Виды и принцип работы устройства защитного отключения (УЗО). Принцип действия проверки заключается в искусственно созданном заряде утечки. Защитные устройства отличаются по типам и принципам работы. Последний параметр определяет селективность действия УЗО. Для работы УЗО используется принцип сравнения входящих в контролируемую часть схемы и. Как подключить УЗО в квартире с землей и без земли. Принципы работы устройств разных систем. Пожарный и защитный типы.
Принцип работы УЗО Аббревиатура УЗО создана от словосочетания « Устройство защитного отключения », которое определяет назначение прибора.
Счет спасенных УЗО человеческих жизней идет на миллионы, а применение УЗО в сетях энергоснабжения многоквартирных и частных жилых домов, жилых массивов и промышленных объектов предотвращает миллиардный ущерб от пожаров и аварий. Но правило Галена: «Все есть яд и все есть лекарство» справедливо не только в медицине. Внешне несложное, УЗО при бездумном или безалаберном применении может не только ничего не предотвратить, но и стать источником неприятностей. По аналогии: кто- то построил Кижи одним топором, кто- то может им же кой- какой шалашик соорудить, а кому- то топор и в руки давать нельзя, отрубит себе что- нибудь. Так что давайте познакомимся с УЗО поосновательнее. Прежде всего. Любой серьезный разговор об электричестве обязательно коснется правил электробезопасности, и не зря.
Электрический ток не несет видимых признаков опасности, действие его на человеческий организм развивается мгновенно, а последствия могут быть длительными и тяжелыми. Но в данном случае речь пойдет не об общих правилах производства электромонтажных работ, которые и так хорошо известны, а о другом: УЗО в старую советскую систему электроснабжения TN- C, в которой защитный проводник объединен с нейтралью, вписывается очень плохо.
Долго было неясно, вписывается ли вообще. Все издания ПУЭ однозначно требуют: в цепях защитных проводников запрещается установка коммутирующих устройств. Формулировка и нумерация пунктов менялись от редакции к редакции, но суть понятна, как говорится, и птице марабу. Но как быть с рекомендациями к применению устройств защитного отключения? Они – коммутирующие устройства, и в то же время включаются в разрыв как фазы, так и НУЛЯ, который одновременно и защитный проводник?
Наконец, в 7- й актуальной редакции ПУЭ (ПУЭ- 7. А; Правила устройства электроустановок (ПУЭ), 7 издание, с дополнениями и изменениями, М. Не допускается применять УЗО, реагирующие на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система TN- C)». Вызвано такое ужесточение, вопреки прежним рекомендациям, зафиксированными случаями электротравматизма ПРИ СРАБАТЫВАНИИ УЗО.
Поражение электротоком из- за неправильного подключения УЗОПоясним на примере: Хозяйка за стиркой, в машине пробило на корпус ТЭН, как показано на рисунке желтой стрелкой. Поскольку 2. 20 В ток распределяет по всей длине ТЭНа, на корпусе окажется что- то около 5. В. Тут вступает в силу следующий фактор: электрическое сопротивление человеческого тела, как и любого ионного проводника, зависит от приложенного напряжения.
Полезная информация про принцип работы УЗО есть у нас на странице http://www.asutpp.ru/uzo/princip-rabo. Принцип действия УЗО дифференциального типа основан на применении электромагнитного векторного сумматора токов — дифференциального . УЗО предназначено для защиты от поражения током. Принцип работы устройства защитного отключения основан на сравнивании величины токов.
С его увеличением сопротивление человека падает, и наоборот. Скажем, в ПТБ приводится абсолютно обоснованная расчетная величина в 1. Ом (1 к. Ом), при потной распаренной коже или в состоянии опьянения. Но тогда при 1. 2 В ток должен быть 1. А, а это больше неотпускающего (судорожного) тока в 1. А. Кого- то когда- то било 1. В? Даже вдрызг пьяного в джакузи с морской водой?
Наоборот, по тем же ПТБ 1. В – абсолютно безопасное напряжение. При 5. 0- 6. 0 В на мокрую распаренную кожу ток не превысит 7- 8 м. А. Это сильный, болезненный удар, но ток меньше судорожного. Возможно, понадобится лечение от последствий, но до реанимации с дефибрилляцией дело не дойдет. А теперь «защитимся» УЗО, не понимая сути дела. Его контакты размыкаются не мгновенно, а в течение 0,0.
С вероятностью в 0,5 первым разомкнется НУЛЕВОЙ контакт. Тогда, образно говоря, потенциальный резевуар ТЭНа со скоростью света (буквально) наполнится до 2. В по всей его длине, и на корпусе окажется 2. В, а ток через тело пройдет 2. А (красная стрелка на рисунке). Менее чем на 2. 0 мс, но 2. А – это два с лишним мгновенно убивающих значения в 1.
А. Так что же, в старых домах УЗО ставить нельзя? Все- таки можно, но осторожно, с полным пониманием дела. Нужно правильно выбрать УЗО и правильно его подключить. Об этом будет рассказано далее в соответствующих разделах. УЗО – что и как. УЗО в электрике появились одновременно с первыми ЛЭП в виде релейной защиты.
Назначение всех УЗО остается неизменным по сей день: отключать подачу электроэнергии при возникновении аварийной ситуации. Как индикатор аварии в подавляющем большинстве УЗО (и во всех бытовых УЗО) используется ток утечки – при его повышении сверх заданного предела УЗО срабатывает и размыкает цепь электропитания. Затем УЗО начали применять для защиты от пробоя и возгорания отдельных электроустановок. До поры, до времени, УЗО оставались «противопожарными», они реагировали на ток, исключающий зажигание дуги между проводами, менее 1 А. Они работали по принципу емкостного реле, реагирующего на реактивный (емкостный) ток смещения; при этом человек работает как антенна.
На том же принципе построен всем известный индикатор- фазоуказатель с неонкой. УЗО- Е обладают исключительно высокой чувствительностью (доли мк. А), могут быть выполнены практически мгновенно срабатывающими и абсолютно равнодушны к заземлению: ребенок, стоящий на изолирующем полу и дотянувшийся пальчиком до фазы в розетке, ничего не ощутит, а УЗО- Е его «почует» и отключит напряжение, пока он не уберет палец. Но УЗО- Е имеют принципиальный недостаток: в них поток электронов тока утечки (ток проводимости) есть следствие возникновения электромагнитного поля, а не его причина, поэтому они крайне чувствительны к помехам. Нет теоретической возможности «научить» УЗО- Е отличать маленького шелапута, расковырявшего «интересную штучку», от заискрившего на улице трамвая. Поэтому УЗО- Е применяются лишь изредка для защиты спецоборудования, совмещая прямые свои обязанности с индикацией прикосновения. УЗО- Д (дифференциальные)«Вывернув» УЗО- Е «наоборот», удалось найти принцип работы УЗО «умного»: нужно идти непосредственно от первичного потока электронов, а утечку определять по разбалансу (разнице) полных токов в СИЛОВЫХ проводниках.
Если от потребителя оттекает ровно столько же, сколько к нему ушло, все в порядке. Если пошел разбаланс – где- то течет, нужно отключать. Разница по- латыни differentia, по- английски difference, поэтому такие УЗО назвали дифференциальными, УЗО- Д. В однофазной сети достаточно сравнить величины (модули) токов в фазном проводе и нейтрали, а при подключении УЗО в трехфазной сети – полные векторы токов всех трех фаз и нейтрали. Существенная особенность УЗО- Д – в любой схеме электропитания защитный и прочие проводники, не передающие потребителю мощность, должны проходить мимо УЗО, иначе неизбежны ложные срабатывания. Для создания бытовых УЗО- Д потребовалось довольно много времени. Во- первых, нужно было точно определить величину тока разбаланса, безопасную для человека при времени воздействия, равном времени срабатывания УЗО.
УЗО- Д, настроенные на неощутимый или на меньший неотпускающего ток, оказывались большими, сложными, дорогими, а наводки «ловили» лишь немного хуже УЗО- Е. Во- вторых, нужно было разработать высококоэрцитивные ферромагнитные материалы для дифференциальных трансформаторов, см. Радиоферрит вообще не годился, не держал рабочую индукцию, а УЗО- Д с трансформаторами на железе оказывались слишком медленными: собственная постоянная времени даже небольшого железного трансформатора может достигать 0,5- 1 с. УЗО- ДМПринцип работы дифференциального электромеханического УЗОК 8. А, а быстродействующие дифтрансформаторы на феррите с индукцией насыщения в 0,5 Тл (Тесла) позволили с вторичной обмотки снимать мощность, достаточную для непосредственного привода электромагнита размыкателя. В быту появились дифференциальные электромеханические УЗО- ДМ.
В настоящее время это самый распространенный тип бытовых УЗО, так что ДМ опускают, а говорят или пишут просто УЗО. Дифференциальное электромеханическое УЗО работает так, см. Результирующий магнитный поток в сердечнике Ф=0, и ЭДС намотанной на феррит вторичной обмотки равна нулю. При появлении утечки (скажем, при прикосновении человека к корпусу неисправной электроустановки, как на рисунке) один из токов становится больше, в феррите появляется магнитный поток, наводящий во вторичной обмотке ЭДС.
Под током от вторичной обмотки электромагнит оттягивает защелку контактуры размыкателя, и контакты под действием пружины размыкаются. Кнопкой «Тест», создавая искусственно разбаланс токов в УЗО, проверяют его работоспособность; флажком или кнопкой с самофиксацией производят повторное включение после срабатывания. Для этого потребовалось всего лишь сделать тягу фиксатора размыкателя двойной и завести ее в электромагниты токовый и УЗО.
Так появился дифференциальный автомат, обеспечивающий полную защиту потребителей. Внешний вид дифавтомата (слева) и УЗО (справа)Однако дифавтомат – не УЗО и автомат в отдельности, это следует четко помнить. Внешние различия (силовой рычаг, вместо флажка или кнопки повторного включения), как рисунке – это только внешность. Важное отличие УЗО от дифференциального автомата сказывается при установке УЗО в системах электроснабжения без защитного заземления (TN- C, автономное электропитание), см.
Его номинальный ток показывает, до какой его величины УЗО сохраняет работоспособность. УЗО на номиналы 6,3 и 1. А с одинаковым разбалансом в 3. А дают одинаковую степень защиты. В дифавтоматах ток отсечки автомата всегда меньше номинального тока УЗО, чтобы УЗО не сгорело при перегрузке сети. УЗО- ДЕВ данном случае «Е» означает не емкость, а электронику. УЗО- ДЕ выполняются встроенными непосредственно в розетку или электроустановку.
Разность токов в них улавливает полупроводниковый магниточувствительный датчик (датчик Холла или магнитодиод), его сигнал обрабатывается микропроцессором, а цепь размыкает тиристор. УЗО- ДЕ, помимо компактности, имеют следующие достоинства: Высокая чувствительность, сравнимая с УЗО- Е, в сочетании с помехоустойчивостью УЗО- ДМ. Как следствие высокой чувствительности – способность реагировать на ток смещения, т. УЗО- ДЕ упреждающее, отключит напряжение, прежде чем оно кого- то ударит независимо от наличия заземления. Высокое быстродействие: для «раскачки» УЗО- ДМ необходим хотя бы один полупериод 5. Гц, т. е. 2. 0 мс, и хотя бы одна опасная полуволна должна пройти через тело, чтобы УЗО- ДМ сработало. УЗО- ДЕ способно срабатывать при напряжении «пробойной» полуволны в 6- 3.