Назначение и принцип действия устройства защитного отключения

Устройства защитного отключения (УЗО) предназначены для защиты людей от поражения электрическим током при контакте с проводящими частями электроустановок и должны способствовать снижению количества пожаров, возникающих вследствие длительного протекания токов утечки и развивающихся из них токов короткого замыкания.

Возможность применения УЗО следует предусматривать на стадии проектирования и реконструкции электроустановок зданий. УЗО входят в состав вводно-распределительных устройств, вводных и распределительных щитов, устанавливаемых в зданиях различного функционального назначения, а именно: здания для целей образования, воспитания и подготовки кадров, здания для научно-исследовательских, проектных, общественных учреждений, здания и сооружения для целей здравоохранения и отдыха, (лечебные, физкультурно-оздоровительные, спортивные, культурно-просветительные, зрелищные), здания для торговли, общественного питания :_Уи бытового обслуживания, а также жилые здания (квартирные дома, индивидуальные жилые дома, дачи, садовые домики, бытовые помещения).

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток утечки в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.

Основные блоки УЗО представлены на рисунке. Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока (1). В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока. В литературе по вопросам конструирования и применения УЗО этот трансформатор иногда называют трансформатором тока нулевой последовательности — ТТНП, хотя понятие «нулевая последовательность» применимо только к трехфазным цепям и используется при расчетах несимметричных режимов многофазных цепей.

Пусковой орган (пороговый элемент) (2)выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах.

Схема основных функциональных блоков УЗО

Исполнительный механизм (3)включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода. В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального 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.

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 протекает дополнительный ток — ток утечки, являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).

Неравенство токов в первичных обмотках и в нейтральном проводнике вызывает неравенство магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает значение, предварительно заданное пороговому элементу 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 исправно.

Грозовые разряды

Одним из самых грандиозных явлений природы, до сих пор полностью не изученных человечеством, является молния. Согласно современным представлениям грозовая туча состоит из областей, заряженных положительно и отрицательно. Нижний слой тучи несет в себе, как правило, отрицательный заряд. После достаточного накопления статического электричества в туче происходит разряд, который может иметь место как между разноименно заряженными тучами или частями одной тучи, так и между тучей и землей. Это природное явление представляет собой огромную электрическую искру. Линейные, шаровые и точечные (состоящие из ярких сферических или продолговатых тел) молнии возникают высоко над землей и устремляются вниз к возвышающимся предметам. Молния, ударяющая в строение, вызывает пожар, поэтому дома оборудуют молниеотводами, которые принимают на себя грозовые разряды и отводят их в землю. Молниеотвод состоит из опоры, молниеприемника, теплоотвода и заземлителя.

Перед грозой, находясь в помещении, необходимо закрыть форточки и окна, двери и дымоходы. Во время грозы надо держаться подальше от металлических предметов, электропроводки и молниезащитных устройств.

Во время грозы опасно находиться на открытом или возвышенном месте, на водоеме, а также бегать и быстро передвигаться. В случае если гроза застала на улице, надо переждать ее, укрывшись в небольшом углублении или присесть к земле. Не следует прятаться в стогах сена, под высокими деревьями, в одиноких строениях.

Человека, пораженного молнией, надо уложить на землю, расстегнуть ему ворот, пояс, смочить лицо водой и делать искусственное дыхание. Если есть такая возможность, дать ему понюхать нашатырный спирт. Во всех случаях необходимо вызвать врача.

Внимание! Статическое электричество

Мы привыкли, что в повседневной жизни нас постоянно сопровождают досадные, но, в общем-то, безвредные разряды статического электричества. Огромное количество искусственных (синтетических, полимерных) изделий и материалов, с которыми мы сталкиваемся, приучило нас не обращать внимания на эти маленькие искровые разряды. А зря. Есть ситуации, когда о них обязательно надо помнить.

Так, на одном из предприятий Москвы при праздновании очередного Нового года на одном из костюмов от разряда статического электричества загорелась хирургическая вата (со следами ЛВЖ). «Дед Мороз» и «Снегурочка получили ожоги.

Другой пример более трагичный. Солдат срочной службы решил постирать промасленные брюки, и успешно это сделал, использовав бензин. Пока брюки высыхали, он прогуливался рядом. Внезапно в стороне мелькнул силуэт подходившей девушки и, естественно, молодой человек моментально оделся. Это стоило ему жизни. Пары бензина, оставшиеся в ткани, образовали взрывоопасную концентрацию с воздухом, а искра статического электричества сыграла роль спички.

Чрезвычайные ситуации (ЧС) от разрядов статического электричества, сопровождавшиеся летальным исходом, происходили при мытье полов с применением ЛВЖ, при переливании ЛВЖ в пластмассовую емкость, при чистке одежды. В одном из случаев разряд статического электричества, послуживший источником зажигания, возник между металлической емкостью и стенкой аппарата при зачерпывании технологом ЛВЖ из реакционного аппарата.

В текущих сообщениях средств массовой информации нередко появляются сообщения о взрывах и пожарах от разрядов статического электричества. В частности, рассматривались случаи ЧП при обращении с нефтепродуктами и горючими растворителями, пылями и дисперсными системами, со сжиженными и сжатыми газами, в производстве пенополистирола с применением пентана в качестве пенообразователя и т.п. Одно из последних событий: в июне 2003 г. на нефтебазе в Туапсе при зачистке резервуара из-под нефтепродукта произошло внезапное загорание паров нефтепродукта. Погибло 5 человек. Считают, что источником зажигания оказался разряд статического электричества.

5.8. ИСТОРИК