Защитные отключающие устройства

Защитное отключение - это быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности
поражения током. Оно применяется как самостоятельное средство защиты взамен защитного заземления или зануления, так и в дополнении к ним.

Опасность поражения электрическим током может возникнуть:

- при замыкании фазы на металлический корпус электрооборудования;

- при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли;

- при появления в сети более высокого напряжения;

- при случайном прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под

напряжением.

Защитное отключение чаще всего применяется в электроустановках до 1000В с изолированной и заземленной нейтралью, но особенно эффективно в тех случаях, когда устройство зануления или заземления затруднено (например, в передвижных электроустановках, переносном электроинструменте) или невозможно (соединение трехфазной системы треугольником).

Основными элементами устройства защитного отключения (УЗО) является датчик и автоматический выключатель. В простейшем случае датчик может быть реле тока или напряжения. В качестве автоматического выключателя в электроустановках до 1000В могут применяться контакторы (приборы, принцип работы которых основам на замыкании контактов при протекании тока в катушке) или магнитные пускатели - трехфазные контактору переменного тока, снабженные тепловыми реле для автоматического отключения потребителя при перегрузках.

Рисунок 1 - Схема УЗО, реагирующего на изменение напряжения корпуса

относительно земли

Схема УЗО содержит три цепи: силовую, управления и датчика. Силовая цепь состоит из предохранителей, главных контактов КМ1, КМ2, КМЗ тепловых реле, КК2 и обмоток электродвигателя. В цепь управления входит катушка контактора, кнопочная станция с нажимным замыкающим контактом SBS и размыкающим контактом SBT и контактом реле PV. Цепь датчика состоит из катушки реле PV и вспомогательного заземления Rb. Электроды вспомогательного заземления Rb размещаются в зоне нулевого потенциала, т.е. не ближе 15...20 метров от заземления R3.

При нажатии кнопки SBS образуется цепь управления: фаза В, предохранитель F2, контакты реле КК( 1-2), контакты реле PV1, контакты SBT, замкнувшиеся контакты SBS, катушка КМ, предохранитель F3, фаза С. Магнитный пускатель срабатывает. Через замкнувшиеся главные контакты КМ1, КМ2, КМЗ, предохранители Fl, F2, F3 и тепловые реле КК1. КК2 двигатель подключен к трехфазной сети. Удержание цепи управления при отпускании кнопки SBS осуществляется вспомогательными контактами КМ4. Отключение двигателя выполняется нажатием кнопки SBT, т.е. размыканием цепи управления.

При пробое фазы А на заземленный или зануленный корпус двигателя вначале проявиться защитное свойство заземления (или зануления), благодаря которому напряжение корпуса Uk станет равным Uk=I3*R3. Затем, если напряжение корпуса окажется выше предельно допустимого значения Uk доп, срабатывает реле напряжения PV и размыкает цепь управления. Главные контакты Км 1, КМ2, КМЗ размыкаются и двигатель отключается от сети.

При длительном повышении тока в силовой цепи более чем на 20% размыкаются контакты теплового реле КК (1-2), цепь управления размыкается и двигатель отключается от сети.

Схема датчика УЗО, реагирующего на изменение тока замыкания на землю, приведена на рисунке 2.

Рисунок 2. Датчик УЗО, реагирующий на изменение тока.

Основным элементом в этой схеме является реле тока КА.

При пробое одной из фаз на корпус возникает цепь тока: фаза А, предохранитель Fl. контакт КМ1, корпус, реле тока КА. диоды VD1 (VD2) к фазам С (В).

Обмотка реле тока отрегулирована так, что при прохождении через нее ток а 10... 15 мА реле срабатывает и размыкает свой нормально замкнутый контакт КА1 в цепи управления. Вследствии этого автоматическое выключающее устройство отключит неисправное электрооборудование от сети.

Существуют и другие схемы УЗО, например: напряжения фазы относительно земли, напряжения нулевой последовательности, ток нулевой последовательности, и оперативный ток. Есть и комбинированные схемы УЗО, датчики, которые реагируют на изменение параметров.