Назначение УЗО

УЗО (устройства защитного отключения) относятся к разряду средств дифференциальной защиты, так как реагируют на дифференциальный ток (перегрузку или КЗ).

назначение 

• Защита людей от поражений электрическими токами при непосредственном контакте с частями электрооборудования, находящимися под напряжением.
• Защита людей от поражений электрическими токами при неисправностях установок и оборудования.
• Предотвращение возгораний спровоцированных замыканиями на почву и токами утечки.

Зануление является малоэффективным в случаях обрыва нулевого кабеля, при малом замыкании и снижении уровня изоляции. В таких случаях, единственным эффективным средством, которое способно защитить человека от поражений электрическими токами является УЗО.

Методом быстрого разрыва цепи, защитное устройство ограничивает продолжительность протекания тока через тело при контакте с элементами электроустановки, находящейся под напряжением.

Так же устройство отключения осуществляет защиту от возгораний, спровоцированных неисправностями электрооборудования, электропроводки и возможными утечками тока при повреждении изоляции. Из-за дефектов изоляции развиваются КЗ, происходит утечка тока на землю или на защиту проводок. УЗО реагирует на такие малые изменения заблаговременно, отключая электрооборудование от источника питания, не допуская искрения, нагрева проводников и возможных последующих возгораний.

Виды УЗО

Устройства защитного отключения классифицируются на несколько видов. Наиболее популярными, являются электромеханические и электронные УЗО.

Электромеханические УЗО состоят из трех основных частей:

• Блокировочный механизм коммутационного аппарата.
• Суммирующий трансформатор тока — обнаруживает утечку электроэнергии.
• Расцепитель — выполняет механическое разъединение при изменении электрической величины.

Электромеханические УЗО являются более распространенными, это объясняется тем, что данный тип устройств обнаруживает утечку тока независимости от уровня напряжения сети. Корректная работа устройств данного типа обеспечивается высокоточной механикой, в виде чувствительных магнитоэлектрических элементов.

Электромеханическое УЗО гарантирует срабатывание в 100% случаев.

Электронные УЗО состоят из трех основных частей:

• Компаратор или стабилитрон — элемент сравнения.
• Суммирующий трансформатор тока — обнаруживает утечку электроэнергии.
• Расцепитель — выполняет механическое разъединение при изменении электрической величины.

Электронное УЗО, в первую очередь отличается простотой конструкции и соответственно стоимостью. Она гораздо ниже, чем у электромеханических устройств. Недостатком данного типа является то, что они не гарантируют 100% срабатывание. В то же время, активация устройств на срабатывание данного типа определяется не только утечкой электроэнергии, но и скачками сетевого напряжения.

Принцип работы УЗО

Суммирующий трансформатор УЗО соединяется со всеми проводами электроустановки. Намагничивающее действие всей совокупности токоведущих проводов взаимно компенсируется в трансформаторах, а сума всех токов равна нулю, закон Кирхгофа.

Таким образом, отсутствуют остаточные магнитные поля, благодаря которым могло бы появиться напряжение вторичной обмотки.

При утечке тока вследствие неисправности, нарушается равновесие. В сердечниках формируются остаточные магнитные поля, вследствие которых создается напряжение во вторичной обмотке. Благодаря этому срабатывает блокировочное устройство и расцепитель разрывает электрическую цепь с поврежденной изоляцией.

Такой принцип отключения дает высокий уровень защиты, так как на его срабатывание не влияет сетевое напряжение или энергия от вспомогательных источников. Именно по этому, УЗО являются единственными эффективными защитными средствами.

При контакте человека с оголенными частями электроустановки, через тело протекает ток. Сила этого напряжения равна величине тока фазы (220 В) разделенного на суму сопротивления человеческого тела, проводов и заземления:

Ichel = Уф / (RPR + R + Rchel).

Сопротивлением проводки и заземления можно пренебречь, так их величина ничтожно мала по отношению к величине сопротивления человеческого тела, равного 1000 Ом. Исходя из этого, сила тока, проходящего через тело, будет равна 220 мА.

Нормативно-справочными документами определено, что 5 мА — это минимальная сила тока, протекание которой ощущает человеческий организм. Ток, величина которого равняется 10 мА, называется током неотпускания. Протекание тока такой силы через человеческое тело сопровождается самопроизвольными сокращениями мышц. Электрическое напряжение величиной 30 мА может привести к параличу дыхания. А сила тока в 50 мА способна привести к необратимым процессам, связанными с сердечной аритмией и кровотечениями. В свою очередь, протекание тока через человеческий организм, сила которого равна 100 мА, может привести к летальному исходу. Время безопасного касания к электроустановки с напряжением в 220 В равно всего 0,17 с. А контактировать с электросетью с напряжением 380 В спокойно можно всего лишь 0, 08 с.

Вывод

Для защиты человеческого организма, необходима система, реагирующая на протекание не менее 10 мА, за время не более 0,08 с. Зафиксировать такую небольшую утечку и вовремя отключить может только устройство защитного отключения.