Расчет устройств защитного отключения

Устройства защитного отключения (УЗО) широко применяют в электроустановках [8, 10, 14, 17].

Основные элементы устройства защитного отключения:

– прибор защитного отключения, представляющий собой совокупность отдельных элементов, которые воспринимают входную величину, реагируют на ее изменение и при заданном ее значении дают сигнал на отключение выключателя. Прибор может реагировать на потенциал корпуса, ток замыкания на землю, напряжение и ток нулевой последовательности, оперативный постоянный ток;

– исполнительный орган – автоматический выключатель, обеспечивающий отключение соответствующего участка электроустановки при получении сигнала от прибора защитного отключения. В электроустановках напряжением до 1000 В в качестве выключателей, удовлетворяющих требованиям защитного отключения, применяют контакторы, магнитные пускатели, автоматические выключатели с независимым расцепителем, специальные выключатели для устройства защитного отключения.

Основные требования, предъявляемые к УЗО: высокая чувствительность, малое время отключения, селективность действия, способность осуществлять самоконтроль исправности, высокая надежность.

УЗО, реагирующее на потенциал корпуса, применяют как основной технический способ защиты. Защитное действие заключается в быстром отключении от сети электроустановки с поврежденной изоляцией, если возникший на ее корпусе потенциал окажется выше потенциала, при котором напряжение прикосновения к корпусу превышает длительно допустимое значение. Прибором защитного отключения является реле напряжения РН (рис. 1.5), которое подключается между корпусом электроустановки и рабочим заземлителем УЗО.

Рис. 1.5. Схема устройства защитного отключения

1 – корпус электроприемника; 2 – предохранители; ОК – отключающая катушка автоматического выключателя; РН – реле напряжения; r_о – сопротивление заземления нейтрали; R_В – сопротивление вспомогательного заземления; r_п – сопротивление повторного заземления

УЗО срабатывает, если напряжение между корпусом электроустановки и землей превышает уставку напряжения срабатывания реле, значение которого выбирают равным предельно допустимому напряжению прикосновения.

Напряжение срабатывания реле РН

(1.20)

где U_{пр доп} – предельно допустимое значение напряжения прикосновения, В; R_рн, Х_рн – активное и индуктивное сопротивление обмотки реле, Ом; a ₁,a ₂ – коэффициенты напряжения прикосновения; R_в – сопротивление рабочего (вспомогательного) заземлителя УЗО.

Если корпус электроустановки заземлен, электроды заземлителя УЗО размещают вне зоны растекания токов заземлителя корпусов (на расстоянии более 20 м от заземлителя корпуса).