Меню

Отключение при протекании тока



Защитное автоматическое отключение питания

Автоматическое отключение питания

Одной из наиболее эффективных мер защиты человека от поражения электрическим током является защитное автоматическое отключение питания (защитное отключение).

Защита человека от поражения электрическим током

Надежность защитного отключения при попадании напряжения на металлический корпус неисправного электроприбора зависит от типа и состояния цепи электроснабжения. В трехпроводных цепях она гораздо выше, чем в двухпроводных. В трeхпроводной цепи автоматический выключатель и ВДТ, дублируя друг друга, отключают питание прибора с поврежденной изоляцией сразу, как только возникнет эта неисправность, «без участия человека». В двухпроводной цепи защита осуществляется только ВДТ, причем для его срабатывания необходимо, чтобы человек прикоснулся к корпусу поврежденного прибора.

Защитное отключение при касании оголенного провода под напряжением или токоведущей детали электроприбора не зависит от типа цепи и осуществляется только ВДТ.

Трехпроводные и двухпроводные цепи электроснабжения

Электроснабжение жилых объектов осуществляется посредством трансформаторных подстанций (ТП). По целому ряду технических и экономических причин нейтраль подстанции напрямую соединяют с землей (т. н. глухозаземленная нейтраль). Это упрощает систему защиты от аварий и позволяет использовать два рабочих напряжения — линейное 400 В (между фазами) и фазное 230 В (между каждой фазой и нейтралью).

С выхода подстанции к жилому дому электроэнергия обычно направляется по четырем проводам — трем фазным (L1, L2, L3)

и PEN (совмещающему функции нулевого рабочего N и нулевого защитного PE проводника).

Во вводном распределительном устройстве (ВРУ) стандартного современного жилого дома либо на самой подстанции PEN разделяется на два провода — N и PE (в последнем случае на выходе подстанции будет пять проводов). В квартиру такого дома электроэнергия поступает по однофазной трeхпроводной цепи, состоящей из фазного L (одного из L1, L2, L3), нулевого рабочего (нейтрального) N и нулевого защитного (заземляющего) PE проводников. Последний подходит к шине заземления РЕ, с которой соединяются металлические корпусы приборов (например, стиральной машины) (1).

схема трехпроводной цепи электроснабжения

1. Упрощенная схема трехпроводной цепи электроснабжения. Стиральная машина исправна. Красной линией показано протекание рабочего тока

В квартиры зданий старых домов электроэнергия подается по однофазной двухпроводной цепи (L и PEN), без нулевого защитного проводника PE (2).

схема двухпроводной цепи электроснабжения

2. Упрощенная схема двухпроводной цепи электроснабжения. Стиральная машина исправна. Красной линией показано протекание рабочего тока

Защитное отключение в трехпроводной цепи

В случае повреждения изоляции фазного провода внутри прибора провод может оказаться соединенным с токопроводящим (металлическим) корпусом (замыкание на корпус). Поскольку корпус машины соединен проводником PE с нейтральным выводом трансформатора, возникнет режим короткого замыкания (3), в результате которого автоматический выключатель (АВ) практически мгновенно отключит питание неисправного прибора. Однако при большом сопротивлении цепи (например, в результате неполного касания фазного провода корпуса и/или неудовлетворительного состояния электропроводки здания) сила тока короткого замыкания может оказаться недостаточной для быстрого срабатывания АВ. Поэтому, чтобы повысить надежность защиты, современные нормы предписывают установку также и выключателя дифференциального тока (ВДТ), который отключает питание даже при малой разности токов в фазном и нулевом проводах. В случае отказа ВДТ, при полном касании фазного провода корпуса стиральной машины, защитное отключение обеспечит автомат.

отключение питания трехпроводной цепи при попадании напряжения на корпус

3. Трехпроводная цепь. Отключение питания стиральной машины автоматом либо ВДТ при попадании напряжения на ее корпус. Красной штриховой линией показано протекание основного тока короткого замыкания в момент возникновения неисправности, за доли секунды до отключения питания автоматом или ВДТ. Путь тока по корпусу стиральной машины показан условно

Защитное отключение в двухпроводной цепи

К сожалению, еще много зданий старого типа имеют двухпроводную систему. При аналогичной неисправности стиральная машина будет продолжать работу. Внешне неисправность может не проявиться. Если человек, стоящий на полу, прикоснется к корпусу прибора, через его тело потечет электрический ток по цепи, показанной на рисунке 4.

Отключение питания стиральной машины при касании человеком корпуса поврежденной стиральной машины

4. Двухпроводная цепь. Отключение питания стиральной машины ВДТ при касании человеком корпуса поврежденной стиральной машины. Красной штриховой линией показано протекание основного тока утечки на землю в момент прикосновения человека к неисправной стиральной машине, за доли секунды до срабатывания ВДТ. Путь тока по корпусу стиральной машины показан условно

Из-за относительно большого сопротивления этой цепи (тела и элементов конструкции здания) сила тока будет недостаточной для отключения питания автоматическим выключателем, и человек может погибнуть.

Единственной мерой защиты в подобной ситуации является применение ВДТ. Однако при попадании фазного напряжения на незаземленный корпус машины ВДТ, как правило, не срабатывает, поскольку нет разности токов в фазном и нулевом проводе — отсутствует ток утечки на землю (машина установлена на изолирующие элементы — колеса, опорные ножки и т. п.).

ВДТ сработает, только когда человек коснется корпуса машины и через его тело потечет ток на землю (4). Благодаря очень быстрому отключению ВДТ продолжительность протекания этого тока будет снижена до безопасного уровня.

Зачастую человек при этом даже не успевает ничего почувствовать.

Случайное касание

Если человек случайно прикоснется к проводнику под напряжением, например к фазному проводу с поврежденной изоляцией, автомат не сработает ни в одном типе цепи. Защитное отключение произведет только правильно подобранный, правильно подключенный и исправный ВДТ. Его работа будет аналогична работе в двухпроводной цепи (4).

Регулярная проверка

Для обеспечения безопасной эксплуатации примерно каждые три месяца проверяйте автоматы посредством ручного включения и выключения. Такая проверка позволит определить, сохранили ли их контакты подвижность. Работоспособность ВДТ проверяется нажатием на кнопку «Тест». Если автоматический выключатель срабатывает слишком часто, его следует заменить на аналогичный по параметрам. Такое же частое срабатывание нового автомата будет указывать на неисправность цепи либо на неверно подобранный номинал.

Если сработало защитное устройство

Когда в какой-либо цепи происходит короткое замыкание или она перегружается слишком большим количеством одновременно подключенных приборов, срабатывает защищающий ее автомат и все электроприборы в этой цепи перестают работать. В этом случае ищите в щитке автомат в положении «выкл.». Однако если цепь защищена индивидуальным или общим ВДТ, то сначала проверьте, не отключился ли ВДТ.

Определение поврежденной цепи

Если сработал ВДТ, выключите все автоматы, которые он защищает, и снова включите ВДТ. Теперь по очереди включайте автоматы, пока не сработает ВДТ. Определив таким образом цепь, в которой произошла утечка тока на землю, выключите главный выключатель и заклейте его клейкой лентой, пока будете работать. Проверьте в этой цепи розетки, монтажные коробки светильников и выключатели — не оторвался ли какой-то из проводов от своей клеммы и не касается ли его оголенный участок другой клеммы, корпуса или оголенных участков других проводов, создавая короткое замыкание. Если решить проблему не удалось, не включайте автомат этой цепи и обратитесь к электрику.

Повторное включение автомата

Если ВДТ остался во включенном состоянии, когда вы осматривали щиток, то ищите автомат, который переключился в положение «выкл.». Отключите главный выключатель и включите автомат (1). Затем снова включите главный выключатель (2).

Если тот же автомат сразу сработает, выньте из розеток все вилки или выключите все приборы в этой цепи, чтобы проверить наличие перегрузки или неисправности какого-либо прибора, и снова включите питание. Если автомат опять сработает, то ищите дефекты подсоединения проводов, как описано ранее. При необходимости пригласите электрика.

Источник

Защитное отключение в электроустановках

Под защитным отключением понимают быстрое, за время не более 200 мс, автоматическое отсоединение от источника питания всех фаз потребителя или части электропроводки в случае если повреждена изоляция или имеет место иная аварийная ситуация, угрожающая человеку поражением электрическим током.

Защитное автоматическое отключение питания – автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.

Защитное отключение может быть как единственной и главной мерой защиты, так и дополнительной мерой к сетям заземления и зануления применительно к электроустановкам с рабочим напряжением до 1000 вольт.

Защитное отключение в электроустановках

Назначение защитного отключения – обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека.

Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Такая опасность может возникнуть при:

замыкании фазы на корпус электрооборудования;

при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела;

появлении в сети более высокого напряжения;

прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением.

В этих случаях в сети происходит изменение некоторых электрических параметров: например, могут измениться напряжение корпуса относительно земли, напряжение фаз относительно земли, напряжение нулевой последовательности и др. Любой из этих параметров, а точнее говоря – изменение его до определенного предела, при котором возникает опасность поражения человека током, может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающегося устройства, т. е. автоматическое отключение опасного участка сети.

По настоящее время устройства защитного отключения обычно применя лись на электроустановках четырех видов:

Читайте также:  Тест по теме направление индукционного тока правило ленца явление самоиндукции 9 класс

Передвижные установки с изолированной нейтралью (в таких условиях в принципе возведение полноценного заземляющего устройства проблематично). Защитное отключение применяется тогда либо совместно с заземлением, либо как самостоятельная защитная мера.

Стационарные установки с изолированной нейтралью (где необходима защита электрических машин, с которыми работают люди).

Мобильные и стационарные установки с нейтралью любого типа, когда имеет место высокая степень угрозы поражения электрическим током, или если установка функционирует во взрывоопасных условиях.

Стационарные установки с глухозаземленной нейтралью на некоторых потребителях большой мощности и на удаленных потребителях, где зануления недостаточно для защиты или где оно в качестве защитной меры не вполне эффективно, не дает достаточной кратности тока замыкания фазы на землю.

Для реализации функции защитного отключения применя ли специальные устройства защитного отключения. Их схемы могут отличаться, конструкции зависят от особенностей защищаемой электроустановки, от характера нагрузки, от режима заземления нейтрали и т. д.

Прибор защитного отключения – совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Устройство защитного отключения в зависимости от параметра, на который оно реагирует, можно отнести к тому или иному типу, в том числе к типам устройств, реагирующих на напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю, напряжение фазы относительно земли, напряжение нулевой последовательности, ток нулевой последовательности, оперативный ток и др.

Здесь может быть применено специально установленное реле защиты, которое устроено так же, как и высокочувствительные реле напряжения с размыкающимися контактами, которые включаются в цепь питания магнитного пускателя, скажем, электродвигателя.

Назначение защитного отключения заключается в том, чтобы одним прибором осуществлять совокупность защиты либо некоторые из следующих ее видов:

от однофазных замыканий на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от напряжения;

от не полных замыканий, когда снижение изоляции одной из фаз создает опасность поражения человека;

от поражения при прикосновении человека к одной из фаз электрооборудования, если прикосновение произошло в зоне действия защиты прибора.

В качестве примера можно привести простое устройство защитного отключения на базе реле напряжения. Обмотка реле включается между корпусом защищаемого оборудования и заземлителем.

В условиях, когда обмотка реле имеет сопротивление сильно превосходящее таковое у вспомогательного заземлителя, вынесенного за пределы зоны растекания заземления защиты, — обмотка реле К1 окажется под напряжением корпуса относительно земли.

Тогда в момент аварийного пробоя на корпус, напряжение это будет больше напряжения срабатывания реле и реле сработает, замкнув цепь отключения автоматического выключателя Q1 или разомкнув своим срабатыванием цепь питания обмотки магнитного пускателя Q2.

Другой вариант простого устройства защитного отключения для электроустановок — это токовое реле (реле максимального тока). Его обмотка включается в разрыв провода зануления, благодаря чему контакты аналогичным образом разомкнут цепь питания обмотки магнитного пускателя если замкнут цепь питания обмотки автоматического выключателя. Вместо обмотки реле, кстати, иногда можно использовать обмотку выключателя — расцепителя в качестве реле максимального тока.

Когда устройство защитного отключения вводится в эксплуатацию, его обязательно проверяют: проводятся плановые полные и частичные проверки, чтобы убедиться, что устройство работает надежно, что отключения когда нужно происходят.

Раз в три года проводят полную плановую проверку, зачастую вместе с ремонтом сопряженных цепей электроустановок. В проверку входят также испытания изоляции, проверка уставок защиты, тесты устройств защиты и общий осмотр аппаратуры и всех соединений.

Что касается частичных проверок, то их проводят время от времени в зависимости от частных условий, однако в них входят: проверка изоляции, общий осмотр, тесты защиты в действии. Если защитное устройство работает не вполне корректно, проводят более глубокую проверку по специальному алгоритму.

В наше время наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.

Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью с применением системы TN. Для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания.

При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IT или ТТ. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.

Защита осуществляется специальным устройством защитного отключения (УЗО), которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.

УЗО

УЗО применяют в электроустановках до 1 кВ:

в передвижных эл. установках с изолированной нейтралью (особенно если затруднено создание заземляющего устройства. Может применяться как в виде самостоятельной защиты, так и в сочетании с заземлением);

в стационарных электроустановках с изолированной нейтралью для защиты ручных электрических машин в качестве единственной защиты, и в дополнение к другим;

в условиях повышенной опасности поражения электрическим то- ком и взрывоопасности в стационарных и передвижных электроустановках с различными режимами нейтрали;

в стационарных электроустановках с глухозаземленной нейтралью на отдельных удаленных потребителях электрической энергии и потребителя большой номинальной мощности, на которых защита занулением не достаточно эффективна.

Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (уставкой). Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.

Источник

Монтаж электрооборудования
и средств автоматизации

электронный учебно-методический комплекс

Работа 5

Изучение конструкций и исследование защитных характеристик устройств защитного отключения

Изучить принцип действия и конструкции устройств защитного отключения (УЗО).

Ознакомиться с УЗО отечественного и импортного производства.

Освоить методику определения дифференциального отключающего тока УЗО.

1. Изучить устройство и принцип действия УЗО.

2. Изучить схемы включения УЗО.

3. Произвести монтаж схемы включения УЗО.

4. Снять защитные характеристики УЗО.

Защитным отключением называется автоматическое отключение всех фаз (полюсов) участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания значений тока и времени его протекания при замыканиях на корпус или снижении сопротивления изоляции ниже определенного значения [1, 2, 3, 4].

УЗО, или иначе выключатель дифференциального тока, предназначено для защиты людей и животных от поражения электрическим током при непреднамеренном контакте с находящимися под напряжением проводящими частями электроустановки и для предотвращения возгораний, возникающих вследствие протекания токов утечки и замыканий на землю, или развивающихся из них коротких замыканий.

УЗО используется как дополнительное средство защиты людей от поражения электрическим током в защищенных автоматическими выключателями (предохранителями) трех проводных однофазных и пяти-проводных трехфазных групповых цепях (с нулевым защитным проводником PE) электроустановок зданий, которые подключены к питающим электрическим сетям напряжением 380/220 В с глухозаземленной нейтралью и типами систем заземления ТN-С-S, ТТ, ТN-S.

Система защитного отключения по току утечки автоматически контролирует состояние изоляции и уменьшает возможность возникновения пожаров. В связи с этим УЗО иногда называют противопожарным сторожем. Большая часть пожаров в сельских производственных помещениях происходит из-за неисправности электрооборудования и электропроводки: при замыкании на землю токи утечки в несколько сот миллиампер могут вызвать загорания изоляции.

В основе действия УЗО, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к токоведущим частям.

Из всех известных электрозащитных средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения током в случае прямого прикосновения к находящимся под напряжением частям электроустановки.

Классификация и защитное действие УЗО.

Устройства защитного отключения классифицируются по виду входного сигнала, по чувствительности и количеству полюсов [1].

Для того чтобы устройство защитного отключения выполняло свою основную функцию – защиту от электропоражения, необходимо, чтобы оно отключало защищаемые участки сети, электроустановки при достижении током значений основных критериев электробезопасности – порогового не отпускающего тока и порогового фибрилляционного тока в течение соответствующего периода времени.

В сетях с глухозаземленной нейтралью у нас в стране и за рубежом используются УЗО по току утечки на землю, реагирующие на ток нулевой последовательности (на несимметрию фазных токов утечки), поэтому в дальнейшем изложении рассматриваются УЗО только этого типа.

Принцип действия УЗО. Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока 1 (рис. 5.1) [2, 3]. В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока.

Рис. 5.1. Структура УЗО

Пусковой орган (пороговый элемент) 2 выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах. Исполнительный механизм 3 включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода.

Читайте также:  Потребляемый ток стартера при запуске двигателя

В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока – тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока 1 протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке, как I1, а от нагрузки как I2, то можно записать равенство:

Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно-встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2. Результирующий магнитный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю. Пусковой орган 2 находится в этом случае в состоянии покоя.

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки I1 протекает дополнительный ток – ток утечки (ID), являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным). Неравенство токов в первичных обмотках (I1 + ID в фазном проводнике) и (I2, равный I1, в нейтральном проводнике) вызывает неравенство магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3. Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается. Для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования 4. При нажатии кнопки «Тест» искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно в целом исправно. Несимметрия нагрузки по фазам не влияет на величину уставки срабатывания УЗО.

Защитное отключение – наиболее эффективный вид защиты при самых опасных ситуациях: случайном касании человеком или животным токоведущих частей электроустановки, при котором ни заземление, ни зануление, ни выравнивание электрических потенциалов не могут обеспечивать защиту от поражения. Плавкие вставки предохранителей и автоматические выключатели, которые выбирают по токам нагрузки и короткого замыкания, срабатывают и отключают электроустановку при токах, во много раз превышающих максимально допустимые по критериям электробезопасности. Не обеспечивают предохранители и необходимую скорость отключения электроустановки, так как при реальной длительности перегорания плавких вставок (секунды — десятки секунд) человек может оказаться под действием напряжения 50 — 220 В, что совершенно недопустимо.

Таким образом, основные преимущества защитного отключения – быстродействие и автоматическое срабатывание.

Особенность устройств защитного отключения – практическое отсутствие зависимости их работы от значений тока нагрузки. Еще одним существенным достоинством защитного отключения является возможность увеличения допустимого сопротивления заземления.

Так как величина допустимого напряжения прикосновения Uд, В, зависит от времени его воздействия t, с, то допустимое сопротивление заземления Rз д, Ом, при заданной уставке тока Iу, А, можно определить из соотношения Rз д 0 С. В специальном исполнении – для диапазона температур от –25 до +40 0 С на УЗО наносится знак .

Обычное исполнение УЗО – IP 20. Выпускаются также УЗО специального исполнения – IP 40, при более высоких требованиях по степени защиты УЗО должны устанавливаться в защитный кожух.

Номинальный отключающий дифференциальный ток IDn (уставка) IDn – ток уставки выбирается из следующего ряда: 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА. Уставку УЗО для каждого конкретного случая применения выбирают с учетом следующих факторов:

– значения существующего в данной электроустановке суммарного (с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников) тока утечки на землю – так называемого «фонового тока утечки»;

– значения допустимого тока через человека на основе критериев электробезопасности;

– реального значения отключающего дифференциального тока УЗО, которое в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50807-94 находится в диапазоне 0,5 IDn — IDn.

Согласно требованиям ПУЭ (7-е изд., п. 7.1.83) номинальный дифференциальный отключающий ток УЗО должен быть не менее чем в три раза больше суммарного тока утечки защищаемой цепи электроустановки – ID.

Суммарный ток утечки электроустановки замеряется специальными приборами, либо определяется расчетным путем. Рекомендуемые значения номинального отключающего дифференциального тока – IDn (уставки) УЗО для диапазона номинальных токов 16-80 А приведены в табл. 5.3.

В некоторых случаях, для определенных потребителей значение уставки задается нормативными документами. В ГОСТ Р 50669-94 применительно к зданиям из металла или с металлическим каркасом задается значение уставки УЗО не выше 30 мА. Временные указания предписывают: для сантехнических кабин, ванных и душевых устанавливать УЗО с током срабатывания:

– 10 мА, если на них выделена отдельная линия; в остальных случаях, (например, при использовании одной линии для сантехнической кабины, кухни и коридора) допускается использовать УЗО с уставкой 30 мА;

– в индивидуальных жилых домах для групповых цепей, питающих штепсельные розетки внутри дома, включая подвалы, встроенные и пристроенные гаражи, а также в групповых сетях, питающих ванные комнаты, душевые и сауны УЗО с уставкой 30 мА;

– для устанавливаемых снаружи штепсельных розеток УЗО с уставкой 30 мА.

В ПУЭ (7-е изд. п. 7.1.84) рекомендуется для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части на вводе в квартиру, индивидуальный дом и тому подобное установка УЗО с током срабатывания до 300 мА.

В соответствии с ПУЭ (п.1.7.177) в животноводческих помещениях, в которых отсутствуют условия, требующие выполнения выравнивания потенциалов, должна быть выполнена защита при помощи УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не менее 100 мА, устанавливаемых на вводном щитке.

Определение порога срабатывания (дифференциального отключающего тока – ID) УЗО.

1. Отключить от установленного в электроустановке УЗО цепь нагрузки с помощью двухполюсного автоматического выключателя (рис. 5.6). В том случае, если в электроустановке применен однополюсный автоматический выключатель, при выполнении данного измерения для достижения необходимой точности необходимо отсоединить и нулевой рабочий проводник.

2. С помощью гибких проводников подключить к указанным на схеме клеммам УЗО измерительную цепь с переменным резистором и миллиамперметром. Переменный резистор первоначально должен находиться в положении максимального сопротивления.

3. Плавно снижать сопротивление резистора.

4. Зафиксировать показание миллиамперметра в момент срабатывания УЗО.

5. Зафиксированное значение тока является отключающим дифференциальным током – ID данного экземпляра УЗО, которое согласно требованиям стандарта ГОСТ Р 50807-95 должно находиться в диапазоне 0,5IDn … IDn.

В том случае, если значение ID выходит за границы данного диапазона, УЗО подлежит замене.

Рис. 5.6. Схема измерения порога срабатывания и тока утечки УЗО

Измерение тока утечки в зоне защиты УЗО.

1. Измерение тока утечки (рис. 5.6) по данной методике возможно только при условии применения электромеханических УЗО, например АСТРО*УЗО, поскольку электромеханические УЗО обладают высокой стабильностью (± 5 %) значения отключающего тока – ID (порога срабатывания). Подключить к УЗО цепь нагрузки с помощью автоматического выключателя.

2. С помощью гибких проводников подключить к указанным на схеме клеммам УЗО измерительную цепь с переменным резистором (магазином сопротивлений) и миллиамперметром. Переменный резистор первоначально должен находиться в положении максимального сопротивления.

3. Плавно снижать сопротивление переменного резистора.

4. Зафиксировать показание миллиамперметра в момент срабатывания УЗО – Iизм.

Зафиксированное значение тока Iизм, используется для расчета Iут, по следующей формуле:

где Iут — ток утечки в зоне защиты УЗО;

ID — значение отключающего тока используемого для данного измерения УЗО;

Iизм — зафиксированное миллиамперметром значение тока.

Значение Iут является искомым «фоновым» током утечки данной электроустановки.

Выявление дефектных цепей электроустановки.

Если определенное по данной методике значение тока утечки Iут в зоне защиты УЗО превышает 1 /3 номинального отключающего дифференциального тока УЗО, то это означает, что в зоне защиты имеется дефектная цепь. Для обнаружения дефектных цепей электроустановки проводят измерение тока утечки по вышеизложенной методике с последовательным отключением электрических цепей и электроприемников. После устранения дефекта изоляции, являющегося причиной повышенного тока утечки, необходимо провести повторное измерение тока утечки в электроустановке.

1. Используя УЗО, размещенные на лабораторном стенде и выданные для ознакомления преподавателем, а также рис. 5.2, 5.3 изучите их конструкцию.

2. Изучите принципиальную электрическую схему электроснабжения объекта с системой TN-C-S (рис. 5.7). Прежде чем собирать схему, убедитесь в том, что отключены автоматический выключатель, питающий стенд и УЗО. Убедитесь в целостности лабораторного оборудования и соединительных проводов.

3. Монтажными проводами произведите коммутацию между соответствующими клеммами блока зажимов на лабораторном стенде согласно рис. 5.7.

4. После проверки преподавателем схемы, осуществите подачу напряжения на электродвигатель (путем нажатия кнопки «Пуск» SB2) и электронагреватель (соедините вилку XP и розетку XS).

Во избежание поражения электрическим током касаться руками клемм, других токоведущих деталей категорически запрещается.

При возникновении аварийных ситуаций: гудении электродвигателя, появлении запаха дыма и возникновении прочих аварийных режимов – немедленно отключите автоматический выключатель QF1 и сообщите о неисправности лаборанту или преподавателю.

Читайте также:  Мощность холостого хода электродвигателя постоянного тока

5. По вышеизложенным методикам проведите измерение порога срабатывания УЗО и тока утечки в зоне защиты УЗО. После успешных измерений – отключите автоматический выключатель QF1. Результаты измерений покажите преподавателю и с его согласия демонтируйте соединительные провода. Сдайте провода лаборанту.

Рис. 5.7. Принципиальная электрическая схема электроснабжения объекта с системой TN-C-S

1. Название и цель работы.

2. Схема электроснабжения квартиры с системой TN-C-S.

1. Каково назначение УЗО?

2. Объясните принцип действия электронных УЗО.

3. Расскажите, как устроено электромеханическое УЗО.

4. Объясните принципиальную схему работы УЗО, реагирующего на ток утечки.

5. Укажите основные характеристики УЗО.

6. Опишите принцип выбора уставок УЗО.

7. Как определить порог срабатывания УЗО?

8. От каких аварийных режимов работы электрооборудования и сети защищает УЗО?

9. Как УЗО предотвращает пожары от электроустановок зданий?

10. Как обеспечить селективность работы нескольких последовательно включенных УЗО?

11. Кунин Р.З., Прудников Н. И. Защитное отключение электроустановок. — Л.: Колос, Ленингр. отд-ние, 1984. — 63с.

12. Душкин Н.Д., Монаков В.К., Старшинов В.А. Рекомендации по проектированию, монтажу и эксплуатации зданий при применении устройств защитного отключения. – М.: Изд-во МЭИ, 2001. – 120 с.

14. Никольский О.К., Сошников А.А., Цугленок Н.В. Защитное отключение электроустановок зданий. Нормы с комментариями/ О.К. Никольский, А.А. Сошников, Н.В. Цугленок. – Барнаул: Изд-во АлтГТУ. 2001. – 71 с.

© ФГБОУ ВПО Красноярский государственный аграрный университет, 2014
© Институт Энергетики и управления энергетическими ресурсами АПК, 2014

Источник

Защитное отключение

В загородном доме есть возможность устроить заземление, то есть обеспечить электрический контакт заземляющего провода с землей через заглубленный в грунт заземлитель. Один из вариантов такого заземляющего устройства показан на рис. 6.

Устройство заземления

Рис. 6. Устройство заземления: 1 — стальная труба ø 0,5 или 1 дюйм; 2 — перевязочная проволока ø 2 мм ; 3 — стальная проволока ø 5 мм, подключенная к корпусу электрощитка.

Для его изготовления необходимо отрыть канаву глубиной около 0,8 м и забить в нее несколько заземляющих электродов, для которых подойдут отрезки водопроводной трубы диаметром около дюйма. Концы труб можно сплющить кувалдой, чтобы облегчить их погружение в грунт.

Верхушка каждого заземления должна быть соединена 5-миллиметровой проволокой с тоководом.

Эти соединительные проволоки крепятся к заземлителям и стягиваются в жгут обмоткой из мягкой 2-миллиметровой железной проволоки. Такой же обмоткой крепится жгут к тоководу, который соединяет заземлители с корпусом домового электрощитка.

Если рубильник или общий выключатель позволяет отключить при необходимости домовую сеть (или рабочую группу) вручную, то устройства защиты производят такое отключение автоматически, реагируя на аварийную ситуацию. Рассмотрим, в каких случаях необходимо экстренное отключение сети.

КОРОТКОЕ ЗАМЫКАНИЕ

Если в любой части электропроводки или электроприбора (лампочки, утюга и т. д.) нарушится изоляция и фазный провод коснется нулевого, произойдет короткое замыкание.

Поскольку между замкнувшимися проводами нет никакой нагрузки, иначе говоря, электрическое сопротивление места контакта практически равно нулю, ток через контакт начнет расти до тех пор, пока не расплавятся провода, что, в частности, может привести к пожару. Для защиты от короткого замыкания и служат предохранители. Простой (в виде «пробки») предохранитель — это включенная в фазный провод легкоплавкая вставка, которая при росте тока сгорит и разомкнет цепь задолго до того, как произойдут более серьезные неприятности. Конструктивно предохранитель выполнен так, что эта микрокатастрофа не приводит к порче предохранительной колодки. Пожертвовавшую собой маленькую героиню выбрасывают и заменяют следующей.

Автоматические предохранители устроены так, что в случае короткого замыкания рост тока приводит к срабатыванию электромагнитного расцепителя мгновенного действия, который разъединяет электрическую цепь без ущерба для себя. Для того чтобы после устранения короткого замыкания снова включить электричество, необходимо просто нажать на белую кнопку (красная служит для выключения) или перекинуть вверх опустившийся при срабатывании предохранителя рычажок.

Понятно, что предохранитель должен срабатывать при значениях тока, выбранных с солидным запасом, — иначе случайные небольшие колебания напряжения в сети (а следовательно, и тока) будут приводить к постоянному ложному срабатыванию защиты. С другой стороны, запас не должен быть и слишком велик, чтобы действие тока не причинило вреда сети раньше, чем произойдет отсечка.

Заметим, что автоматические предохранители, установленные в начале каждой домовой линии (рабочей группы) защищают от короткого замыкания не только домовую сеть, но и наружную.

В самом деле, если бы их не было, то аварийное короткое замыкание привело бы к выходу из строя трансформаторной подстанции, а вернее, электрического силового щита более высокого уровня, так что электричества лишилось бы значительное количество пользователей, да и без вызова аварийной службы было бы не обойтись. А при наличии «автомата» достаточно включить его после срабатывания (удалив, конечно, причину короткого замыкания). Становится понятна и необходимость нескольких линий в доме: если одна линия вылетела, в запасе есть другие. Кстати, отсюда вывод: удобно, если от каждой рабочей группы питается лампочка аварийного освещения в районе счетчика или аварийная розетка, в которую можно включить переносную лампу.

ПЕРЕГРУЗКА

Если короткое замыкание — это авария, форсмажорная ситуация, то перегрузка, то есть работа сети и электроприборов, подключенных к ней, при значениях тока, существенно превышающих номинальное, причиняет вред не сразу и потому более коварна.

Перегрузка может вызываться и внешними причинами, и внутренними. Внешние — это повышенное напряжение в сети. Внутренние — включение в линию приборов, потребляющих недопустимо большую для этой линии мощность.

Для защиты от перегрузки применяются так называемые тепловые расцепители, которые обычно встраиваются в устройства защиты от короткого замыкания, образуя комбинированные автоматические выключатели.

В продаже кроме обычных предохранителей («пробки») имеются отечественные и импортные автоматические выключатели: стационарные (крепятся шурупами к панели щитка, либо надеваются на специальную монтажную групповую планку) и «пробочные», предназначенные для ввинчивания в колодку для обычных «пробок», — рассчитанные на разные номинальные токи срабатывания.

При поражении человека электригеским током опасность для жизни создает именно ток. Величина тока, протекающего через организм, зависит от очень многих обстоятельств: влажности кожи, нервного возбуждения, контакта с почвой. ‘Напряжение играет далеко не главную роль. Зато важнейший фактор — время воздействия тока.

Правильно выбранные номинальные токи срабатывания средств защиты как от короткого замыкания, так и от перегрузки (о чем речь пойдет далее) таковы:

  • 16 А — для линии (группы) с суммарным максимальным потреблением 10 А (2,2 кВт); это могут быть осветительные приборы или штепсельные розетки для приборов малой мощности;
  • 25 А — для линии с общей мощностью до 4 кВт (около 18 А) — например, для сети штепсельных розеток при наличии отдельных приборов мощностью около кВт.

ЗАЩИТА ОТ ТОКОВЫХ УТЕЧЕК

Нужно иметь в виду, что автоматические выключатели, защищающие электросеть и электроприборы от короткого замыкания и от перегрузок, ничем не помогают в ситуации, когда человек касается находящихся под напряжением оголенных проводов или токоведущих частей приборов: при поражении человека током величина этого тока слишком мала для срабатывания названных устройств.

В этих ситуациях применяются устройства защиты, реагирующие на токи утечки в землю.

Такие устройства срабатывают при протекании тока между фазным проводом и:

  • заземляющим проводом (не путать с нулевым);
  • заземленным корпусом приборов;
  • землей.
  • Эти токи называются токами утечки. Они могут возникнуть в двух случаях:
    • при замыкании фазного провода с одним из трех перечисленных видов заземления;
    • при касании человеком оголенного фазного провода под напряжением. Во втором случае ток утечки протекает через человеческий организм, создавая угрозу для его жизни.

Таким образом, устройства данного типа выполняют две функции: защиту от пожара при коротком замыкании «фаза — земля» и отключение сети при соприкосновении человека с оголенными токоведущими частями, находящимися под напряжением.

Срабатывание защиты происходит при очень незначительных токах утечки (от 2 миллиампер до 1 ампера). При прохождении через человеческий организм тока 2 мА и более отключение произойдет менее чем через 0,1 секунды.

Поскольку перечисленные устройства защиты не заменяют, а дополняют друг друга (например, защита от утечек не реагирует на утечки «фаза — ноль»), следует применять и отсечку тока при коротком замыкании, и защиту от перегрузок, и описанный только что вид защиты (от утечек).

При трехфазном питании возможно короткое замыкание «фаза — фаза». Для защиты от него следует установить в соответствующей цепи автоматический выключатель-отсечку.

Ниже приведены данные однофазных устройств защитного отключения (УЗО), реагирующих на токи утечки.

Таблица 1. ПАРАмЕТРЫ ОДНОФАЗНЫХ УЗО

Номинальный ток, А 2,7 6,3 10 25 40
Установка тока срабатывания, А 10 10 10 10 15
Время срабатывания, сек. 0,05 0,05 0,05 0,1 0,1

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Источник

Adblock
detector