Рассмотрим схему, реагирующую на дифференциальный ток (или ток нулевой последовательности) – УЗО(Д). Эти устройства наиболее универсальны и, поэтому, находят широкое применение на производстве, в общественных зданиях, в жилых домах и т.д.
По принципу действия этот тип УЗО является быстродействующим защитным выключателем, автоматически отключающим контролируемую электроустановку от сети в случае возникновения в ней однофазной или трехфазной несимметричной утечки тока на землю. Утечка тока может быть вызвана прямым прикосновением человека к токоведущим частям, повреждением или старением изоляции и другими причинами. Из всех электрозащитных средств этот тип УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током в случае прямого прикосновения к токоведущим частям.
Основное назначение УЗО - защита человека от поражения электрическим током. Кроме того, УЗО обеспечивают выполнение и другой важной задачи, а именно предотвращение возгораний и пожаров, возникающих вследствие длительного протекания токов утечки и развивающихся из них токов короткого замыкания.
|
|
Устройство УЗО. УЗО формируется из следующих основных функциональных блоков (рис.1):
Рис.1.Структурная схема УЗО
Обозначения на схеме:
1 - датчик дифференциального тока;
2 - блок управления с пороговым элементом;
3 - исполнительный механизм;
4 - цепь тестирования;
Т - кнопка цепи тестирования.
В большинстве УЗО, применяемых в настоящее время, в качестве датчика дифференциального тока используется трансформатор тока (называемый иногда применительно к трехфазным цепям “трансформатором тока нулевой последовательности - ТТНП”).
Исполнительный механизм включает в себя сильноточную контактную группу с механизмом привода.
В нормальном режиме при протекании рабочего тока нагрузки и при отсутствии дифференциального (разностного) тока - тока утечки (Iут), токи в прямом и обратном проводниках (I1, I2), образующих встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока (1), равны по модулю (I1 = I2) и наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2, в результате чего ток во вторичной обмотке трансформатора равен нулю и не вызывает срабатывания порогового элемента блока управления (2).
При возникновении дифференциального тока (напр., тока утечки на землю или тока через человека при прикосновении к токоведущим частям) баланс токов, а следовательно и магнитных потоков, нарушается и во вторичной обмотке появляется ток, который вызывает срабатывание порогового элемента, воздействующего на исполнительный механизм (3). Последний отключает питание и защищаемая цепь обесточивается.
|
|
Цепь тестирования, искусственно создающая дифференциальный ток, предназначена для осуществления периодического контроля исправности УЗО путем нажатия кнопки (Т).
По способу технической реализации УЗО подразделяются на две принципиально разные категории:
1) Электромеханические УЗО - функционально не зависящие от напряжения питания. Источником энергии, необходимой для выполнения операции отключения, является сам сигнал - ток утечки, на который оно реагирует;
2) Электронные УЗО - функционально зависящие от напряжения питания. Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемый либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника.
В европейских странах (Германии, Австрии, Франции) и в нашей стране электротехнические нормы допускают применение в качестве основных средств защиты УЗО только первой категории.
Наличие в электронных УЗО источника питания снижает их надежность, поэтому применение этих устройств для защиты допускается лишь в качестве дополнительных (дублирующих) к основным.