ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ / Защитные отключающие устройства

Защитные отключающие устройства

Защитное отключение – это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Оно применяется как самостоятельное средство защиты взамен защитного заземления или зануления, так и в дополнении к ним.

Опасность поражения электрическим током может возникнуть:

- при замыкании фазы на металлический корпус электрооборудования;

- при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли;

- при появления в сети более высокого напряжения;

- при случайном прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением.

Защитное отключение чаще всего применяется в электроустановках до 1000В с изолированной и заземленной нейтралью, но особенно эффективно в тех случаях, когда устройство зануления или зазмления затруднено (например, в передвижных электроустановках, переносном электроинструменте) или невозможно (соединение трехфазной системы треугольником).

Основными элементами устройства защитного отключения (УЗО) является датчик и автоматический выключатель. В простейшем случае датчик может быть реле тока или напряжения. В качестве автоматического выключателя в электроустановках до 1000В могут применяться контакторы (приборы, принцип работы которых основам на замыкании контактов при протекании тока в катушке) или магнитные пускатели – трехфазные контактору переменного тока, снабженные тепловыми реле для автоматического отключения потребителя при перегрузках.

Схема УЗО реагирующего на напряжения корпуса, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема УЗО, реагирующего на изменение напряжения корпуса относительно земли

Схема УЗО содержит три цепи: силовую, управления и датчика. Силовая цепь состоит из предохранителей, главных контактов КМ1, КМ2, КМ3 тепловых реле, КК2 и обмоток электродвигателя. В цепь управления входит катушка контактора, кнопочная станция с нажимным замыкающим контактом SBS и размыкающим контактом SBT и контактом реле PV. Цепь датчика состоит из катушки реле PV и вспомогательного заземления Rв. Электроды вспомогательного заземления Rв размещаются в зоне нулевого потенциала, т.е. не ближе 15…20 метров от заземления Rз.

При нажатии кнопки SBS образуется цепь управления: фаза В, предохранитель F2, контакты реле КК(1-2), контакты реле PV1, контакты SBT, замкнувшиеся контакты SBS, катушка КМ, предохранитель F3, фаза С. Магнитный пускатель срабатывает. Через замкнувшиеся главные контакты КМ1, КМ2, КМ3, предохранители F1, F2, F3 и тепловые реле КК1, КК2 двигатель подключен к трехфазной сети. Удержание цепи управления при отпускании кнопки SBS осуществляется вспомогательными контактами КМ4. Отключение двигателя выполняется нажатием кнопки SBT, т.е. размыканием цепи управления.

При пробое фазы А на заземленный или зануленный корпус двигателя вначале проявиться защитное свойство заземления (или зануления), благодаря которому напряжение корпуса Uк станет равным Uк=Iз*Rз. Затем, если напряжение корпуса окажется выше предельно допустимого значения Uк доп, срабатывает реле напряжения PV и размыкает цепь управления. Главные контакты Км1, КМ2, КМ3 размыкаются и двигатель отключается от сети.

При длительном повышении тока в силовой цепи более чем на 20% размыкаются контакты теплового реле КК (1-2), цепь управления размыкается и двигатель отключается от сети.

Схема датчика УЗО, реагирующего на изменение тока замыкания на землю, приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Датчик УЗО, реагирующий на изменение тока.

Основным элементом в этой схеме является реле тока КА.

При пробое одной из фаз на корпус возникает цепь тока: фаза А, предохранитель F1, контакт КМ1, корпус, реле тока КА, диоды VD1 (VD2) к фазам С (В).

Обмотка реле тока отрегулирована так, что при прохождении через нее ток в 10…15 мА реле срабатывает и размыкает свой нормально замкнутый контакт КА1 в цепи управления. Вследствие этого автоматическое выключающее устройство отключает неисправное электрооборудование от сети.

Существуют и другие схемы УЗО, например: напряжение фазы относительно земли, напряжение нулевой последовательности, ток нулевой последовательности и оперативный ток. Есть и комбинированные схемы УЗО, датчики в которых реагируют на изменение нескольких параметров.