5.2 Устройство защитного отключения (узо)
Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено для защиты людей от поражения электрическим током при контакте с токопроводящими частями электроустановок и для предотвращения возгораний, пожаров, возникающих вследствие длительного протекания токов утечки и развивающихся из них токов короткого замыкания.
УЗО применяется для комплектации вводно-распределительных устройств (ВРУ), вводных и распределительных щитов, устанавливаемых в общественных зданиях - детских дошкольных учреждениях, школах, профессионально-технических, средних, специальных и высших учебных заведениях, гостиницах, санаториях, мотелях, библиотеках, крытых спортивных и физкультурно-оздоровительных учреждениях, бассейнах, саунах, театрах, клубах, кинотеатрах, магазинах, предприятиях общественного питания, предприятиях бытового обслуживания, торговых павильонах, киосках и т.п., жилых зданиях - индивидуальных и многоквартирных жилых домах, дачах, садовых домиках, общежитиях, бытовых помещениях и т.п., в административных зданиях, производственных помещениях - цехах, мастерских, АЗС, автомойках, ангарах, гаражах, складских помещениях и т.п.. К объектам, подлежащим оснащению УЗО, относятся: вновь строящиеся, реконструируемые, капитально ремонтируемые жилые дома, общественные здания, промышленные сооружения и хозпосгройки, независимо от форм собственности и ведомственной принадлежности.
Функционально УЗО можно определить, как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.
Структуру УЗО формируют из следующих основных функциональных блоков: (рис.37): датчика дифференциального тока (1); блока управления с пороговым элементом (2); Исполнительного механизма (3); цепи тестирования (4).
В абсолютном большинстве УЗО, применяемых в настоящее время, в качестве датчика дифференциального тока используют трансформатор тока (называемый иногда, применительно к трехфазным целям, "трансформатором тока нулевой последовательности" – ТТНП. Пороговый элемент выполняют, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле или электронных компонентах.
Исполнительный механизм включает в себя сильноточную контактную группу с механизмом привода.
В нормальном режиме, при протекании рабочего тока нагрузки и при отсутствии дифференциального (разностного) тока - тока утечки (Iл), токи в прямом и обратном проводниках, образующих встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока УЗО (1), равны по модулю (I1-I2) и наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно - встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2. В результате этого ток во вторичной обмотке равен нулю и не вызывает срабатывания порогового элемента блока управления (2).
Рисунок 366 Структура устройства защитного отключения УЗО
1 .Датчик дифференциального тока; 2. Блок управления с пороговым элементом; 3. Исполнительный механизм; 4.Цепь тестирования
При возникновении дифференциального тока, например, утечки на землю или прикосновения человека к токоведущим частям - баланс токов, а, следовательно, и магнитных потоков, нарушается и во вторичной обмотке появляется трансформированный дифференциальный ток (ток небаланса), который вызывает срабатывание порогового элемента, воздействующего на исполнительный механизм (3). Исполнительный механизм воздействует на привод контактной группы и защищаемая цепь обесточивается.
Конструкции УЗО по способу технической реализации разделяются на следующие две категории:
1. УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания (электромеханические). Источником энергии, необходимой для выполнения операции отключения, является сам сигнал: ток утечки, на который оно реагирует;
2. 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 питания.
Для жилых, общественных и других зданий необходимо применять УЗО, не требующие источника питания (электромеханические). Применение электронных устройств, для работы которых необходим источник питания, допускается только в качестве дополнительных (дублирующих) к основному.
В европейских, странах - Германии, Австрии, Франции электротехнические нормы допускают применение УЗО только первой категории - не зависящих от напряжения питания. УЗО второй категории разрешено применять только в качестве дополнительной защиты к устройствам первой категории для конечных потребителей, например, для электроинструмента, передвижных электроприемников и т.п.
Не допускается применение УЗО в электроустановках, внезапное отключение которых может привести по технологическим причинам к возникновению ситуаций, опасных для пользователей и обслуживающего персонала, к отключению пожарной, охранной сигнализации и т.п.
В особо опасных помещениях, для ответственных и конечных потребителей дополнительно применяются УЗО, встроенные в розеточные блоки. Для переносных электроприборов и электроинструмента рекомендуется использовать УЗО-розетки и УЗО-вилки, входящие в комплект электроприборов, или в виде шнура-удлинителя.
УЗО, применяемые в электроустановках зданий на объектах Российской Федерации, должны отвечать требованиям действующего (ГОСТ Р 50807-95) и в обязательном порядке пройти сертификационные испытания по утвержденной Главгосэнергонадзором и Главгосстандартом программе в специализированном на УЗО сертификационном центре с выдачей российского сертификата соответствия и его регламентированным ежегодный инспекционным контролем.