Устройство защитного отключения (УЗО)

В любом электрическом приборе и устройстве не смотря на его надежность, марку или популярность может возникнуть ситуация с нарушением изоляции (ничто не вечно). Последствием чего становится появления потенциала сети там, где его не должно быть (например на корпусе холодильника). Это приведет к тому, что коснувшись корпуса холодильника вас моет ударить током. Во избежание таких ситуаций применяют устройства защитного отключения (УЗО).

УЗО – это защитный выключатель, который отключит потребителя от сети, если в цепи произойдет утечка тока на «землю» (заземляющий провод РЕ). Рассмотрим схему его работы на наглядной схеме:

Устройство защитного отключения схема

Где 1 – дифференциальный трансформатор тока;

2 – чувствительный элемент (реле или электронный элемент);

3 – тестовая кнопка;

Принцип работы устройства защитного отключения

При подключении УЗО фазовый и нулевой  провода подключаются к трансформатору тока. Обмотки данного устройства сделаны так, что при протекании тока через фазовый и нулевой провода результирующий магнитный поток сердечника трансформатора равен нулю. Выполняется условие – входной ток Iвх (красный на рисунке) равен выходному Iвых (синий). В итоге в третьей обмотке, к которой подключен чувствительный элемент, не будет наводится ЭДС – ток третьей обмотки тоже будет равен нулю. Это сбалансированная работа системы.

Если вдруг в системе появится ток утечки Iут (зеленый на схеме), равновесие системы нарушится Iвх ≠ Iвых. Соответственно магнитные потоки будут также не равны и в третьей обмотке трансформатора будет наводится ЭДС – соответственно начнет протекать ток. Как только ток, протекающий в третьей обмотке, достигнет уставки срабатывание, чувствительный элемент 2 сработает и контакты разомкнутся.

Для тестирования исправности системы защитного отключения предусмотрена кнопка 3. Также на схеме присутствует добавочный резистор Rд, который подбирают таким образом, чтоб ток, протекающий через резистор, соответствовал уставке срабатывания. При нажатии на эту кнопку УЗО должно сработать – тогда оно исправно.

Однофазное УЗО выглядит так:

Однофазное УЗО

 Трехфазное устройство защитного отключения

Трехфазное УЗО практически ничем не отличаются от однофазного по принципу работы. В трехфазных устройствах защитного отключения через трансформатор тока проходят четыре провода, вместо двух как в однофазном. Схема этого устройства показана ниже:

Трехфазное устройство защитного отключения схема

Где: 1 – трансформатор тока;

2 – чувствительный элемент;

3 – устройство отключения выключателя;

4 – выключатель;

Z1, Z2, Z3, – сопротивление нагрузки каждой фазы;

Z4 – сопротивление, через которое протекает ток утечки;

Как известно геометрическая сумма векторов тока трехфазной сети равна нулю. При нормальном режиме работы в сердечнике трансформатора магнитный поток Ф тоже будет равен нулю. Если же произойдет разбалансировка трехфазной сети (нагрузка одной фазы станет больше другой, соответственно увеличится ток), то по нейтральному проводнику дисбаланс будет обратно возвращаться в сеть, что компенсирует появившуюся разницу магнитных потоков Ф и результирующий поток будет равен все также нулю. Если произойдет утечка на землю (Iут) любой из фаз, то разница уже не будет протекать обратно через нулевой провод в сеть, соответственно появится разность магнитных потоков Ф в сердечнике трансформатора и если он превысит уставку срабатывания, то чувствительный элемент 2 подаст сигнал на отключающее устройство 3.

Трехфазное УЗО

Также не маловажным параметром при выборе УЗО является и тип дифференциального тока, протекающего через устройство. Бывают АС – только переменное напряжение,

А – переменное а также возможно пульсирующее с элементами постоянного тока, В – переменное, пульсирующее, а также постоянного напряжения. По типу срабатывания – мгновенное, обычное и селективное (тип S).

Также нужно учесть, что устройство защитного отключения не контролирует ток нагрузки и короткого замыкания. Поэтому как правило УЗО работает в «паре» с автоматическим выключателем, который контролирует нагрузку и защищает от КЗ. Если автоматический выключатель имеет номинал 16 А, то УЗО рекомендуется выбирать на 25 А, то есть номинал автоматического выключателя должен быть на ступень ниже чем УЗО.

Также вы можете посмотреть на видео о назначении, устройстве и области применения устройств защитного отключения.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *