Сергей Шмаков - Профессиональные советы домашнему электрику

По степени защиты от воздействия окружающей среды обычное исполнение УЗО — IP 20. Встречаются также УЗО специального исполнения — IP 40. При более высоких требованиях по степени защиты УЗО должны устанавливаться в защитный кожух.

УЗО обычного исполнения имеют диапазон рабочих температур от -5 до 40 °C. В специальном исполнении — для диапазона температур от -25 до 40 °C на УЗО наносится знак.

Номинальный ток короткого замыкания I nс— один из основных параметров УЗО, характеризующий, прежде всего, качество изделия. Указанное заводом-изготовителем значение этого параметра проверяется при сертификационных испытаниях устройства. Смысл испытания заключается в определении термической и электродинамической стойкости изделия при протекании сверхтоков.

При испытании на специальном стенде создается цепь из мощного источника и нагрузки, обеспечивающая протекание заданного сверхтока из ряда: 3; 4,5; 6; 10 кА. Испытательный ток не достигает заданного значения, поскольку отключается ранее последовательно включенным защитным аппаратом с нормированной уставкой.

Как правило, для этой цели применяются плавкие вставки в виде серебряных проводников калиброванного сечения. Значение I nс, как важнейшего параметра УЗО, должно обязательно быть приведено на лицевой панели устройства, или в сопроводительной технической документации на УЗО.

Для УЗО типов S и G (с задержкой срабатывания) предъявляются повышенные требования по данному параметру, поскольку предполагается, что, во-первых, УЗО этого типа устанавливаются на головном участке сети, где токи короткого замыкания, естественно, выше, во-вторых, такие устройства, имея задержку по срабатыванию, могут находиться под воздействием аварийных токов более продолжительное время.

Номинальный дифференциальный ток короткого замыкания I Dc— параметр аналогичен рассмотренному в I nс. Главным отличием является то, что сверхток протекает по одному проводнику УЗО и испытания проводятся при включении испытательного тока поочередно по отдельным полюсам УЗО.

Предельное значение неотключающего сверхтока I nm — данный параметр характеризует способность УЗО не реагировать на симметричные токи короткого замыкания и перегрузки. Является важным показателем качества устройства. Неправильно считать, что это ток, при котором УЗО должно производить отключение. Нормативы определяют минимальное значение неотключающего тока, равное шестикратному значению номинального тока нагрузки, т. е. I nm = 6∙ I n

Максимальное значение неотключающего сверхтока не нормируется и может иметь значения, намного превышающие 6∙ I n .

Номинальная включающая и отключающая способность (коммутационная способность) I m . Коммутационная способность зависит от качества исполнения устройства, качества силовых контактов, мощности пружинного привода, материала (пластмассовых или металлических деталей) и качества механизма, наличия дугогасящей камеры и др.

Этот параметр в значительной степени определяет надежность УЗО. В некоторых аварийных режимах УЗО должно осуществить отключение сверхтоков, опережая автоматический выключатель, при этом оно должно сохранить свою работоспособность.

Номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току I Dm. Данная характеристика аналогична рассмотренной выше I m с той разницей, что предполагается протекание дифференциального сверхтока, например, при коротком замыкании на корпус электроприбора в системе TN-C-S.

Принципиальная схема УЗО включает в себя такие функциональные группы:

♦ дифференциальный трансформатор тока (используется в большинстве УЗО), который измеряет баланс токов между входящими в него проводниками (на рис. 12.3: 1 и 2 — это его первичные обмотки, а 3 — вторичная обмотка;

♦ пусковой элемент (это, как правило, электромагнитное реле), который служит для управления (воздействия) исполнительным механизмом;

♦ исполнительный механизм, который предназначен для аварийного отключения защищаемой цепи.

♦ кнопка «Тест», предназначенная для контроля исправности УЗО путем создания имитации тока утечки.

Принципиальная электрическая схема электромеханического УЗО представлена на рис. 12.3.

Рис. 12.3. Принципиальная электрическая схема однофазного УЗО

Рассмотрим работу принципиальной схемы УЗО. При исправности контролируемой линии нет заданного тока утечки. При этом дифференциальный трансформатор находится в состоянии покоя (равновесия), потому что токи в встречно включенных первичных обмотках трансформатора равны.

Равные магнитные потоки, идущие навстречу друг другу, взаимовычитаются и равны нулю. Поэтому во вторичной обмотке не возникает электромагнитное поле, а, значит, нет напряжения. Значит, и не возникает ЭДС, способная воздействовать на реле, на основе которого собран пусковой механизм .

А как только происходит утечка на защищаемой (контролируемой) линии, равная значению срабатывания УЗО (как правило, от 10 до 30 мА), то нарушатся равенство в первичных обмотках трансформатора. Вследствие этого возникает электромагнитное поле в первичных и вторичных катушках, которое образует связь по напряжению. В итоге, во вторичной обмотке возникает напряжение срабатывания реле (пусковой элемент), которое воздействует на исполнительный механизм и отключает контактную группу, обесточивая, таким образом, защищаемую линию.

Следует помнить, что УЗО требует ежемесячной проверки, которая осуществляется нажатием кнопки «Тест». При этом происходит замыкание цепи, имитирующей искусственную утечку тока и срабатывание устройства защитного отключения. Отсутствие срабатывания укажет на полную неисправность устройства.

Схема трехфазного УЗО аналогична схеме однофазного. Она отличается количеством первичных обмоток (рис. 12.4).

Рис. 12.4. Принципиальная электрическая схема трехфазного УЗО

Основные функциональные блоки УЗО

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

Основные функциональные блоки УЗО представлены на рис. 12.5.

Рис. 12.5. Принцип действия УЗО

Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока , рассмотренный выше. В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока.