлом данного УЗО является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП), состоящий из магнитопровода 3, двух первичных (2) и одной вторичной (4) обмоток. ЭДС и ток обмотки 4 пропорциональны току утечки Iз. При включении УЗО якорь магнитоэлектрической защелки (МЭЗ) 5 прижимается к магнитопроводу и удерживается в этом положении с помощью постоянного магнита. Появление тока утечки Iз вызывает отпускание якоря МЭЗ и размыкание контактов 1 УЗО. Эта конструкция УЗО позволяет добиться высокой чувствительности, благодаря низкому сопротивлению магнитной системы МЭЗ.