Измерение тока утечки в зоне защиты УЗО

Измерение тока утечки по данной методике возможно только при условии применения электромеханических УЗО, например АСТРО*УЗО, поскольку электромеханические УЗО обладают высокой стабильностью значения отключающего тока — I_ (порога срабатывания).

1. 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 — I_изм.

5. Зафиксированное значение тока I_изм, используется для расчета Iут, по следующей формуле:

I_ут = I_ – I_изм,

где:
I_ут — ток утечки в зоне защиты УЗО;
I_ — значение отключающего тока, используемого для данного измерения УЗО;
I_изм — зафиксированное миллиамперметром значение тока.

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

Если определенное по данной методике значение тока утечки I_ут в зоне защиты УЗО превышает 1/3 номинального отключающего дифференциального тока УЗО, то это означает, что в зоне защиты имеется дефектная цепь. ПУЭ требует в этом случае провести необходимые мероприятия по снижению тока утечки или применить УЗО с другими параметрами.

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.

9.2.4. Устройство измерения дифференциального тока АСТРО*I_

Государственное предприятие ОПЗ МЭИ выпускает устройство АСТРО*I_, предназначенное для непосредственного измерения дифференциального фонового тока (тока утечки на землю) в одно- и трехфазных цепях переменного тока, находящихся под номинальным напряжением и при включенных электроприемниках (рис.9.2).

 

Устройство устанавливается на вводе электроустановки последовательно в цепь главного выключателя и позволяет определить суммарный ток утечки электроустановки под полной токовой нагрузкой.

На цифровом индикаторе устройства отображается текущее значение тока утечки, что позволяет:

§ оценивать качество проведенных электромонтажных работ;

§ контролировать состояние изоляции;

§ определять правильность выбора уставки (номинального отключающего дифференциального тока I_n) УЗО;

§ выявлять дефектные цепи или электроприемники с недопустимо низким сопротивлением изоляции;

§ при использовании дополнительного магазина сопротивлений определять порог срабатывания (дифференциальный отключающий ток I_) УЗО.

Технические параметры устройства АСТРО*I_ приведены в табл. 9.1, габаритные размеры — на рис.9.3, схемы подключения — на рис 9.4.

Таблица 9.1

№	Наименование	Номинальное значение
1.	Номинальное рабочее напряжение Un, В	220/380
2.	Номинальный ток нагрузки In, А	40
3.	Диапазон измеряемого дифференциального тока I, мА	от 0 до 199,9
4.	Погрешность измерения %	± 5
5.	Диапазон рабочих температур, °С	от -5 до +40
6.	Потребляемая мощность, не более, Вт	2
7.	Максимальное сечение подключаемых проводников, мм2	25

Рис. 9.3. Габаритные размеры устройства АСТРО*I_

Рис. 9.4. Схемы подключения устройства АСТРО*I_ в зависимости от типа сети

В соответствии с ПУЭ (7-е изд.) п. 7.1.83 «Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального отключающего дифференциального тока I_n УЗО».

В случае превышения тока утечки значения 1/3 I_n необходимо путем последовательного отключения электроприемников и групповых цепей выявить место дефекта изоляции.

Возможен случай, когда в какой-либо конкретной электроустановке суммарный фоновый ток утечки слишком велик и невозможно добиться его снижения — сеть сильно разветвлена и имеет большую общую протяженность, эксплуатируется в условиях повышенной влажности и т.д. В этом случае необходимо заменить установленное УЗО на УЗО с более высоким номинальным отключающим дифференциальным током (например, УЗО с I_n = 30 мА заменить на УЗО с I_n =100 мА). Если по условиям электробезопасности замена недопустима, то рекомендуется провести разделение сети и установить УЗО на отходящие цепи.

После выполнения указанных действий провести повторные замеры и убедиться в соответствии полученных значений условиям п. 7.1.83 ПУЭ.

С помощью устройства АСТРО*I_ можно проводить измерение отключающего дифференциального тока IDn УЗО.

Для этого необходимо собрать схему (рис. 9.5), где R — магазин сопротивлений (см. п. 9.2.1) и провести измерения в следующей последовательности:
1. Отключить от УЗО цепь нагрузки, в том числе и нулевой рабочий проводник.
2. С помощью гибких проводников подключить переменный резистор R.
3. Плавно снижая сопротивление резистора, зафиксировать показания АСТРО*I_ в момент срабатывания УЗО.
4. Зафиксированное значение тока является отключающим дифференциальным током I_ данного экземпляра УЗО, которое согласно требованиям стандарта, должно находиться в диапазоне от 0,5 I_n до I_n.

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

 

9.2.5. Устройство контроля исправности УЗО АСТРО*ТЕСТ

Для проведения контроля работоспособности УЗО в схеме электроустановки здания рекомендуется использовать специальное устройство — АСТРО*ТЕСТ.

АСТРО*ТЕСТ позволяет осуществлять проверку соответствия нормативам основных параметров УЗО — отключающего дифференциального тока и быстродействия.

Кроме того, с помощью устройства АСТРО*ТЕСТ можно проверить исправность защитного РЕ-проводника и целостность соединения РЕ-проводника с заземлением, селективность действия УЗО при каскадной системе защиты.

При проведении испытания установленного в электроустановке УЗО с помощью прибора АСТРО*ТЕСТ через УЗО пропускается ток, равный номинальному отключающему дифференциальному току данного экземпляра УЗО (соответственно маркировке). Длительность протекания этого тока ограничена по времени — 200 мс. Если тестируемое УЗО срабатывает, то это означает:

1. УЗО отрегулировано должным образом, чувствительность его в норме, отключение происходит при дифференциальном токе, равном номинальному.

2. Быстродействие УЗО достаточно, поскольку оно срабатывает за интервал времени 200 мс. Реальное время отключения качественных электромеханических УЗО 30 — 40 мс, хотя стандарты устанавливают предельно допустимое время 0,3 сек.

Если испытуемое УЗО при таком тесте не срабатывает, то это означает, что УЗО неисправно — либо его чувствительность недостаточна, не соответствует маркировке, либо время срабатывания УЗО слишком велико — превышает 200 мс.

Устройство АСТРО*ТЕСТ осуществляет тестирование соответствия нормам уставки и быстродействия УЗО. При проверке УЗО эксплуатационным контрольным устройством — кнопкой «Тест» во-первых, продолжительность протекания тестового тока неограниченна, во-вторых, значение тестового дифференциального тока в зависимости от настройки фирмы-изготовителя может превышать в 2 — 2,5 раза указанный на маркировке номинальный отключающий дифференциальный ток.

Благодаря ограничению по времени протекания испытательного тока обеспечивается электробезопасность персонала при проведении испытаний.

Технические параметры прибора АСТРО*ТЕСТ приведены в табл. 9.2, габаритные размеры — на рис. 9.6, схемы подключения — на рис. 9.7, 9.8.

Таблица 9.2

№	Наименование	Номинальное значение
1.	Номинальное рабочее напряжение Un, В	220
2	Длительность протекания испытательного тока Т, мс	200
3.	Установка номинального отключающегодифференциального тока In, мА	10, 30, 100, 300
4.	Погрешность установки отключающего дифференциального тока, %	± 5
5.	Диапазон рабочих температур, °С	от -25 до +40

Установить переключатель «I_n» в положение, соответствующее номинальному отключающему дифференциальному току контролируемого УЗО.

Подключить АСТРО*ТЕСТ согласно рис. 9.7—9.8.

При этом на приборе должен загореться зеленый светодиод «ГОТОВНОСТЬ 4 с».

Через 4 секунды загорается красный светодиод «ИМПУЛЬС 0,2 с», что означает протекание в цепи заданного тока утечки.

Контролируемое УЗО должно сработать (отключиться).

Если УЗО не срабатывает, возможны два варианта его неисправности:

§ отключающий дифференциальный ток УЗО превышает номинальное значение;

§ время отключения при номинальном отключающем токе более 0,2 с.

9.2.6. Прибор контроля УЗО АСТРО*ПРОФИ

Прибор контроля УЗО АСТРО*ПРОФИ, выпускаемый ГП ОПЗ МЭИ, предназначен для проведения испытаний функциональных характеристик УЗО и замера некоторых параметров электроустановки. Внешний вид прибора показан на рис.9.9.

 

Прибор позволяет производить измерения следующих параметров:

• отключающий дифференциальный ток УЗО типов А и АС;
• время отключения УЗО при одно-, двух- и пятикратном номинальном отключающем дифференциальном токе;
• частоту и напряжение сети;
• сопротивление петли «фаза-ноль»;
• ток короткого замыкания фаза-ноль;
• малые сопротивления.

Прибор выполнен на микропроцессоре. Информация о результатах измерения и расчетов выводится на жидкокристаллический индикатор и, дополнительно, на компьютер через последовательный порт RS-232.

Технические параметры прибора АСТРО*ПРОФИ — в табл. 9.3.

Таблица 9.3

№	Наименование	Номинальное значение
1	Напряжение сети, В	220
2	Ток, потребляемый от сети, не более, А	2,5
3	Встроенный источник напряжения (аккумулятор), В	6
4	Установка номинального отключающего дифференциального тока In, mА	10, 30, 100, 300
5	Установка угла задержки тока , град ("+" и "-")	0, 90, 135
6	Установка номинального отключающего дифференциального тока с кратностью, раз	1, 2, 5, 1,25
7	Диапазон измерения напряжения сети, В	от 160 до 260
8	Диапазон измерения частоты сети, Гц	от 45,00 до 55,00
9	Диапазон измерения времени отключения, мс	от 0 до 2000
10	Диапазон измерения сопротивления петли "фаза-ноль", Ом	от 0,4 до 22
11	Диапазон измерения тока к.з. (рассчитывается по формуле Iк.з = Uизм / Rф-н), А	от 10 до 550
12	Диапазон измерения малых сопротивлений, Ом	от 0 до 199,9
13	Габаритные размеры, мм	200 х 280 х 80

 

9.3. Типичные ошибки при монтаже УЗО

 

Наиболее распространенной ошибкой при монтаже УЗО является подключение к УЗО нагрузки, в цепи которой имеется соединение нулевого рабочего проводника N с открытыми проводящими частями электроустановки или соединение с нулевым защитным проводником РЕ (рис. 9.10.а). В этом случае довольно высока вероятность «ложного» срабатывания УЗО.

При монтаже УЗО или проведении модернизации распределительных щитков с применением УЗО возможны следующие ошибки:

§ объединение нулевых рабочих проводников N различных УЗО в зоне их защиты (при этом ток нагрузки является дифференциальным для обоих УЗО и одно из них или оба срабатывают (рис. 9.10.б);

§ подключение нагрузки к нулевому рабочему проводнику N до УЗО (в этом случае ток нагрузки будет дифференциальным для УЗО и оно сработает) (рис. 9.10.в);

§ подключение нагрузки к нулевому рабочему проводнику N другого УЗО (при этом ток нагрузки является дифференциальным для обоих УЗО и одно из них или оба срабатывают) (рис. 9.10.г).

При монтаже розеток или распаечных коробок электроустановки в зоне защиты УЗО случайное соединение нулевого рабочего проводника N с защитным проводником РЕ вызывает срабатывание УЗО (рис. 9.10.д):

§ при подключении нагрузки к розетке (случай аналогичен п.1);

§ при подключении любой нагрузки вне зоны защиты УЗО (по перемычке течет дифференциальный ток).

При подключении четырехполюсных УЗО возможно ошибочное подключение на его клеммы одноименных фаз (это не влияет на работу однофазных потребителей) (рис.9.10.е). В этом случае проверка работоспособности УЗО с помощью кнопки «Тест» недостоверна, поскольку несрабатывание УЗО не означает, что оно неработоспособно.

а) соединение N-проводника с заземлением (или РЕ-проводником) на стороне нагрузки	б) объединение N-проводников в зоне защиты УЗО
в) подключение нагрузки к N-проводнику до УЗО	г) подключение нагрузки к N-проводнику другого УЗО
д) перемычка в розетке между N- и РЕ-проводниками	е) подключение к УЗО одноименных фаз

Рис. 9.10. Типичные ошибки при монтаже УЗО

При подключении четырехполюсных УЗО в однофазную сеть, в некоторых случаях, когда не принимается во внимание схема внутренних соединений УЗО (см. раздел 6.9), также возможно несрабатывание устройства при нажатии кнопки «Тест».

 

 

9.4. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ УЗО

 

При сдаче электроустановки в эксплуатацию производитель работ должен проинструктировать владельца электроустановки о необходимости ежемесячных проверок исправности УЗО.

Владелец электроустановки обязан осуществлять ежемесячную проверку исправности УЗО.

Периодическая ежемесячная проверка работоспособности УЗО осуществляется нажатием кнопки «Тест».

Поскольку наличие и исправность УЗО на объекте косвенно определяют страховой риск, страховые компании должны учитывать ведение владельцем электроустановки объекта постоянного контроля исправности УЗО. Для этой цели целесообразно введение в практику органами Энергонадзора Карты эксплуатационного контроля, образец которой приведен ниже.

Карта должна находиться в доступном для пользователя электроустановки и инспекторов Энергонадзора и страховых агентов месте.

Если в РЩ установлено два и более УЗО, следует промаркировать их и заполнить соответствующую строку Карты при сдаче электроустановки здания в эксплуатацию.

Согласно Правилам эксплуатации электроустановок потребителей (5-е изд., 1999 г. п. 2.7.14) устройства защитного отключения должны периодически проверяться в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.

УЗО должно быть опломбировано и сделаны записи в паспорт устройства и оперативный журнал.

Периодическая ежемесячная проверка работоспособности УЗО осуществляется нажатием кнопки «Тест».

Проверка проводится в следующем порядке:

• определить последовательность проверки УЗО при наличии в схеме двух и более устройств, отметить номер контролируемого УЗО в Карте эксплуатационного контроля;
• подать рабочее напряжение на электроустановку;
• нажать кнопку «Тест» — немедленное срабатывание УЗО (отключение защищаемой устройством цепи) означает, что УЗО исправно, если цепь не отключилась, следует вызвать специалиста-электрика для замены УЗО;
• для восстановления питания электроустановки взвести рукоятку УЗО в положение «Вкл»;
• сделать запись в соответствующую графу Карты контроля УЗО (табл.9.4).

Таблица 9.4

КАРТА КОНТРОЛЯ УЗО № _______ Адрес: _________ Ф.И.О. ответственного за электроустановку: _________ Дата выдачи и № сертификата на электроустановку: _________ Результат контроля: _________ Год Месяц Янв. Фев. Март Апр. Май Июнь Июль Авг. Сент. Окт. Нояб. Дек. 2001                         2002                         2003                         2004                         2005                         2006                         Ответственный за электроустановку _________ Проверяющий ______________

9.5. АНАЛИЗ ПРИЧИН СРАБАТЫВАНИЯ УЗО И АЛГОРИТМ ПОИСКА НЕИСПРАВНОСТИ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКЕ

 

При срабатывании УЗО необходимо определить вид неисправности в электроустановке. Порядок действий обслуживающего электроустановку персонала в этом случае следующий.

Взвести УЗО. Если УЗО взводится, то это значит, что в электроустановке имела место утечка тока на землю, вызванная нестабильным или кратковременным нарушением изоляции. В этом случае необходимо провести общий контроль состояния изоляции. Проверить работоспособность УЗО нажатием кнопки «Тест».

Если УЗО взводится и мгновенно срабатывает, то это означает одно из двух:

• в электроустановке имеет место дефект изоляции какого-либо электроприемника, электропроводки, монтажных проводников электрощита;
• УЗО неисправно.

В этом случае необходимо произвести следующие действия:

1. Отключить все автоматические выключатели групповых цепей, защищаемых УЗО.

Если автоматические выключатели однополюсные или трехполюсные и не размыкают нулевые рабочие проводники, то с учетом того, что утечка тока возможна и с нулевого рабочего проводника, для обнаружения дефектной цепи возможно понадобится выполнить отсоединение всех нулевых рабочих проводников от сборной шины.

2. Взвести УЗО.

3. Если УЗО взводится, проверить работоспособность УЗО нажатием кнопки «Тест». Мгновенное отключение УЗО означает, что оно исправно, но в защищаемой цепи имеется утечка тока.

4. Последовательно включать автоматические выключатели.

5. Если УЗО срабатывает при включении определенного автоматического выключателя, то это означает, что в цепи данного выключателя имеется повреждение изоляции.

6. Отключить или отсоединить все электроприемники в цепи выключателя, при включении которого сработало УЗО.

7. Взвести УЗО.

8. Если УЗО взводится, то это означает, что неисправность изоляции в каком-то из электроприемников.

9. Последовательно включать каждый электроприемник данной цепи.

10. УЗО срабатывает при включении определенного электроприемника.

11. Отключить дефектный электроприемник.

12. Подключить все электроприемники (кроме дефектного), взвести УЗО, убедиться, что УЗО не срабатывает.

Проверить работоспособность УЗО нажатием кнопки «Тест».

Примечания:

По п. 8. Если УЗО не взводится при всех отключенных электроприемниках данной цепи, то это означает, что дефектна изоляция электропроводки.

По п. 3. Если УЗО не взводится, то это означает, что имеет место неисправность изоляции монтажных проводников электрощита или неисправность УЗО.

9.6. ПОРЯДОК КОНТРОЛЯ УЗО ПРИ СЕРТИФИКАЦИИ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК