Защитното изключване възниква поради следните причини. Какви са изискванията за защитно изключване и какви функции изпълнява? Принцип на действие на устройства за остатъчен ток

Защитното изключване е вид защита срещу токов удар в електрически инсталации, осигуряваща автоматично изключване на всички фази на аварийния участък на мрежата. Продължителността на прекъсване на повредената част от мрежата трябва да бъде не повече от 0,2 s.

Области на приложение на защитното изключване: допълнение към защитното заземяване или заземяване в електрифициран инструмент; допълнение към заземяването за изключване на електрическо оборудване, отдалечено от източника на захранване; мярка за защита в подвижни електрически инсталации с напрежение до 1000 V.

Същността на защитното изключване е, че повреда в електрическата инсталация води до промени в мрежата. Например, когато една фаза е късо към земята, фазовото напрежение спрямо земята се променя - стойността на фазовото напрежение ще клони към стойността на линейното напрежение. В този случай възниква напрежение между неутрала на източника и земята, така нареченото напрежение с нулева последователност. Общото съпротивление на мрежата спрямо земята намалява, когато съпротивлението на изолацията се промени към неговото намаляване и т.н.

Принципът на изграждане на вериги за защитно изключване е, че изброените работни промени в мрежата се възприемат от чувствителния елемент (сензор) на автоматичното устройство като входни величини на сигнала. Сензорът действа като токово реле или реле за напрежение. При определена стойност на входната стойност се задейства защитното изключване и изключва електрическата инсталация. Стойността на входното количество се нарича зададена точка.

Блоковата схема на устройство за остатъчен ток (RCD) е показана на фиг.

Ориз. Блокова схема на устройството за дефектен ток: D - датчик; P - конвертор; KPAS - канал за предаване на алармен сигнал; ЕО - изпълнителен орган; MOP е източник на опасност от нараняване

Сензор D реагира на промяна на входната стойност B, усилва я до стойността KB (K е коефициентът на предаване на сензора) и я изпраща към преобразувателя P.

Конверторът се използва за преобразуване на усилената входна стойност в алармен сигнал KVA. След това каналът за предаване на авариен сигнал CPAS предава AC сигнала от преобразувателя към изпълнителния орган (EO). Изпълнителният орган изпълнява защитна функция за отстраняване на опасността от повреда - изключва електрическата мрежа.

Диаграмата показва области на възможни смущения, които влияят на работата на RCD.

На фиг. Показана е схематична диаграма на защитно изключване с помощта на реле за свръхток.

Ориз. Схема на остатъчен ток: 1 - реле за максимален ток; 2 - токов трансформатор; 3 - заземяващ проводник; 4 - заземителен проводник; 5 - електродвигател; 6 - контакти на стартера; 7 - блокиращ контакт; 8 - сърцевина на стартера; 9 - работна намотка; 10 - тестов бутон; 11 - спомагателно съпротивление; 12 и 13 - бутони за спиране и стартиране; 14 - стартер

Бобината на това реле с нормално затворени контакти е свързана чрез токов трансформатор или директно в разрез на проводник, водещ към отделен спомагателен или общ заземяващ електрод.

Електрическият двигател се пуска в действие чрез натискане на бутона “Старт”. В този случай се подава напрежение към бобината, сърцевината на стартера се прибира, контактите се затварят и електрическият двигател се включва. В същото време контактът на блока се затваря, в резултат на което намотката остава под напрежение.

При късо съединение на една от фазите към корпуса се образува токова верига: мястото на повредата - корпусът - заземителният проводник - токовият трансформатор - земята - капацитетът и изолационното съпротивление на проводниците на неповредения фази - източник на захранване - местоположение на повредата. Ако токът достигне текущата работна настройка на релето, релето ще работи (т.е. неговият нормално затворен контакт ще се отвори) и ще прекъсне веригата на бобината на магнитния стартер. Сърцевината на тази бобина ще бъде освободена и стартерът ще се изключи.

За проверка на изправността и надеждността на защитното изключване е предвиден бутон, при натискане на който устройството се активира. Допълнителното съпротивление ограничава тока на повреда към рамката до необходимата стойност. Има бутони за включване и изключване на стартера.

Системата от предприятия за обществено хранене включва голям комплекс от мобилни (инвентарни) сгради, изработени от метал или с метална конструкция за улична търговия и услуги (закусвални, кафенета и др.). Като техническо средство за защита срещу електрически наранявания и срещу възможен пожар в електрически инсталации, задължителното използване на устройства за остатъчен ток в тези съоръжения е предписано в съответствие с изискванията на GOST R50669-94 и GOST R50571.3-94.

Glavgosenergonadzor препоръчва да се използва за тази цел електромеханично устройство от типа ASTRO-UZO, чийто принцип на действие се основава на ефекта на възможни токове на утечка върху магнитоелектрическа ключалка, чиято намотка е свързана към вторичната намотка на трансформатор на ток на утечка , със сърцевина от специален материал. При нормална работа на електрическата мрежа ядрото поддържа освобождаващия механизъм във включено състояние. Ако възникне някаква неизправност във вторичната намотка на токовия трансформатор на утечка, се индуцира ЕМП, сърцевината се прибира и магнитоелектричната ключалка, свързана с механизма за свободно освобождаване на контактите, се активира (превключвателят е изключен).

ASTRO-UZO има руски сертификат за съответствие. Устройството е включено в Държавния регистър.

Не само горепосочените конструкции трябва да бъдат оборудвани с устройство за дефектен ток, но и всички помещения с повишен или специален риск от токов удар, включително сауни, душове, електрически отопляеми оранжерии и др.

Защитно изключване- това е бързодействаща защита, която осигурява автоматично изключване на електрическа инсталация при опасност от токов удар на човек.

В момента защитното изключване е най-ефективната електрическа защитна мярка. Опитът на развитите чужди страни показва, че масовото използване на устройства за остатъчен ток (RCD) е осигурило рязко намаляване на електрическите наранявания.

Защитното изключване се използва все по-често в нашата страна. Препоръчва се да се използва като едно от средствата за осигуряване на електрическа безопасност от нормативни документи (NTD): GOST 12.1.019-79, GOST R 50571.3-94 PUE и др. В някои случаи задължителното използване на RCD в електрически инсталации на сгради се изисква (виж GOST R 5066.9 -94). Обектите, подлежащи на оборудване с АИО, включват: новопостроени, реконструирани и основно ремонтирани жилищни сгради, обществени сгради, производствени съоръжения, независимо от тяхната форма на собственост и принадлежност. Не се допуска използването на RCD в случаите, когато внезапното изключване може да доведе по технологични причини до ситуации, опасни за персонала, до изключване на противопожарни и охранителни аларми и др.

Основните елементи на RCD са устройството за остатъчен ток и задвижващият механизъм - прекъсвачът. Устройство за остатъчен ток- това е набор от отделни елементи, които възприемат входния сигнал, реагират на неговата промяна и при дадена стойност на сигнала действат върху превключвателя. Актуатор- автоматичен превключвател, който осигурява изключване на съответния участък от електрическата инсталация (електрическа мрежа) при получаване на сигнал от устройството за остатъчен ток.

Основни изисквания,изисква се за RCD:

1) Производителност - времето за изключване (), което е сумата от времето на работа на устройството (t p) и времето на работа на превключвателя (t c), трябва да отговаря на условието

Съществуващите конструкции на устройства и устройства, използвани в вериги за защитно изключване, осигуряват време за изключване t o tkl = 0,05 - 0,2 s.

2) Висока чувствителност - способността да се реагира на малки стойности на входните сигнали. Високочувствителните RCD устройства ви позволяват да зададете настройки за превключватели (стойности на входния сигнал, при които се задействат превключвателите), осигурявайки безопасността на човешкия контакт с фазата.

3) Селективност - селективност на действието на RCD, т.е. възможността за прекъсване на връзката с тази област от мрежатапри които е имало опасност от токов удар за човек.

4) Самонаблюдение - способността да реагира на собствените си грешки чрез изключване на защитения обект е желано свойство за RCD.

5) Надеждност - няма повреди в работата, както и фалшиви положителни резултати. Надеждността трябва да бъде доста висока, тъй като отказите на RCD могат да създадат ситуации, свързани с токов удар за персонала.

Област на приложение RCD са практически неограничени: те могат да се използват в мрежи с всяко напрежение и с всеки неутрален режим. RCD са най-разпространени в мрежи до 1000 V, където осигуряват безопасност при късо съединение на фаза към корпуса, съпротивлението на изолацията на мрежата спрямо земята намалява под определена граница, човек докосва част под напрежение, която е под напрежение, в мобилни електрически инсталации, в електрически инструменти и т.н. Освен това, RCD могат да се използват като независими защитни устройства или като допълнителна мярка към заземяване или защитно заземяване. Тези свойства се определят от вида на използвания RCD и параметрите на защитената електрическа инсталация.

Видове дефектнотокови устройства.Работата на електрическата мрежа, както в нормален, така и в авариен режим, е придружена от наличието на определени параметри, които могат да варират в зависимост от условията и режима на работа. Степента на опасност от нараняване на човека зависи по определен начин от тези параметри. Следователно те могат да се използват като входни сигнали за RCD.

На практика за създаване на RCD се използват следните входни сигнали:

Потенциал на корпуса спрямо земята;

Ток на земно съединение;

Напрежение с нулева последователност;

Диференциален ток (ток с нулева последователност);

Фазово напрежение спрямо земята;

Оперативен ток.

Освен това се използват и комбинирани устройства, които реагират на множество входни сигнали.

По-долу разглеждаме веригата и работата на устройство за остатъчен ток, което реагира върху жилищния потенциалспрямо земята.

Целта на този тип RCD е да елиминира опасността от токов удар за хората, когато се появи повишен потенциал върху заземен или неутрализиран корпус. Обикновено тези устройства са допълнителна защитна мярка към заземяването или заземяването. Устройството се задейства, ако потенциалът φk, който се появява върху тялото на повреденото оборудване, е по-висок от потенциала φkdop, който е избран въз основа на най-високото дългосрочно допустимо напрежение на допир U ex.adv.

Сензорът в тази верига е релето за напрежение RN,

Фиг.28. Схематична диаграма на RCD, който реагира на

потенциал на корпуса, свързан към земята с помощта на допълнителен заземен електрод R vop

Когато фаза е накъсо към заземен (или неутрализиран) корпус, първо действа защитно заземяване, осигурявайки намаляване на напрежението върху корпуса до стойността Uk = Iz * Rz,

където R z е съпротивлението на защитното заземяване.

Ако това напрежение надвиши напрежението за настройка на релето RN U, тогава релето ще работи поради тока I p, отваряйки веригата на захранване на магнитния стартер MP с неговите контакти. А силовите контакти на магнитния стартер, от своя страна, ще изключат повреденото оборудване, т.е. RCD ще изпълни задачата си.

Оперативното (работното) включване и изключване на оборудването се извършва с помощта на бутоните СТАРТ и СТОП. Контактите ВС на магнитния стартер го захранват след отпускане на бутона СТАРТ.

Предимството на този тип RCD е простотата на неговата верига. Недостатъците включват необходимостта от допълнително заземяване, липсата на самоконтрол на работоспособността, неселективно изключване в случай на свързване на няколко сгради към един защитен заземяващ електрод и нестабилност на настройката при промяна на R vop.

След това ще разгледаме втората верига, която реагира на диференциален ток (или ток с нулева последователност) - RCD(D). Тези устройства са най-универсалните и затова се използват широко в производството, в обществени сгради, в жилищни сгради и др.

Защитното изключване е особено важно, когато в къщата се използват голям брой различни електрически уреди. В тази статия ще разгледаме устройствата за остатъчен ток, които се препоръчват и използват при изграждането на частни къщи. Ще се покаже схема на устройството за остатъчен ток. Нека да разгледаме въпроса какво и кога да използваме - RCD или диференциално автоматично устройство (диференциална автоматична машина). Освен това ще разберем основните разлики между прекъсвачите за остатъчен ток.

Видове прекъсвачи

Важна стъпка в организацията на електрическата безопасност са защитните електрически устройства или, както по-често се наричат, автоматични устройства. Условно те могат да бъдат разделени на три вида:

• автоматични превключватели (АВ);
• устройства за диференциално изключване (RCD);
• диференциални прекъсвачи (DAB).

Фигура 1. Прекъсвач

Фигура 2. Устройство за остатъчен ток (RCD)

Фигура 3. Диференциален прекъсвач (DAB)

Принцип на действие на устройства за остатъчен ток

Автоматични превключватели (AB), виж фиг. 1, са инсталирани за защита на електрическото окабеляване от свръхток и електрически консуматори от късо съединение. Свръхтокът води до нагряване на проводника, което води до пожар на окабеляването и неговата повреда.

Принцип на действие на устройството за остатъчен ток (RCD).(фиг. 2). Инсталираме го за защита срещу токов удар в случай на повреда на изолацията на оборудването и окабеляването. RCD ще ни защити, дори ако докоснем отворени, неизолирани участъци от окабеляване или оборудване, които са под напрежение 220 V и ще предотврати възникването на пожар, ако окабеляването е дефектно.

Ако се появи разлика в тока, RCD изключва захранването с напрежение. Необходимо е да изберете RCD въз основа на два параметъра: чувствителност и номинален ток. Обикновено за домашни цели се избира RCD с чувствителност от 300 mA. Номиналният ток се избира в зависимост от общата мощност на електрическите консуматори и трябва да бъде равен или с порядък по-малък от номиналния ток на входния прекъсвач (AB), тъй като RCD не предпазва от късо съединение и свръхток. Устройство за остатъчен ток (RCD) обикновено се инсталира във веригата след измервателния уред, за да защити всички кабели в къщата, вижте фиг. 4, 5. Съгласно съвременните стандарти инсталирането на RCD е задължително.

Ориз. 4. Схема на свързване на RCD

Ориз. 5 Инсталационна схема за захранване на къща с помощта на RCD

1 - ш разпределителен поток; 2 -неутрален; 3 - w заземяване ина; 4 - еаза; 5 - RCD; 6 - ав томатичен превключвател; 7 - стрхранене на потребителите.

Диференциални прекъсвачи (DAB)комбинират функциите на RCD и AV. Веригата на диференциалния прекъсвач се основава на защита на вериги от късо съединение и претоварване, както и защита на хората от токов удар при докосване на живи части, вижте фиг. 6.

Ориз. 6. Схема на работа на DAV

Тези устройства се използват широко в битови електрически мрежи (220/380 V) и в контактни мрежи. Диференциалният прекъсвач се състои от високоскоростен прекъсвач и устройство за остатъчен ток, което реагира на разликата в токовете в права и обратна посока.

Принципът на работа на диференциалната машина.Ако изолацията на електрическото окабеляване не е повредена и няма човешки контакт с части под напрежение, тогава в мрежата няма ток на утечка. Това означава, че токовете в предния и обратния (фаза-нула) товарни проводници са равни. Тези токове индуцират еднакви, но противоположно насочени магнитни потоци в магнитната сърцевина на токовия трансформатор DAV. В резултат на това токът във вторичната намотка е нула и не задейства чувствителния елемент - магнитоелектрическата ключалка.

Когато възникне изтичане, например: когато човек докосне фазов проводник, балансът на токовете и магнитните потоци се нарушава, във вторичната намотка се появява ток на дисбаланс, който задейства магнитоелектрическата ключалка, която от своя страна действа върху освобождаващия механизъм на машината с контактната система.

За извършване на периодичен мониторинг на работата на RCD и DAV е осигурена тестова верига. Когато натиснете бутона "Тест", изкуствено се създава диференциален ток на изключване. Активирането на защитните устройства означава, че като цяло е в добро работно състояние.

Избор на прекъсвач

Сега нека решим в кой случай и на кой прекъсвач трябва да дадем предпочитание:

• За защита на окабеляването на осветителната мрежа, от която се захранват всички наши лампи, избираме автоматични прекъсвачи (АВ) с работни токове 16 А.
• Контактната мрежа в къщата, която служи за включване на ютии, настолни лампи, телевизор, компютър и др., трябва да бъде защитена с автоматични прекъсвачи с диференциална защита (DAB).
• За мрежата на гнездото избираме DAV с работен ток 25 A и диференциален токизключване 30 mA.
• За да свържем климатик, съдомиялна, електрическа фурна, микровълнова фурна и други мощни уреди, от които се нуждаем в ежедневието, се нуждаем от собствен индивидуален контакт и следователно собствен автоматичен прекъсвач с диференциална защита. Например, за да свържете електрическа пещ с мощност 6 kW, е необходим диференциален прекъсвач с токове на изключване от 32 и 30 mA.

обръщайки внимание,че всички контакти трябва да имат заземяващ контакт. Препоръчвам да свържете захранващо оборудване, като шлифовъчна машина, към прекъсвач. Тъй като цялата мрежа в нашата къща е 220 V, ние избираме изброените прекъсвачи за подходящото напрежение.

Нека поговорим за прекъсвача, който от съображения за безопасност трябва да бъде инсталиран на входа. Ако сме защитили всички изходящи линии с автоматични прекъсвачи с диференциална защита, тогава на входа монтираме автоматичен прекъсвач (АВ) с номинален ток, определен от техническите условия и еднолинейна схема на проект „Електрообзавеждане на жилищна сграда”.

Но е възможно след входния прекъсвач (AB) да се монтира устройство за остатъчен ток (RCD) с диференциален защитен ток от 300 mA. Вижте фиг. 5 за такава схема на свързване. Ако изберем тази опция за защита, това не ни задължава да инсталираме диференциални прекъсвачи за изходната мрежа, а просто да инсталираме автоматичен прекъсвач (AB), вижте същата фигура. 5. Тази схема е приемлива, ако имаме само една гнездова линия с множество гнезда. Но е напълно нерационално, ако имаме множество независими приемници, включени в отделни гнезда.

Например:Имате теч на ток по корпуса на пералнята и случайно сте го докоснали. Диференциалната защита моментално ще заработи и DAV на пералнята ще се изключи. Няма да ви е трудно да установите и отстраните причината. Само си представете колко работа трябва да свършите, за да откриете причината за задействането на RCD на входа.

Бих искал да кажа, че на съвременния пазар на прекъсвачи и RCD има много голям избор от устройства, както местни, така и чуждестранни. Трябва да се има предвид, че продуктите на местното производство се характеризират с големи габаритни размери, възможност за регулиране на тока, по-ниска цена, а експлоатационният живот в домашни условия е почти същият.

Таблица 1. Сравнение на разходите за прекъсвачи

Заключение

И така, в статията обсъдихме въпросите на електрическата безопасност. Те станаха особено актуални, когато в дома ни навлязоха огромен брой електроуреди, битова електроника и компютри. Окабеляването носи много голямо натоварване и е необходимо защитно изключване. Съвременните технологии са много скъпи и взискателни към качеството на мрежите. Ето защо не трябва да пестите защитни мерки, тъй като цената на RCD не е съизмерима с цената на оборудването във вашия дом и още повече с цената на човешкия живот.

Моля, обърнете внимание: Цените са валидни за 2009 г.

Защитно автоматично изключванеот мрежата (наричано по-долу захранване) се осъществява чрез автоматично отваряне на веригата на един или повече фазови проводници (и, ако е необходимо, неутрален работен проводник), изпълнено с цел защита срещу токов удар. Този метод на защита се прилага например в разглежданата система за защитно заземяване, както и в заземителната система и в устройствата за остатъчен ток. Характеристиките на защитните устройства за автоматично изключване и параметрите на проводниците трябва да бъдат координирани, за да се осигури нормализирано време за изключване на повредената верига от устройството за защитно превключване, посочено в PUE, в съответствие с номиналното напрежение на захранващата мрежа. Защитните комутационни устройства могат да реагират на токове на късо съединение (например в заземителна система) или на диференциален ток (устройства за остатъчен ток). В електрически инсталации, където се използва автоматично изключване, се извършва изравняване на потенциала, за да се намали напрежението на докосване в периода от момента на възникване на авария до момента на изключване на захранването.

Нулиранеизползва се в електрически инсталации с напрежение до 1 kV и е умишлено свързване на отворени проводящи части на електрически инсталации (включително техните корпуси) с твърдо заземен неутрал на генератор или трансформатор.

Тази връзка се осъществява с помощта на нулев защитен проводник (PE проводник). Съгласно инструкциите в глава 1.7. PUE, такава система се обозначава с TN (T - „тера“ (на английски) - неутралът на източника е здраво заземен, N - „неутрален“ - отворените проводящи части са свързани към този неутрал). Нулевият PE проводник („защитно заземяване“) трябва да се разграничава от неутралния работен проводник (N), който също е свързан към твърдо заземената неутрала на източника, но е предназначен за захранване на еднофазни електрически приемници. Проводниците PE и N могат да бъдат разделени по цялата си дължина, образувайки заедно с фазовите проводници петпроводна система, обозначена като TN-S (S - "разделени"). Ако те са комбинирани в един PEN проводник по цялата му дължина, тогава това е четирипроводна TN-C система (C - „комбинация“ - „комбинирана“). Използва се и междинна система TN-C-S, при която, започвайки от източника на захранване, се полага PEN проводник, след което се разделя на отделни N и PE проводници в зоната, където са разположени електрически приемници, предназначени за свързване към TN-S система. От гледна точка на безопасността системата TN-S е за предпочитане пред системата TN-C, тъй като при нормална работа работният ток не протича през PE проводника. Следователно потенциалите на неутрализираните отворени проводящи части на електрическите инсталации са практически еднакви и равни на земния потенциал. Системата TN-S, предложена за първи път през 70-те години на 20-ти век, е широко внедрена в домашната индустрия и ежедневието от 1995 г., но обхватът на системата TN-C (използвана от 1910 г.) все още преобладава.

Инсталирането и експлоатацията на трифазни мрежи е невъзможно без ясна (от разстояние) идентификация на фазовите и неутралните проводници. Това е възможно чрез цветно кодиране. Фазовите шини A (означени с L1 на диаграмите), B (L2) и C (L2) са съответно оцветени жълто зелен И червен цветове. Обозначения A, B, C – директна последователност от букви от латинската азбука; директна последователност от букви от руската азбука, съответно - Zh, Z, K (буквата I липсва). Работният нулев проводник (N) е боядисан син цветни, защитни (PE) – в жълто зелен цвят (тъй като проводникът е обозначен с две букви, има два цвята). Комбинираният PEN проводник е боядисан в синьо с напречни (наклонени) редуващи се ивици от жълто и зелено, нанесени на равни интервали. Ако се използва DC мрежа, шината “+” е оцветена Да се червен цвят, „–“ – в син , нулев (неутрален) проводник - в син . В електрическите инсталации автобусът, който е най-близо до човек (например при отваряне на вратата на захранващия блок или при катерене върху опора на въздушна линия), винаги трябва да бъде PE автобус. Следва шината N, а след това фазовите шини и веднага след шината N идва шината фаза C (червеният цвят е цветът на опасността), след това B и накрая най-отдалечената шина е шината фаза A. В DC мрежи, най-близката до човека шина трябва да е неутрална, последвана от шината „+“ (червена) и след това шината „–“.

След като се запознахме с цветната маркировка на проводниците, ще разгледаме принципа на работа на заземяването в трифазна мрежа, използвайки примера на системата TN-C (Фигура 5.26).

Фигура 5.26 - Верига за защитно заземяване (система TN-C)

Заземяването превръща прекъсването на фазата на корпуса в късо съединение (късо съединение) между защитните проводници на фазата и нулата и насърчава потока на ток I до (Фигура 5.26) с голяма величина. Тази стойност на тока задейства защитното устройство (A3), което автоматично изключва повредената инсталация от мрежата. Тази защита може да бъде предпазители или прекъсвачи. Токът на късо съединение трябва да бъде с такава големина, че да доведе до изгаряне на предпазителя или задействане на прекъсвача за време, което не надвишава допустимото.

Според PUE максимално допустимото време за автоматично изключване на защитата в системата TN е 0,8; 0,4; 0,2 и 0,1 s в зависимост от номиналното фазово напрежение на мрежата: съответно 127, 220, 380 и повече от 380 V. Регламентирани са и най-малките площи на напречното сечение на неутралните защитни проводници. Ако защитните проводници са направени от същия материал като фазовите проводници, тогава тяхното най-малко напречно сечение зависи от напречното сечение на фазовите проводници, както следва:

Ако напречното сечение на фазовите проводници е по-малко или равно на 16 mm 2, тогава най-малкото напречно сечение на защитните проводници е равно на напречното сечение на фазовите проводници;

Ако напречното сечение на фазовите проводници е повече от 16 mm 2, но по-малко от 35 mm 2, тогава напречното сечение на защитните проводници трябва да бъде най-малко 16 mm 2;

Ако напречното сечение на фазовите проводници е повече от 35 mm 2, тогава напречното сечение на защитните проводници е равно на половината от напречното сечение на фазовите проводници, при условие че се спазва времето за реакция на защитата (0,4 s при фазово напрежение 220 V).

Напречните сечения на неутралните защитни проводници, направени от други материали, трябва да бъдат еквивалентни по проводимост на посочените.

Нулевият защитен проводник не трябва да съдържа предпазители или други изключващи устройства. Допустимо е използването на превключватели, които едновременно изключват нулевия и фазовия проводник.

Протича еднофазен ток на късо съединение Ik контур "фаза-нула" (Фигура 5.26). Състои се от фазов проводник (участъкът от силовия трансформатор до повредената секция), металната обшивка на електрическата инсталация, свързана към PEN проводника, самият PEN проводник (участъкът от корпуса на електрическата инсталация до нулевата точка на силов трансформатор), както и фазовата намотка на силовия трансформатор (в този случай - фаза А намотки). Ако съпротивлението на веригата фаза-нула е голямо, времето за реакция на защитата ще надвиши максимално допустимото време за автоматично изключване на защитата. Следователно съпротивлението на този контур се измерва най-малко веднъж на всеки три години с помощта на инструменти M417, ESO202 и подобни. Ако стойността на съпротивлението е неприемлива, се проверяват връзките на металните корпуси на електрическите инсталации с нулевия проводник (проверете затягането на болтовите връзки и целостта на заварените контактни връзки, отстранете мащаба, почистете контактите от ръжда). След проверката се проверява контактното съпротивление на контактите - то трябва да бъде не повече от 0,05 Ohm.

Нулевият защитен проводник е свързан към земята чрез заземяване на нулевия и повтарящия се заземяващ проводник, чието съпротивление на разпространение на тока е означено съответно r 0 и r p (Фигура 5.26). Многократното заземяване се извършва в краищата на въздушни линии (или клонове от тях с дължина над 200 m), както и при трифазни (еднофазни) входове в сгради, където има електрически инсталации, които трябва да бъдат заземени. Неутралното заземително съпротивление, общото съпротивление на повтарящите се заземителни проводници и всеки от тях поотделно не трябва да надвишава установените минимални стойности, например в мрежа 380/220 V, съответно 4, 10 и 30 ома (Таблица 5.8). Заземените части на електрическите инсталации се заземяват през нулевия защитен проводник. Следователно, по време на авариен период (преди повредената инсталация да бъде автоматично изключена от мрежата), защитният ефект на това заземяване се проявява, т.е. напрежението на заземените части спрямо земята се намалява. Освен това, това е особено важно в случай на прекъсване на PEN проводника и фазово късо съединение към корпуса след точката на прекъсване. В допълнение, чрез заземяване на неутралния източник, дори при липса на повторно заземяване, потенциалът върху корпусите на електрическото оборудване с повредена изолация е значително намален. При въздушни линии повторното заземяване на нулевия проводник също се използва за целите на мълниезащитата. Като неутрални защитни проводници могат да се използват стоманени ленти, кабели с метална оплетка, метални конструкции на сгради, кранови пътища и др.

В случаите, когато електрическата безопасност не може да бъде осигурена в TN система, използваща защитно заземяване, в мрежа до 1 kV с плътно заземена неутрала, е разрешено заземяването на отворени проводящи части с помощта на заземяващ електрод, електрически независим от твърдо заземената неутрала на източник (система TT). В същото време, за защита срещу непряк контакт, се осигурява автоматично изключване на захранването при задължително използване на RCD и спазване на следните условия:

където I z е токът на изключване на защитното устройство; R z – общо съпротивление на заземителя и най-отдалечения от RCD заземител на електроприемника. Освен това е внедрена система за изравняване на потенциала.

Защитно изключванее бързодействаща защитна система, която автоматично (за 0,2 секунди или по-малко) изключва електрическа инсталация при опасност от токов удар на човек. Защитното изключване се използва в случаите, когато е невъзможно или трудно да се извърши защитно заземяване или заземяване или когато има голяма вероятност хората да докоснат неизолирани части под напрежение на електрически инсталации. Поради това е препоръчително да се използва защитно изключване, за да се осигури защита при използване на ръчни електрически инструменти, мобилни електрически инсталации, а също и в ежедневието.

При късо съединение на фаза към корпуса, когато съпротивлението на изолацията на фазите спрямо земята спадне под определена граница, когато човек докосне част под напрежение, която е под напрежение, настъпва промяна в електрическите параметри на мрежата, което може да послужи като импулс за работа устройства за остатъчен ток (RCD), чиито основни части са устройство за остатъчен ток и прекъсвач.

Защитното устройство реагира на промени в параметрите на електрическата мрежа и подава сигнал за задействане на прекъсвача, който изключва защитаваната електрическа инсталация от мрежата.

Устройства за остатъчен токса предназначени не само да предпазват човек от токов удар при докосване на отворено окабеляване или електрическо оборудване, което е под напрежение, но и да предотвратяват пожар, който възниква поради продължителния поток от токове на утечка и токове на късо съединение, развиващи се от тях.

По този начин основната цел на U3O е: защита срещу токове на утечка; защита срещу токове на повреда към земята; противопожарна защита.

В зависимост от входния сигнал са известни RCD, които реагират на напрежението на тялото спрямо земята, на тока на повреда в земята, на напрежението на нулева последователност, на диференциалния ток, на работния ток и т.н.

Устройство за остатъчен ток, което реагира на напрежението на корпуса спрямо земята (Фигура 5.27), елиминира риска от токов удар, когато се появи повишено напрежение върху заземен или неутрализиран корпус, например в случай на повреда на изолацията.

Фигура 5.27 – Схематична диаграма на RCD, който реагира на напрежението на тялото спрямо земята

Принципът на действие е бързо изключване от инсталационната мрежа, ако напрежението на корпуса спрямо земята е по-високо от предварително зададена стойност, при което докосването на корпуса става опасно. Такъв RCD реагира не само на пълно разрушаване на изолацията, но и на частично намаляване на нейното съпротивление.

Устройство за остатъчен ток, работещо на постоянен работен ток, е предназначено за непрекъснато автоматично наблюдение на фазовата изолация спрямо земята, както и за защита на човек, който докосва живи проводници (Фигура 5.28). В тези устройства активното изолационно съпротивление на трифазни проводници r спрямо земята се оценява от работния ток I op, получен от външен източник, преминаващ през тези съпротивления. Когато r намалее под установената граница в резултат на повреда на изолацията и късо съединение на проводника към земята чрез ниско съпротивление r на прекъсвача или лице, докоснало фазовия проводник, токът I op се увеличава, причинявайки защитената мрежата да бъде изключена от източника на захранване.

Защитно устройство за остатъчен ток, което реагира на диференциален ток, осигурява защита в случай на докосване на човек до заземено или неутрализирано тяло на електрическа инсталация, когато към него има късо съединение на фаза, както и в случай на контакт на човек с част под напрежение, която е под напрежение. RCD от този тип се използват широко в селскостопанския сектор и в ежедневието.

Фигура 5.28 – Схематична диаграма на RCD, работещ на постоянен работен ток (първоначално състояние)

Схематична диаграма на такова устройство за остатъчен ток е показана на фигура 5.29. Сензорът е токов трансформатор (CT) (Фигура 5.30).

Фигура 5.29 – Схематична диаграма на RCD, който реагира на диференциален ток (първоначално състояние)

Фигура 5.30 - Пръстенообразна магнитна сърцевина с вторична намотка на трансформатор

Ако токовете във фазовите проводници I 1, I 2, I 3 са равни и са изместени във фаза на 120 ° един спрямо друг, тогава общият магнитен поток, създаден от тях в магнитната верига на КТ, е нула. Когато възникне асиметрия на фазовата проводимост спрямо земята, например в резултат на късо съединение фаза-земя или лице, докоснало фаза в защитната зона, тогава се нарушава равенството на токовете във фазите. Изглежда диференциален ток, равен на векторната сума на тези токове, който в съответствие с коефициента на трансформация се прехвърля към вторичната намотка на трансформатора към входа на намотката на токовото реле (RT). Ако този ток достигне (или надвиши) стойността на работния ток на релето, тогава неговите нормално затворени контакти ще се отворят, изключвайки захранващия приемник от захранващата мрежа. Релето ще се изключи, дори ако операторът държи ръкохватката за управление във вдигната позиция. Ако е необходимо да се усили сигналът от КТ, токовият усилвател се поставя между него и РТ релето (не е показано на фигура 5.29).

Този тип защитно устройство може да се използва както в мрежа с изолирана, така и в мрежа със заземена неутрала. Това изключващо устройство обаче е най-ефективно в мрежа със заземена неутрала, в която CT може да бъде поставен и върху проводника, заземяващ неутралната точка на силовия трансформатор, в резултат на което цялата мрежа, захранвана от него, ще бъде защитена .

При защита на монофазен електроприемник фазовият и нулевият работен проводник се прекарват през пръстеновидния магнитопровод, с помощта на който той се свързва към захранващата мрежа. При нормална работа токовете в тези проводници са равни и противоположно насочени, така че общият им магнитен поток в магнитната верига е нула. В случай на изтичане на земята, равенството на токовете се нарушава и се появява диференциален ток. Последващото действие на RCD до изключване на електрическия приемник от мрежата е подобно на описаното по-горе устройство по отношение на трифазни защитни обекти.

Устройствата за остатъчен ток могат да служат като допълнителна защита за заземяване и заземяване, както и като независима защита (вместо тях) и не зависят от съпротивлението на заземяването и съпротивлението на нулевия проводник по време на заземяване. Недостатъкът на този тип RCD е неговата нечувствителност към симетрично намаляване на съпротивлението на изолацията на фазата в защитеното електрическо оборудване, което се случва много рядко.

Известна е следната класификация на дифференциалните устройства, задействани от диференциален ток: AC – реагиращи на променлив синусоидален ток; A - реагира на променлив и пулсиращ постоянен ток; B – реагира на променлив, постоянен и изправен ток; S – селективен (със закъснение при изключване); O - същото като тип S, но с по-кратко времезакъснение при изключване.

Наличието на RCD тип A и B се дължи на факта, че диференциалните токове на утечка могат да станат пулсиращи или да приемат формата на изгладен постоянен ток поради използването на електронни устройства, например токоизправители или честотни преобразуватели. Устройствата за остатъчен ток тип S и G са предназначени за осигуряване на селективно изключване на защитавани обекти. По този начин, с многостепенна защитна схема, RCD, разположен по-близо до източника на захранване, трябва да има време за реакция най-малко три пъти по-дълго от времето за реакция на RCD, разположен по-близо до потребителя.

Устройствата за остатъчен ток се предлагат с номинални токове на утечка от 10, 30, 100, 300, 500, 1000 mA. Освен това RCD с настройки от 100 mA или повече обикновено се използват за осигуряване на селективност на защитата, а с настройка от 300 mA също за защита срещу пожар по време на заземяване.

Устройствата за остатъчен ток могат да бъдат електромеханични или електронни. Първите не зависят от захранващото напрежение, тъй като енергията на входния сигнал (диференциален ток) е достатъчна за тяхната работа. Последните са зависими, тъй като се захранват от контролирана мрежа или от външен източник (сигнал с ниска мощност от диференциален трансформатор се подава към електронен усилвател, който захранва механизма за освобождаване на главните контакти на RCD с мощен импулс - десетки и дори стотици вата, достатъчни за задействане на просто освобождаване). От тази гледна точка електронните RCD са по-малко надеждни от електромеханичните. Освен това, ако нулевият проводник се счупи до мястото на инсталиране на електронния RCD, той няма да работи без захранване, а фазовият проводник в защитения обект ще представлява риск от токов удар. За да се елиминира този недостатък, електронните RCD са оборудвани с електромагнитно реле, работещо в режим на задържане, което защитава изключения обект, когато захранването на защитното устройство изчезне. Редица местни предприятия произвеждат електронни устройства за остатъчен ток, докато в Германия, Франция, Австрия и някои други европейски страни е разрешено да се използват само RCD, които не зависят от захранващото напрежение. Електромеханични RCD се произвеждат от водещи западни компании - Siemens, ABB, GF POWER, Legrand, Merlin Gerin и др. Известни са домашни електромеханични устройства - ASTRO-UZO, DEK, IEK.

Известни са и комбинирани RCD, оборудвани с допълнителна вградена защита срещу токове на късо съединение и претоварване - така наречените диференциални прекъсвачи.

Когато избирате RCD, трябва да се ръководите от условието, че общият ток на утечка на стационарни и преносими електрически приемници не трябва да надвишава 1/3 от номиналния ток на изключване на RCD. При липса на данни, токът на утечка на електрически приемници трябва да се вземе със скорост 0,4 mA на ампер ток на натоварване, а токът на утечка в мрежата - със скорост 10 μA на 1 m дължина на фазовия проводник. Въз основа на последното условие в стари къщи и промишлени сгради с износено окабеляване се монтира RCD с номинален ток на изключване 30, а не 10 mA. В нови къщи, в новопостроени промишлени помещения, както и в санитарни помещения с висока влажност, за защита на хора и животни от токов удар се използва RCD с номинален ток на изключване 10 mA (токът на утечка в мрежата няма да причини фалшиви аларми).

Устройството за остатъчен ток е свързано последователно с прекъсвача и се препоръчва да изберете номиналния ток на прекъсвача с една стъпка по-нисък от номиналния ток на RCD. При свързване е препоръчително да използвате специални кабелни накрайници, за да предотвратите прегряване в контактната точка.

За нормална работа на RCD е необходимо да проверявате работата му ежемесечно, като натиснете бутона „Тест“. Деактивирането на RCD показва, че устройството работи правилно. В животновъдните комплекси и производствените съоръжения проверките на ефективността се извършват най-малко веднъж на тримесечие.

RCD не се използва, ако защитената мрежа захранва автоматични системи за пожарогасене, вентилация, аварийно осветление, както и потребители първи групи за надеждност на захранването .

Електрически приемници от първа група (категория)– електрически приемници, чието прекъсване на електрозахранването може да доведе до опасност за човешкия живот, заплаха за сигурността на държавата, значителни материални щети, нарушаване на сложен технологичен процес, нарушаване на функционирането на особено важни елементи на комуналните услуги, комуникациите и телевизионни съоръжения. Тези електрически приемници се захранват с електричество от два независими, взаимно резервирани източника на захранване (вторият може да бъде локална дизелова електроцентрала), като прекъсване на захранването може да бъде разрешено само за времето на автоматично възстановяване на захранването. В агропромишленото производство енергийни приемници от първа категория са птицефабриките.

RCD могат да се използват за защита на електроприемници от втора и трета категория на надеждност на захранването. Силови приемници от втора категория – електрически приемници, прекъсването на електрозахранването на които води до масов недостиг на продукти, масови престои на работници, машини и промишлен транспорт, нарушаване на нормалната дейност на значителен брой градски и селски жители. Електроприемниците от втора категория се захранват с електричество от два независими, взаимно резервирани източника. При прекъсване на захранването от един от източниците на захранване се допускат прекъсвания на захранването за времето, необходимо за включване на резервното захранване от действията на дежурния персонал или мобилната оперативна група. В селскостопанското производство електрически приемници от втора категория са животновъдни комплекси и оранжерии.

За електроприемници от трета категория захранването може да бъде осигурено от един източник, при условие че прекъсванията на захранването, необходими за ремонт, не надвишават 1 ден. Приемниците на енергия получават енергия от един източник. Всички жилищни сгради, гаражи, сервизи и др. принадлежат към електроприемници от трета категория надеждност на захранването.

При избора диференциални прекъсвачи (автоматични машини) е необходимо да се помни, че основните им цели са: защита срещу токове на претоварване; защита срещу токове на късо съединение; защита срещу токове на утечка; защита от пренапрежение; противопожарна защита.

Диференциални прекъсвачимогат да се използват в широк диапазон от температури на околната среда, позволяват свързване както на медни, така и на алуминиеви проводници и не изискват поддръжка по време на работа. Диференциалните превключватели отговарят на съвременните изисквания за пожарна безопасност, корпусните им части са изработени от материали, издържащи тестове за огнеустойчивост при температури до 960 °C. Диференциалните прекъсвачи се предлагат в дву- и четириполюсни версии. Устройството се монтира на DIN шина 35 мм.

Точно като RCD, функционалността се проверява чрез натискане на бутона „Тест“ - при натискане устройството незабавно се изключва. За да включите устройството след тази проверка, трябва да натиснете бутона „Връщане“ и да вдигнете дръжката на превключвателя.

Защитно изключване

Нулиране

Нулиране- умишлено електрическо свързване към нулевия защитен проводник на метални непроводящи части, които могат да бъдат под напрежение. Неутрален защитен проводник е проводник, свързващ неутрализираните части към неутралната точка на намотката на източника на ток или неин еквивалент.

Заземяването се използва в мрежи с напрежение до 1000 V със заземен неутрал. При прекъсване на фазата възниква еднофазно късо съединение върху металния корпус на електрическото оборудване, което води до бързо задействане на защитата и по този начин автоматично изключване на повредената инсталация от захранващата мрежа. Такава защита е: предпазители или максимални прекъсвачи, монтирани за защита срещу токове на късо съединение; автомати с комбинирани изпускания.

При късо съединение на фаза към заземен корпус, електрическата инсталация се изключва автоматично, ако токът на еднофазно късо съединение I З отговаря на условието I З >= Да се∙I N, където I N е номиналният ток на предпазителя или работният ток на прекъсвача, A; Да се- коефициент на кратност на тока.

За игрални автомати Да се= 1,25 - 1,4. За предпазители Да се = 3.

Проводимостта на нулевия защитен проводник трябва да бъде най-малко 50% от проводимостта на фазовия проводник.

Изчисляването на заземяването за безопасността на докосване на корпуса, когато фаза е късо към земята или корпусът се свежда до изчисляване на заземяването на неутралната точка на трансформатора и повторното заземяване на нулевия защитен проводник. Съгласно PUE съпротивлението на неутралното заземяване трябва да бъде не повече от 8 ома при 220/127 V; 4 ома при 380/220 V; 2 ома при 660/380 V.

Защитно изключванее система за защита, която автоматично изключва електрическа инсталация, когато има опасност от токов удар за човек (при късо съединение към маса, намаляване на изолационното съпротивление, повреда в заземяване или заземяване). Защитното изключване се използва, когато е трудно да се заземи или неутрализира, а също и в допълнение към него в някои случаи.

Като се има предвид зависимостта от това каква е входната величина, на промяната на която реагира защитното изключване, се разграничават вериги за защитно изключване: на напрежението на корпуса спрямо земята; за ток на земно съединение; за напрежение или ток с нулева последователност; на фазово напрежение спрямо земята; за постоянен и променлив работен ток; комбинирани.

Принципът на работа на RCD като защитен превключвател, който реагира на ток на утечка.

Ориз. 14. Схема на електрическа инсталация с RCD

Устройствата, които реагират на напрежение с нулева последователност, се използват в трипроводни мрежи с напрежение до 1000 V с изолирана неутрала и малка дължина. Устройствата за остатъчен ток, които реагират на ток на повреда, се използват за инсталации, чиито корпуси са изолирани от земята (ръчни електрически инструменти, мобилни инсталации и др.).

Устройство, което реагира на ток с нулева последователност, се използва в мрежи със заземен и изолиран неутрал.

Защитно изключване - понятие и видове. Класификация и характеристики на категорията "Защитно изключване" 2017, 2018.