Диференціальний автомат

1. призначення
2. Цілі і принцип роботи
3. приклад
4. застосування
5. Перевірка
6. обмеження
7. Історія
8. Класифікація ПЗВ
9. По можливості регулювання відключає диференціального струму
10. Тільки для УЗО-Д без вбудованого захисту від коротких замикань
11. посилання

Наша сеть партнеров Banwar

Двухполюсное ПЗВ з номінальним струмом 100 А

Пристрій захисного відключення (УЗО; точніша назва: Пристрій захисного вимикання, що керується диференційним (залишковим) струмом, скор. УЗО-Д) - механічний комутаційний апарат або сукупність елементів, які при досягненні (перевищення) диференціальним струмом заданого значення за певних умов експлуатації повинні викликати розмикання контактів. Може складатися з різних окремих елементів, призначених для виявлення, вимірювання (порівняння із заданою величиною) диференціального струму і замикання і розмикання електричного кола (роз'єднувача) [1] .

Основне завдання УЗО - захист людини від ураження електричним струмом і від виникнення пожежі , Викликаного витоком струму через зношену ізоляцію проводів і неякісні з'єднання.

Широке застосування також отримали комбіновані пристрої, що поєднують в собі УЗО і пристрій захисту від надструмів , Такі пристрої називаються УЗО-Д з вбудованим захистом від надструмів , Або просто діффавтомат.

призначення

УЗО призначені для

• Захисту людини від ураження електричним струмом у разі непрямого дотику (дотик людини до відкритих провідних неструмоведучих частин електроустановки, що опинилися під напругою в разі пошкодження ізоляції), а також при безпосередньому дотику (дотик людини до струмоведучих частин електроустановки, що знаходяться під напругою). Дану функцію забезпечують УЗО відповідної чутливості (струм відсічення не більше 30 mA).
• Запобігання загорянь при виникненні струмів витоку на корпус або на землю .

Цілі і принцип роботи

схема УЗО і принцип роботи

Принцип роботи УЗО заснований на вимірюванні балансу струмів між вхідними в нього токоведущими провідниками за допомогою диференціального трансформатора струму . Якщо баланс струмів порушений, то УЗО негайно розмикає всі вхідні в нього контактні групи, відключаючи таким чином несправну навантаження.

УЗО вимірює алгебраїчну суму струмів, що протікають по контрольованих провідникам (двом для однофазного ПЗВ, чотирьом для трифазного і т. Д.): В нормальному стані струм, «впадає» за одними провідникам, повинен бути дорівнює струму, «випливає» з інших, то є сума струмів, що проходять через УЗО дорівнює нулю (точніше, сума не повинна перевищувати допустиме значення). Якщо ж сума перевищує допустиме значення, то це означає, що частина струму проходить крім УЗО, тобто контрольована електричний ланцюг несправна - в ній має місце витік.

В США , Відповідно до National Electrical Code, пристрої захисного відключення (ground fault circuit interrupter - GFCI), призначені для захисту людей, повинні розмикати ланцюг при витоку струму 4-6 мА (Точне значення вибирається виробником пристрою і зазвичай становить 5 мА) за час не більше 25 мс . Для пристроїв GFCI, що захищають обладнання (тобто не для захисту людей), що відключає диференційний струм може становити до 30 мА. В Європі використовуються УЗО з відключає диференціальним струмом 10-500 мА.

З точки зору електробезпеки УЗО принципово відрізняються від пристроїв захисту від надструмів (Запобіжників) тим, що УЗО призначені саме для захисту від ураження електричним струмом, оскільки вони спрацьовують при витоках струму значно менших, ніж запобіжники (зазвичай від 2 ампер і більше для побутових запобіжників, що у багато разів перевищує смертельну для людини значення). УЗО повинні спрацьовувати за час не більше 25-40 мс, тобто до того, як електричний струм, що проходить через організм людини, викличе фибрилляцию серця - найбільш часту причину смерті при ураженнях електричним струмом.

Ці значення були встановлені шляхом тестів, при яких добровольці і тварини піддавалися впливу електричного струму з відомим напругою і силою струму.

Виявлення струмів витоку за допомогою УЗО є додатковим захисним заходом, а не заміною захисту від надструмів за допомогою запобіжників, так як УЗО ніяк не реагує на несправності, якщо вони не супроводжуються витоком струму (наприклад, коротке замикання між фазним і нульовим провідниками).

УЗО з відключає диференціальним струмом близько 300 мА і більше іноді застосовуються для захисту великих ділянок електричних мереж (наприклад, в комп'ютерних центрах), де низький поріг привів би до помилкових спрацьовувань. Такі низькочутливих УЗО виконують протипожежну функцію і не є ефективним захистом від ураження електричним струмом.

приклад

Внутрішній устрій УЗО, що підключається в розрив кабелю живлення

На фотографії показано внутрішній устрій одного з типів УЗО. Дане УЗО призначене для установки в розрив кабелю живлення, його номінальний струм 13 А, що відключає диференційний струм 30 мА. Цей пристрій є:

• УЗО з допоміжним джерелом живлення
• які виконують автоматичне відключення при відмові допоміжне джерело

Це означає, що УЗО може бути включено тільки при наявності напруги живлення, при пропажі напруги воно автоматично відключається (така поведінка підвищує безпеку пристрої).

Фазний і нульовий провідники від джерела живлення підключаються до контактів (1), навантаження УЗО підключається до контактів (2). Провідник захисного заземлення (PE-провідник) до УЗО ніяк не вдається з'єднатися.

При натисканні кнопки (3) контакти (4) (а також ще один контакт, прихований за вузлом (5)) замикаються, і УЗО пропускає струм. соленоїд (5) утримує контакти в замкнутому стані після того, як кнопка відпущена.

Котушка (6) на тороідальному осерді є вторинною обмоткою диференціального трансформатора струму, який оточує фазний і нульовий провідники. Провідники проходять крізь тор, але не мають електричного контакту з котушкою [2] . У нормальному стані струм, поточний по фазного провідника, точно дорівнює струму, поточного по нульовому провіднику, однак ці струми протилежні за напрямком. Таким чином, струми взаємно компенсують один одного і в котушці диференціального трансформатора струму ЕРС Відсутнє.

Будь-який витік струму з захищається ланцюга на заземлення провідники (наприклад, дотик людини, що стоїть на мокрій підлозі, до фазного провідника) призводить до порушення балансу в трансформаторі струму: через фазний провідник «втікає більше струму», ніж повертається за нульовим (частина струму витікає через тіло людини, тобто крім трансформатора). Незбалансований струм в первинній обмотці трансформатора струму приводить до появи ЕРС у вторинній обмотці. Ця ЕРС відразу ж реєструється стежить пристроєм (7), яке відключає харчування соленоїда (5). Відключений соленоїд більше не утримує контакти (4) в замкнутому стані, і вони розмикаються під дією сили пружини, знеструмлюючи несправну навантаження.

Пристрій спроектовано таким чином, що відключення відбувається за частки секунди, що значно знижує тяжкість наслідків від ураження електричним струмом.

Кнопка перевірки (8) дозволяє перевірити працездатність пристрою шляхом пропускання невеликого струму через помаранчевий тестовий провід (9). Тестовий провід проходить через сердечник трансформатора струму, тому струм в тестовому дроті еквівалентний порушення балансу струмопровідних провідників, тобто УЗО має відключитися при натисканні на кнопку перевірки. Якщо ПЗВ не відключилася, значить воно несправне і має бути замінено.

застосування

У Росії застосування УЗО стало обов'язковим з прийняттям 7-го видання Правил улаштування електроустановок (ПУЕ). Витяги з документів, що регламентують застосування УЗО, зібрані тут . Як правило, в разі побутової електропроводки одне або кілька УЗО встановлюються на DIN-рейку в електрощиті.

Багато виробників побутових пристроїв, які можуть бути використані в сирих приміщеннях (наприклад, фени ), Передбачають для таких пристроїв вбудоване УЗО. У ряді країн подібні вбудовані УЗО є обов'язковими.

Перевірка

Рекомендується щомісячно перевіряти працездатність УЗО. Найбільш простий спосіб перевірки - натискання кнопки «тест», яка зазвичай розташована на корпусі УЗО (як правило, на кнопці «тест» нанесено зображення великої літери «Т»). Тест кнопкою може проводитися користувачем, тобто кваліфікований персонал для цього не потрібно. Якщо УЗО справно і підключено до електричної мережі, то воно при натисканні кнопки «тест» має відразу ж спрацювати (тобто відключити навантаження). Якщо після натискання кнопки навантаження залишилася під напругою, то УЗО несправне і має бути замінено.

Тест натисканням кнопки не є повною перевіркою УЗО. Воно може спрацьовувати від кнопки, але не пройти повний лабораторний тест, що включає вимір відключає диференціального струму і часу спрацьовування.

Крім того, натисканням кнопки перевіряється саме УЗО, але не правильність його підключення. Тому більш надійною перевіркою є імітація витоку безпосередньо в ланцюзі, яка є навантаженням УЗО. Такий тест бажано виконати хоча б один раз для кожного УЗО після його установки. На відміну від натискання кнопки, пробна витік повинна проводитися тільки кваліфікованим персоналом.

обмеження

УЗО може значно поліпшити безпеку електроустановок, але воно не може повністю виключити ризик ураження електричним струмом або пожежі. УЗО не реагує на аварійні ситуації, якщо вони не супроводжуються витоком з захищається ланцюга. Зокрема, УЗО не реагує на короткі замикання між фазами і нейтраллю.

УЗО також не спрацює, якщо людина опинилася під напругою, але витоку при цьому не виникло, наприклад, при дотику пальцем одночасно і до фазного, і до нульового провідників. Передбачити електричну захист від таких дотиків неможливо, так як не можна відрізнити протікання струму через тіло людини від нормального протікання струму в навантаженні. У подібних випадках дієві тільки механічні захисні заходи ( ізоляція , Непровідні кожухи і т. П.), А також відключення електроустановки перед її обслуговуванням.

Історія

На початку 1970-х років більшість УЗО випускалися [3] в корпусах типу автоматичних вимикачів . З початку 1980-х років більшість побутових УЗО були вже вбудованими в розетки . У Росії використовуються переважно ПЗВ для монтажу в електрощиті на DIN-рейку, а вбудовані УЗО поки широкого поширення не отримали.

Класифікація ПЗВ

За способом дії

• УЗО-Д без допоміжного джерела живлення
• УЗО-Д з допоміжним джерелом живлення:
  • виконують автоматичне відключення при відмові допоміжне джерело з витримкою часу і без неї:
    • виробляють автоматичне повторне включення при відновленні роботи допоміжного джерела
    • які виробляють автоматичне повторне включення при відновленні роботи допоміжного джерела
  • які виробляють автоматичне відключення при відмові допоміжне джерело:
    • здатні провести відключення при виникненні небезпечної ситуації після відмови допоміжного джерела
    • нездатні зробити відключення при виникненні небезпечної ситуації після відмови допоміжного джерела

За способом установки

• стаціонарні з монтажем стаціонарної електропроводкою
• переносні з монтажем гнучкими проводами з подовжувачами

За кількістю полюсів

• однополюсні двопровідні
• двополюсні
• двополюсні трипровідні
• триполюсні
• триполюсні чотирипровідні
• чотириполюсні

По виду захисту від надструмів і перевантажень по току

• без вбудованого захисту від надструмів
• з вбудованим захистом від надструмів
• з вбудованим захистом від перевантаження
• з вбудованим захистом від коротких замикань

За втрату чутливості в разі подвійного заземлення нульового робочого провідника

На стадії розгляду

По можливості регулювання відключає диференціального струму

• нерегульовані
• регульовані:
  • з дискретним регулюванням
  • з плавним регулюванням

За стійкістю при імпульсній напрузі

• допускають можливість відключення при імпульсній напрузі
• стійкі при імпульсній напрузі

За характеристиками наявності постійної складової диференціального струму

• УЗО-Д типу АС
• УЗО-Д типу А
• УЗО-Д типу В

характеристики УЗО

Характеристики, загальні для всіх УЗО-Д

• спосіб установки
• число полюсів і число струмоведучих провідників
• Номінальний струм In - вказане виробником значення струму, яке УЗО-Д може пропускати в тривалому режимі роботи
• Номінальний відключає диференційний струм IΔn - вказане виробником значення диференціального струму, яке викликає відключення УЗО-Д при заданих умовах експлуатації
• Номінальний відключається диференційний струм, якщо він відрізняється від переважного значення IΔn0 - вказане виробником значення диференціального струму, яке не викликає відключення УЗО-Д при заданих умовах експлуатації
• Тип УЗО-Д по характеристикам наявності постійної складової диференціального струму
• Номінальна напруга Un - вказане виробником діюче значення напруги, при якому забезпечується працездатність УЗО-Д (зокрема при коротких замиканнях)
• Номінальна частота - значення частоти, на яке розраховане УЗО-Д і при якому воно працездатний при заданих умовах експлуатації
• Тип допоміжне джерело (якщо він є) і реакція УЗО-Д на його відмову
• Номінальна напруга допоміжного джерела (якщо він є) Usn - напруга допоміжного джерела, на яке розраховане УЗО-Д і при якому забезпечується його працездатність при заданих умовах експлуатації
• Номінальна включає і відключає здатність Im - діюче значення очікуваного струму, який УЗО-Д здатне включити, пропускати протягом свого часу і відключити при заданих умовах експлуатації без порушення його працездатності
• Номінальна здатність включення і відключення диференціального струму IΔm - діюче значення очікуваного диференціального струму, який УЗО-Д здатне включити, пропускати протягом свого часу відключення і відключити при заданих умовах експлуатації без порушення його працездатності
• Витримка часу (якщо вона є)
• Селективність (якщо вона є)
• Координація ізоляції, включаючи повітряні зазори і шляхи витоку струму
• Ступінь захисту (по ГОСТ 14254 )

Тільки для УЗО-Д без вбудованого захисту від коротких замикань

• Вид захисту від коротких замикань
• Номінальний умовний струм короткого замикання Inc - вказане виробником діюче значення очікуваного струму, який здатне витримати УЗО-Д, що захищається пристроєм захисту від коротких замикань, при заданих умовах експлуатації без незворотних змін, які порушують його працездатність
• Номінальний умовний диференційний струм при короткому замиканні IΔc - вказане виробником значення очікуваного диференціального струму, яке здатне витримати УЗО-Д, що захищається пристроєм захисту від коротких замикань, при заданих умовах експлуатації без незворотних змін, які порушують його працездатність

Дивись також

Примітки

1. ↑ визначення згідно ГОСТ Р 50807-95 (2003)
2. ↑ Тобто котушка гальванічне розв'язана від струмопровідних провідників ПЗВ
3. ↑ За кордоном. У Росії УЗО почали застосовуватися набагато пізніше - приблизно з 1994-1995 років

посилання

Wikimedia Foundation. 2010 року.