УЗО предназначено для обеспечения электрической и пожарной безопасности в бытовых и промышленных электроустановках.
Конструкция УЗО обеспечивает быстрое отключение защищаемой электроустановки от сети при протекании тока через тело человека Если ток утечки на землю возникает в результате разрушения изоляции, то УЗО можно рассматривать и как устройство для обеспечения пожарной безопасности
Основными элементами конструкции УЗО (рис 4 1) являются дифференциальный трансформатор тока 3; чувствительный элемент - магнитоэлектрическое реле-защелка 4; механизм расцепителя 5 с контактной системой 6
Функционально УЗО определяется как быстродействующий защитный выключатель реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке (рис. 4.1)
В нормальном режиме при отсутствии дифференциального тока (тока утечки) - рабочие токи нагрузки 7 в прямом и обратном проводниках дифференциального трансформатора 3 равны по величине и направлены навстречу друг другу. Соответственно эти токи создают равные по величине встречнонаправленные магнитные потоки Ф1 и Ф2, в результате чего ток во вторичной обмотке равен нулю и не вызывает срабатывания чувствительного элемента - магнитоэлектрической защелки 4.
При возникновении дифференциального тока IDn например, при пробое изоляции на корпус заземленного электроприемника, при прикосновении человека к открытым токопроводящим частям баланс токов в прямом и обратном проводниках, а следовательно, и магнитных потоков нарушается и во вторичной обмотке появляется трансформированный дифференциальный ток небаланса, который вызывает срабатывание защелки 4. Она действует, в свою очередь, на механизм расцепителя 5, а он приводит в действие контактную систему 6, и защищаемая цепь обесточивается
Конструкции УЗО разделяются на две категории
УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания (электромеханические). Источником энергии, необходимой для функционирования (выполнения операции отключения), является сам сигнал - дифференциальный ток, на который оно реагирует.
УЗО, функционально зависящие от напряжения питания (электронные). Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника.
Область применения устройств, функционально зависящих от напряжения питания, ограничена в силу их меньшей надежности, подверженности воздействию внешних факторов и др.
Расширение электрических сетей с нулевым защитным проводником требует обязательного применения УЗО в целях защиты электропроводок и электрооборудования от возгорания. Использование нулевого защитного проводника в сетях зданий без УЗО повышает их пожарную опасность вследствие возможности возникновения короткого замыкания фазного провода на заземляющий проводник электрической сети или внешние заземленные поверхности электрооборудования с оболочкой класса I.
Согласно ГОСТ Р 50807-95 [33] нормируются следующие параметры УЗО.
Номинальное напряжение - указанное изготовителем действующее значение напряжения, при котором обеспечивается работоспособность УЗО.
Номинальный ток нагрузки - указанное изготовителем значение тока, которое УЗО может пропускать в продолжительном режиме работы.
Номинальный отключающий дифференциальный ток - значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации.
Номинальный неотключающий дифференциальный ток - наибольшее значение дифференциального тока, которое не вызывает отключения УЗО при заданных условиях эксплуатации.
Сверхток - ток, значение которого превосходит наибольшее рабочее значение тока.
Предельное значение неотключающего сверхтока - минимальное значение неотключающего сверхтока при симметричной нагрузке двух- и четырехполюсных УЗО или несимметричной нагрузке четырехполюсных УЗО.
Номинальная включающая и отключающая способность (коммутационная способность) - действующее значение ожидаемого тока, который УЗО способно включать, пропускать в течение времени своего размыкания и отключать при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности.
Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току - действующее значение ожидаемого дифференциального тока, которое УЗО способно включать, пропускать в течение своего размыкания и отключать при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности.
Номинальный условный ток короткого замыкания (ток термической стойкости) - указанное изготовителем действующее значение ожидаемого тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий - плавкой вставкой с номинальным током, равным току нагрузки УЗО.
Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания - действующее значение ожидаемого дифференциального тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий при заданных условиях эксплуатации без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность.
Время отключения (время срабатывания) - промежуток времени между моментом внезапного возникновения отключающего дифференциального тока и моментом завершения срабатывания данного устройства до полного гашения дуги.
Конкретная модификация УЗО выбирается на основе электротехнического расчета нормальных и аварийных режимов работы электроустановки.
Технические требования и параметры УЗО на основе ГОСТ Р 50807-95 и НПБ 243-97 [32] приведены в табл. 4.7.
Технический параметр |
Значение параметра |
Номинальное напряжение Un, В |
220, 380 * |
Номинальный ток нагрузки In, А |
6, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125, 200* |
Номинальный отключающий дифференциальный ток (ток утечки) IDn, мА |
10, 30, 100, 300, 500* |
Номинальный неотключающий дифференциальный ток IDno, мА |
0,5IDн |
Предельное значение неотключающего сверхтока Inm, A |
6In |
Номинальная включающая и отключающая (коммутационная) способность Im, A |
10In или 500 А (выбирается большее значение) |
Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току IDm, А |
10In или 500 А (выбирается большее значение) |
Номинальный условный ток короткого замыкания Inc, А |
1500, 3000, 6000, 10000 |
Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания IDc, А |
1500, 3000, 6000, 10000 |
Номинальное время отключения Тн**, с |
0,3 при IDn, 0,15 при 2IDn, 0,04 при 5IDn или при 500 А |
* В зависимости от модификации устройства.
** Тн - заданы для любого-рабочего тока, не превышающего номинальный.
УЗО должно отключать защищаемую часть электроустановки при появлении в ней синусоидального переменного или пульсирующего постоянного (в зависимости от модификации) тока утечки, превышающего 0,5 номинального отключающего дифференциального тока.
Уставка (номинальный дифференциальный отключающий ток) УЗО выбирается на основе критериев электробезопасности с учетом тока нагрузки. Рекомендуемые значения уставки приведены в табл. 4.8.
Вид потребителя |
Номинальный ток уставки УЗО в зоне защиты, мА, при токе нафузки, А |
||||
16 |
25 |
40 |
63 |
80 |
|
Одиночный потребитель |
10 |
30 |
30 |
30 |
30 |
Группа потребителей |
30 |
30 |
30 (100) |
100 |
300 |
На главном вводе (ВРУ, ВРЩ) |
300 |
300 |
300 |
300 |
500 |
В ряде случаев, для определенных потребителей значение уставки задается нормативными документами.
Стандартные значения максимального времени отключения при любом рабочем токе нагрузки не должны превышать значений, приведенных в табл. 4.8.
Схема включения УЗО должна предусматривать установку последовательно с УЗО защитного устройства от сверхтоков (автоматический выключатель, плавкая вставка), отвечающего соответствующим стандартам. При этом номинальный ток УЗО должен быть равен или быть на ступень выше номинального тока защитного устройства от сверхтоков.
В некоторых случаях, например для одиночных потребителей электроэнергии, целесообразно применять комбинированное УЗО, т.е. УЗО со встроенной защитой от сверхтоков и перегрузки.
В настоящее время выпускаются УЗО двухполюсные (для однофазных электроустановок) и четырехполюсные (для трехфазных электроустановок).
Некоторые виды отечественных УЗО и их параметры представлены в табл. 4.9.
Параметры |
Тип устройства защитного отключения |
||||
УЗО-22 |
ВАД-11 |
Д-АС |
М304 |
Астро*УЗО |
|
Номинальное напряжение, В |
220 |
220/380 |
|||
Частота, Гц |
50 |
50; 60 |
50 |
50 |
50 |
Номинальный ток нагрузки, А |
6,3; 10; 16; 25; 32; 40 |
6; 40 |
6; 10; 16; 25; 32 |
16; 25; 40; 63 |
|
Номинальное значение дифференциального отключающего тока, мА |
10; 30 |
10; 30; 100 |
10, 30, 100, 300 |
10; 30 |
10; 30; 100; 300 |
Максимальное время отключения при номинальном дифференциальном токе, мс |
40 |
10 |
40 |
30 |
30 |
Рабочая температура, °С |
От -10 до +40 |
От -5 до +40 |
От -5 до +40 |
От -25 до +40 |
От -20 до +45 |
Зависимость от колебаний напряжения сети |
Не зависит |
||||
Потребность в источнике питания |
Требуется |
Не требуется |
|||
Тип расцепителя |
Электронно-магнитный |
Электромеханический |
Краткое содержание:
МИНИСТЕРСТВО ВНУТРЕННИХ ДЕЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК В ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ
1. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ
1.2. Классификация взрывоопасных зон
1.3. Классификация взрывоопасных смесей
1.4. Взрывозащищенное электрооборудование
1.4.3. Маркировка взрывозащищенного электрооборудования
1.5. Выбор электрооборудования для взрывоопасных зон
1.5.1. Электропроводки и кабельные линии
1.5.3. Аппараты управления и приборы
1.6. Заземление и зануление электроустановок во взрывоопасных зонах
2. ВЫБОР И ПРИМЕНЕНИЕ ЗАРУБЕЖНОГО ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
2.2. Сопоставление отечественной и зарубежной классификаций взрывоопасных зон
2.3. Сопоставление классификаций взрывоопасных смесей по ПУЭ и зарубежным стандартам
2.4. Соответствие маркировок зарубежного и отечественного электрооборудования по взрывозащите
3. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ
3.2. Классификация пожароопасных зон
3.3. Выбор электрооборудования для пожароопасных зон
3.3.1. Электропроводки и кабельные линии
3.4. Заземление и зануление электроустановок в пожароопасных зонах
4. АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
4.3 Автоматические выключатели (автоматы)
4.4. Устройство защитного отключения (УЗО)
4.4.1. Элементы конструкции и принцип действия УЗО
4.4.4. Выбор типа и параметров УЗО
4.4.5. Селективность работы УЗО
4.4.6. Требования пожарной безопасности
5. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ (ЭСИБ) И ЗАЩИТА ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
5.2. Условия электризации и предельные параметры процессов электризации
5.3. Чувствительность к зажигающему воздействию разрядов
5.4. Зажигающая способность разрядов статического электричества
5.5. Критерии электростатической искробезопасности
5.6. Требования к заземлению и данные по обеспечению ЭСИБ в некоторых технологических процессах
Классификация взрывоопасных зон для отдельных производств и установок
Номенклатура монтажных коробок для пожаровзрывоопасных зон и помещений
Перечень стандартов на взрывозащищенное электрооборудование
1. ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ
2. ВЫБОР И ПРИМЕНЕНИЕ ЗАРУБЕЖНОГО ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
3. ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ В ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ
4. АППАРАТЫ ЗАЩИТЫ В ЭЛЕКТРОУСТАНОВКАХ
5. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ (ЭСИБ) И ЗАЩИТА ОТ СТАТИЧЕСКОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА