Дифференциальная защита или защита от токов утечки на землю
Любые утечки тока в любой электрической установке свидетельствуют о повреждении изоляции в электрической цепи.
Эта утечка должна быть своевременно устранена, в противном случае эта утечка может привести к удару электрическим током человека который прикоснется к установке.
Дифференциальная защита в полной мере выполняет эти функции, а именно определяет токи утечки на землю и отключает соответствующий выключатель. Есть две схемы отключения утечек на землю: токовая схема и схема напряжения.
Автомат защиты от утечек по напряжению
Принцип работы автомата защиты от утечек по напряжению очень простой. Одна клемма катушки реле подключена к металлическому корпусу защищаемого объекта, для защиты от замыканий на землю, а другая клемма подключена к земле напрямую.
При возникновении любого повреждения изоляции или если фазный провод замкнет на корпус оборудования возникнет разность напряжений в катушке подключенной одним контактом к металлическому корпусу, а другим к земле.
Разность потенциалов на зажимах катушки вызывает магнитный поток и соответственно протекание электрического тока в катушке реле.
В случае если это напряжение превысит заранее заданное значение катушка замкнет соответствующие контакты реле, что в свою очередь подаст сигнал на отключения выключателя. Отличительной особенностью этого типа защиты является то, что она защищает только те участки к которым подключены контакты реле и никак не может отреагировать на утечки в других, смежных установках.
Автомат защиты от утечек на землю по току или автомат защиты остаточного тока
Принцип работы автомата защиты от утечек на землю по току
так же прост как и принцип работы защиты от утечек по напряжению но их работа сильно отличаются. Защита по току более чувствительна защиты по напряжению.
Обычно, защита от утечек, как сказано выше, бывают двух видов, но защиту от утечек по напряжению принято называть базовой ELCB или просто ELCB.
Защита от утечек на землю по току называют RCD или RCCB, или на русском УЗО – устройство защитного отключения.
Однофазная защита от токов утечки на землю. Полярность фазной обмотки и нейтральной обмотки в сердечнике выбрано так, что в нормальных условиях магнитодвижущая сила одной обмотки противоположна силе в другой. Предполагается, что при нормальном режиме работы ток идет через фазный провод и вернется через нейтральный провод если межу ними нету утечки.
Если два тока одинаковы, то и магнитодвижущая сила произведена ими тоже в идеале равняется нулю. Котушка реле подключена как третья обмотка к вторичной обмотке трансформатора тока. Контакты этой обмотки подключены к системе релейной защиты.
В нормальном режиме работы не будет тока в третьей вторичной обмотке, так как в сердечнике не будет магнитного потока в связи с одинаковыми токами в фазном и нейтральном проводе. Когда происходит любая утечка тока на оборудовании, часть тока может проходить на землю, через путь утечки вместо того, чтобы возвращаться через металлический провод.
Следовательно величина тока нейтрали проходящего через реле не равно фазному току, который проходит через это реле.
Трехфайный выключатель остаточного тока. Когда эта разность пересекает заданную величину, то ток в третьей вторичной обмотке сердечника становится достаточно высокой, чтобы привести в действие электромагнитное реле, подключенное к нему.
Это реле вызывает срабатывание соответствующего выключателя, чтобы отключить защищаемое оборудование.
Автоматический выключатель остаточного тока иногда также упоминается как устройство защитного отключения (УЗО), когда мы рассматриваем устройство, автоматический выключатель прикрепленный к УЗО не принимается во внимание.
Это означает, что целые части защиты, кроме автоматического выключателя, называются УЗО, а само устройство, в случае низковольтного оборудования, дифференциальный автоматический выключатель или диф автомат.
Источник: http://elekt.com.ua/rza/relejnaja-zashhita/zashhita-ot-tokov-utechki-na-zemlju.html
Бюджетная схема распределительного щита с защитой от утечек тока
Современный распределительный щит для квартиры является довольно дорогим удовольствием. Поэтому не каждый может себе позволить установить дома щиток со всеми необходимыми защитными устройствами. Львиную часть от его стоимости составляют расходы на УЗО и дифавтоматы, так как они очень дорогие.
Для того чтобы защитить от утечек тока разные электроприборы (стиральную машину, посудомоечную машину, душевую кабину и т.д.) необходимо устанавливать несколько устройств защитного отключения. Для кого-то это пустяки, а для кого-то очень дорого.
Здесь привожу универсальную бюджетную схему распределительного щита, в которой реализована защита как от перегрузки и от сверхтоков, так и от опасных утечек тока во всех линиях.
Мне часто приходится сталкиваться с людьми, которые не располагают большими средствами для выделения их на полноценный ремонт электрики в своей квартире.
Они все понимают, но семейный бюджет не позволяет, например, защитить каждую линию УЗО или дифавтоматом.
Поэтому приходится искать экономные выходы, которые позволяют защитить человека от поражения электрическим током, а электропроводку от ее возгорания.
Вы уже знаете, что автоматические выключатели защищают электропроводку от токов короткого замыкания и от перегрузки. Тут многие могут выделить по 150-200 рублей на защиту каждой линии.
Но многие современные электроприборы имеют металлический корпус и их сборка оставляет желать лучшего. Поэтому опасный для жизни потенциал может оказаться на токопроводящих частях корпусов бытовой техники.
Для защиты от утечек тока применяют УЗО и дифавтоматы.
В нашей бюджетной схеме рассматривается только устройство защитного отключения.
С помощью одного УЗО можно защищать несколько линий электропроводки. Только при условии, что каждая линия будет защищена своим автоматическим выключателем.
В такой ситуации УЗО необходимо выбирать следующим образом:
- Номинальный ток УЗО, на который рассчитаны внутренние его контакты должен быть выше суммы номинальных токов всех автоматов, которые подключены к нему. Например, необходимо защитить от утечки тока три линии с автоматами на 16, 16 и 10 ампер. Получаем 16+16+10=42 А. В такой ситуации необходимо выбирать защитное устройство номиналом больше 42 А. Это будет 63 А.
- Ток утечки УЗО должен обеспечить защиту человека при повреждении в любой из линий. Поэтому нужно выбирать устройство с таким током, при котором человек способен отдернуть руку и не должен пострадать – это 30 мА.
Такая схема распределительного щита будет не дорогой, так как придется купить только два устройства защитного отключения.
В каждом доме ситуация своя индивидуальная. Поэтому вы должны схему своего щитка организовывать согласно вашей разводки электропроводки на разные линии (на разных потребителей). Ниже я для примера привожу универсальную схему, которая даст вам понять суть организации такого распредщитка.
При таком исполнении, в принципе, общую нулевую входную шину можно и не ставить. Можно “ноль” завести сразу на первое УЗО и с помощью перемычки или гребенки передать “ноль” на второе устройство защитного отключения. Это изображено на следующей схеме.
Также можно освещение не защищать с помощью УЗО, так как “фаза” будет рваться на выключателе и в люстре в выключенном состоянии не будет опасного напряжения. Конечно, это при условии, что у вас все сделано правильно и выключателем рвется именно “фаза”, а не “ноль”.
В приведенной бюджетной схеме распределительного щита его сборка не составляет особого труда. Вот с поисками неисправности прир утечке тока придется немного подумать и поработать.
Если сработало УЗО, которое защищает три групповых линии, то это означает, что в одной из них произошла утечка тока. Как выяснить где это произошло?
Все очень просто. Выключаем два любых автомата, откручиваем “нулевые” проводники линий, которые защищаются выключенными этими двумя автоматами. Так мы разорвем “фазу” и “ноль” двух линий, т.е. просто их отключим. Переводим рычаг УЗО во включенное положение.
Если он снова отключился, то значит утечка тока произошла в не отключенной линии. Если он не отключился, то продолжаем поиск аварии в других двух линиях. Для этого выключаем автомат, который уже проверили и отключаем “ноль” его линии. Подключаем “ноль” второй линии и включаем ее автомат.
Дальше включаем УЗО и делаем выводы, как описано в предыдущих предложениях. Так поочередно проверяется каждая линия.
Если Вам этого объяснения не достаточно, то задавайте свои вопросы в комментариях.
Улыбнемся:
Источник: http://sam-sebe-electric.ru/raspredelitelnyj-shchit/85-byudzhetnaya-skhema-raspredelitelnogo-shchita-s-zashchitoj-ot-utechek-toka
Энергосайт
Назначение:
| Предназначен для защиты людей от поражения электрическим током и других опасных последствий утечки токов на землю в комбинированных электрических сетях с изолированной нейтралью трансформатора, содержащих управляемые (тиристорные) и неуправляемые диодные выпрямители. |
|
| Стандартное исполнение аппарата АРГУС с питанием от контролируемой сети напряжением 127В, 220В, 380В. |
Номенклатура аппаратов защиты от токов утечки (реле утечки) типа АРГУС.
Существует 5 модификаций аппарата защиты от токов утечки типа АРГУС,
устанавливаемых в сетях переменного тока частотой 50 Гц с изолированной
нейтралью трансформатора, а также в сетях с полупроводниковыми выпрямителями
и постоянного тока.
Первые три модификации предназначены для защиты людей от поражения
электрическим током и других опасных последствий утечек тока на землю и
контроля сопротивления изоляции относительно земли.
1) АРГУС-380-127 ZZ – аппарат стандартного исполнения для контроля трехфазных
сетей переменного и выпрямленного напряжения, в том числе с тиристорными и (или)
диодными выпрямителями, общая емкость сети (переменного и выпрямленного
напряжения) относительно земли до 3 мкФ. Напряжение контролируемой сети
(питания) 380 В, 220 В или 127 В устанавливается перемычкой на блоке зажимов.
380-127 напряжение контролируемой сети (380 В, 220 В или 127 В, оно же является
питающим)
ZZ – исполнение (УХЛ2 или Т2).
ВНИМАНИЕ! С целью сокращения номенклатуры аппаратов вместо
аппаратов АРГУС -380, АРГУС-220, АРГУС-127 и АРГУС-380-220 выпускается
аппаратАРГУС-380-127.
Аппарат поставляется с перемычкой на напряжение 380 В.
2) АРГУС-380-12/ХХХ ZZ – аппарат для контроля трехфазных сетей переменного и
выпрямленного напряжения, в том числе
с тиристорными и (или) диодными выпрямителями, общая емкость сети (переменного и
выпрямленного напряжения) относительно земли до 3 мкФ, с питанием от отдельного
источника переменного напряжения.
380 – напряжение контролируемой сети до 380 В (может быть от 40 до 380 В)
ХХХ – напряжение сети питания аппарата (100, 127, 220, 380 В).
12 – наличие одного входа управления (типа «сухой контакт») и двух контактов выходных
реле.
В зависимости от состояния входа управления один из выходных контактов может
срабатывать с выдержкой времени (типичное время – 45 секунд). Обычно этот аппарат
применяется для контроля цепей внутри экскаваторов или других объектов, для которых
во время цикла экскавации по технологическим причинам нельзя после возникновения
утечки мгновенно отключать контролируемую сеть.
Пример: АРГУС-380-12/220 УХЛ2 – аппарат для контроля сети напряжением до
380 В и питанием от отдельного источника переменного напряжения 220В с одним
контактом управления и двумя контактами выходных реле, одно из которых – с выдержкой
времени 45 секунд.
3) АРГУС-660-01/ХХХ ZZ – аппарат для контроля трехфазных сетей переменного и
выпрямленного напряжения (в том числе с тиристорными или диодными выпрямителями)
с питанием от отдельного источника переменного напряжения.
660 – напряжение контролируемой сети до 660 В (может быть от 40 до 660 В).
ХХХ – напряжение сети питания аппарата (100, 127, 220, 380 В)
01 – наличие одного контакта выходного реле.
4) АРГУС-690-02/ХХХ ZZ – аппарат для контроля трехфазных сетей переменного и
выпрямленного напряжения (в том числе с тиристорными или диодными выпрямителями)
до 690 В, общая емкость сети (переменного и выпрямленного напряжения) относительно
земли до 5 мкФ, с питанием от отдельного источника переменного напряжения и двумя
выходными контактами. Аппарат предназначен для технического контроля и не
обеспечивает безопасности человека при соприкосновение к токоведущим частям
контролируемой сети.
5) АРГУС-1200-02/ХХХ ZZ – аппарат для контроля сетей выпрямленного
напряжения до 1200 В, общая емкость сети (переменного и выпрямленного напряжения)
относительно земли до 5 мкФ, а также контроля цепей систем постоянного тока генератор-
двигатель, с питанием от отдельного источника переменного напряжения и двумя
выходными контактами. Аппарат предназначен для технического контроля и не
обеспечивает безопасности человека при прикосновении к токоведущим частям
контролируемой сети.
Источник: http://www.xn--80affsqimkl5h.xn--p1ai/publ/ehnergetika/ehlektroustanovki/apparat_zashhity_ot_tokov_utechki_argus/13-1-0-76
Устройства защиты электрической сети
К сожалению, в домашней электрической сети вполне возможна пожароопасная ситуация из-за перегрузки или короткого замыкания, в результате чего могут возникать значительные токи, приводящие к стремительному нагреванию проводов. Могут также происходить утечки тока на корпус оборудования и в строительные конструкции из-за разрушения изоляции проводов или ошибок при монтаже.
В наше время уже обычным явлением считаются колебания сетевого напряжения. Они могут возникать из-за включения мощных нагрузок, междуфазного замыкания или обрыва нулевого провода в сети. Иногда значения напряжения могут быть ниже допустимого уровня, а иногда они достигают значений свыше 400 В.
Более опасными являются отклонения напряжения в большую сторону. Именно это приводит к поломке дорогостоящей бытовой техники и созданию аварийных ситуаций. Следует учитывать также и возникновение в воздушной линии электропередач импульсов высокого напряжения, возникающих из-за грозовых разрядов.
Их величина может достигать нескольких тысяч вольт, а длительность — в несколько микросекунд.
Для защиты внутренней домашней сети и электрического оборудования от так называемого плохого электричества применяются защитные устройства, которые можно разделить на три группы.
К первой группе относятся плавкие предохранители и автоматические пробки, автоматические выключатели. Эти приборы защищают сеть от повышенных токов перегрузки и короткого замыкания.
Устройства, которые относят ко второй группе, разрывают электрическую цепь сразу же при возникновении токов утечки. Это — устройства защитного отключения (УЗО) и дифференциальные автоматы.
Третью группу составляют приборы, защищающие сеть от перепадов напряжения, а также от импульсных скачков перенапряжения. Такими надежными устройствами являются реле напряжения (РН) и устройства защиты от импульсных перенапряжений на основе варисторов (УЗИП).
За редким исключением все защитные приборы монтируются в распределительных щитах прямо на вводе в дом и позволяют надежно защитить домашние электрические сети и приборы от аварий, а человека от поражения электрическим током.
Наиболее распространенные аварийные ситуации:
- утечки тока на отдельных участках цепи или внутри оборудования, вызванные повреждением изоляции;
- короткое замыкание и перегрузка сети сверх нормы, допустимой для данной проводки, по причине подключения мощных приборов;
- кратковременные импульсные напряжения большой величины, возникающие, как правило, из-за грозовых разрядов;
- значительные колебания сетевого напряжения из-за аварий во внешней сети.
Плавкие предохранители
Простейшим устройством защиты от короткого замыкания или перегрузки является плавкий предохранитель, который устанавливается в несгораемый корпус, называемый электрической пробкой.
Он работает следующим образом: при увеличении значения электрического тока в цепи выше номинального тонкая проволока предохранителя расплавляется и разрывает электрическую цепь, защищая проводку от перегрева и возгорания. После этого плавкий элемент пробки требует замены.
Следует знать, что плавкие предохранители не всегда могут защитить человека от поражения электрическим током, так как они имеют относительно длинное время срабатывания на короткое замыкание. В бытовой сети коттеджа или квартиры применяются плавкие предохранители, рассчитанные на силу тока от 10 до 32 А.
Пробки автоматические
Пробка автоматическая (ПАР), предназначенная для защиты электрических сетей от перегрузок и коротких замыканий, по способу установки идентична обычной пробке и взаимозаменяема с нею. Но пробка-автомат является многоразовым устройством и не требует замены.
Она оснащена тепловым расцепителем с биметаллической пластинкой. При нагреве под действием проходящего через пластину большого тока пластина выгибается и приводит в действие механизм расцепления. Факт отключения легко обнаруживается по положению белой кнопки.
Основным недостатком автоматической пробки является достаточно продолжительное время срабатывания при небольших перегрузках, что вообще характерно для тепловых расщепителей. В бытовых сетях используются пробки, рассчитанные на номинальный ток от 16 до 32 А.
Выключатели автоматические
Для разрыва цепи, если сила тока в ней вдруг превысила допустимую величину, предназначены автоматические выключатели. Таким образом они защищают электропроводку от перегрева при коротких замыканиях и перегрузках.
Современные автоматические выключатели оснащены как тепловым, так и электромагнитным расцепителями, что позволяет гарантированно защитить электрическую цепь при любой аварийной ситуации. В случае медленного возрастания тока до трех номиналов срабатывает тепловая защита.
В силу своей некоторой инерционности тепловая защита не реагирует на кратковременные скачки тока, что позволяет избежать ложных срабатываний при возникновении пусковых токов. А электромагнитный расцепитель обладает мгновенным действием, он защищает сеть от больших токов короткого замыкания.
Электромагнитный расщепитель представляет собой катушку с подвижным сердечником. Быстро растущий ток создает сильное магнитное поле, втягивающее сердечник, что и обеспечивает разрыв цепи. При этом электрическая дуга, которая возникает между контактами при расцеплении, гасится в специальной камере.
Каждый автоматический выключатель имеет свои технические характеристики. Это — величина номинального тока, класс автомата, его отключающая способность и токоограничение. Этими характеристиками следует пользоваться при подборе автомата для конкретного участка электрической
сети с учетом его параметров и назначения.
Автоматические выключатели бывают однополюсные, двухполюсные, трехлолюсные и четырехполюсные. Когда возникает аварийная ситуация, все их полюса отключаются одновременно.
Однополюсные автоматы 1P устанавливаются на разрыв фазного провода. В домашней сети они используются для защиты отдельного участка цепи с однофазными потребителями.
Двухполюсные автоматы 2Р — по сути, два однополюсных автомата в одном корпусе. Они соединены между собой общим рычагом снаружи и внутренним блокирующим устройством внутри. На обоих полюсах имеются тепловые и электромагнитные расцепители.
Для обеспечения синхронного отключения фазы и нуля служат общий рычаг и внутреннее блокирующее устройство.
Их устанавливают на вводе однофазной сети или для защиты проводки отдельной группы с мошной нагрузкой — сварочные аппараты, электрические плиты.
Двухполюсные автоматы 1P+N применяют для защиты групп освещения и групп розеток. В этом автомате нулевой полюс не имеет собственных расцепителей, он работает синхронно с фазным, как обычный выключатель, разрывающий цепь нуля.
Такой автомат обычно обозначается символом N на корпусе. Подобные устройства используют в основном при подключении на полюс N приборов сигнализации и автоматики, указывающих на состояние фазного полюса: вкл. I или откл. 0.
Трехполюсные автоматы имеют тепловые и электромагнитные расцепители на всех полюсах. Практически — это три однополюсных автомата в одном корпусе, которые одновременно разрывают все три фазы при аварийной ситуации, возникающей даже на одной фазе. Их применяют в сети трехфазного тока для зашиты проводки, ведущей к трехфазным потребителям.
Четырехполюсные автоматические выключатели устроены так, что способны одновременно размыкать и три фазы, и нулевой провод. Их устанавливают на вводе трехфазной сети.
Устройства защитного отключения
Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено для отключения цепи в случае появления токов утечки, дифференциальных токов. Таким образом, при достижении дафферетшалъкым током определенного значения УЗО срабатывает и размыкает цепь.
Уго означает, что УЗО предназначено для зашиты людей от поражения электрическим током, оно же предотвращает возгорание, вызванное замыканием на землю или на корпус электроустановки.
Эти функции не выполняются обычными автоматическими выключателями, реагирующими лишь на перегрузку или короткое замыкание.
Устройства защитного отключения в зависимости от характера нагрузки в защищаемой сети подразделяются на следующие типы: АС, А, В, S, G. В бытовых сетях чаще всего используются УЗО типов АС и А. УЗО могут быть однофазными и трехфазными. В однофазных устройствах сравниваются токи фазы и нуля, а в трехфазных УЗО — уже суммы токов фаз с током в нулевом проводе.
По конструкции УЗО могут быть как электронными, так и электромеханическими.
Дифференциальные автоматические выключатели
Можно сказать, что дифференциальный автоматический выключатель — это УЗО и автоматический выключатель в одном корпусе. Подбор этого устройства достаточно прост, так как в этом случае все параметры уже учтены изготовителем. Подбирается оно по номинальному току и суммарному току утечки.
Номинальный ток дифференциальных автоматов выбирается из ряда 6, 8,10,13, 16, 20, 25, 32, 40, 63, 80, 100, 125 А. Ток утечки принимается, исходя из особенностей защищаемого участка цепи. На рисунке показан дифференциальный автомат класса С с номинальным током в 25 А и током утечки 30 мА.
Дифференциальные автоматы устанавливают, как правило, для защиты отдельной цепи с мощным потребителем, например электроплитой.
Устройства защиты от перенапряжений
Устройства зашиты от импульсных перенапряжений (УЗИЛ) предназначены для предотвращения повреждений бытовой техники в случае мощных импульсных перенапряжений, вызванных авариями в питающей сети или же грозовыми разрядами.
Устройства такого типа могут называться еще и ограничителями перенапряжений (ОП). Как правило, они изготовлены на базе разрядников или варисторов и часто имеют индикаторные устройства, сигнализирующие о выходе ОП из строя.
Обычно ограничители перенапряжений на базе варисторов изготавливаются с креплением на DIN-рейку и монтируются в распределительном щите после УЗО, причем с обязательным заземлением.
Только при правильном подключении обеспечивается срабатывание УЗО при возникновении тока утечки. Сгоревший варистор можно заменить, просто вытащив модуль из корпуса ОП и установив новый.
Для дополнительной защиты каждого прибора его можно включить в сеть через удлинитель, имеющий сетевой фильтр. В его конструкцию включены варисторы, которые подавляют импульсные скачки напряжения.
Варисторы представляют собой полупроводниковые резисторы, в которых используется эффект уменьшения сопротивления полупроводникового материала при увеличении прилагаемого напряжения. Эти устройства являются наиболее эффективным и дешевым средством зашиты от импульсных напряжений любого вида.
Варистор включается параллельно защищаемому оборудованию, при нормальной эксплуатации он находится под действием рабочего напряжения защищаемого устройства. В рабочем режиме варистор представляет собой изолятор, поэтому и не пропускает ток.
При возникновении же импульса напряжения сопротивление варистора резко уменьшается и через него кратковременно может протекать ток силы, достигающий нескольких тысяч ампер. После гашения импульса напряжения варистор вновь превращается в изолятор.
Контактор — это коммутационный аппарат, который управляется выключателем, реле, таймером или каким-либо другим датчиком.
Сам он не обладает защитными функциями, но эффективно работает в паре с реле напряжения или другим датчиком, обеспечивая своевременное отключение сети.
Он позволяет включить/выключить нагрузку, с которой электронные реле, рассчитанные на сравнительно небольшой ток, самостоятельно справиться не могут.
Контакторы бывают как однофазными, так и трехфазными.
Основными параметрами, по которым выбирают эти приборы, являются:
- номинальный рабочий ток;
- номинальное рабочее напряжение сети;
- напряжение катушки управления;
- количество/вид дополнительных контактов.
Сегодня контакторы являются незаменимым элементом такой многофункциональной системы, как «Умный дом».
Стабилизаторы
Для защиты электрической цепи от колебаний напряжения часто используют стабилизаторы напряжения. Перед тем как сделать выбор стабилизатора напряжения, необходимо определить недостатки питающей электросети и диапазон колебаний напряжения.
Основными же параметрами, на которые необходимо обратить внимание при выборе стабилизатора напряжения, являются количество фаз, выходная мощность, диапазон входных напряжений, быстродействие. Здесь же нужно учесть и условия эксплуатации.
Выходная мощность стабилизатора определяется по суммарной мощности защищаемых приборов. Важнейшей характеристикой стабилизатора, гарантирующей надежность устройства, является его способность выдерживать максимальные перегрузки в сети в течение определенного промежутка времени.
Стабилизаторы напряжения небольшой мощности предназначены для защиты отдельных электроприборов, наиболее чувствительных к скачкам напряжения. Они подключаются к сети при помощи вилки и на выходе имеют одну или даже нескольких розеток. Дополнительная функция стабилизатора напряжения — возможность получения выходного напряжения, отличного от 220 В.
3255
Поддержите проект Энциклопедия строительства и ремонта, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен
Источник: http://StroyManual.com/ustroystva-zashhityi-elektricheskoy-seti/
Сайт “Электрика, Сантехника”
От автора
Здравствуй Уважаемый читатель сайта Elesant.ru. Сегодня поговорим про УЗО защиты человека от токов утечки (устройство защитного отключения). Устанавливается УЗО защиты в электрические сети для защиты человека от токов утечки и предотвращения возгораний.
Назначение
УЗО это электротехническое устройство специально сконструированное для отключения питания электрических приборов при токах утечки.
Возникают токи утечки при незначительных нарушениях изоляции токоведущих фазных проводников.
При нарушении изоляции ток начинает «утекать» по металлическим корпусам электроприборов или токопроводящим конструкциям квартиры или дома. Ток утечки также называют дифференциальным током.
Так как ток утечки невелик по величине, автоматы защиты, установленные в электросети на него не срабатывают и не отключают электропитание. Автоматы защиты отключают электрическую сеть при коротком замыкании в сети (касание фазного и нулевого провода или двух фазных проводов) или перегрузки. На малые токи утечки автоматы защиты не реагируют.
Ток утечки это опасная неисправность электросети для человека. Например, если прикоснуться к проводнику, по которому течет ток 0,3 миллиампера вы почувствуете муравьиный укус, при токе 15 миллиампер от проводника будет трудно оторваться, но это еще безопасно.
Это нельзя сказать о токе в 40 миллиампер. При «прикосновении» к такому току утечки вам гарантированы судороги тела и диафрагмы, что, несомненно, очень опасно для жизни. Именно для защиты человека от токов утечки предназначены УЗО.
Такие устройство должны иметь ток отсечки не более 30 мА.
Для защиты помещения от возгорания, пожара ставится общее УЗО защиты человека от токов утечки, с током отсечки 100 мА или 300 мА.
Нормативы для установки
По Российским нормативам для жилых помещений устанавливается УЗО с током отключения не более 30 мА.
Время срабатывания УЗО, то есть время от появления токов утечки до отключения электрицепи, должно быть в диапазоне 0,1-0,3 секунды этого времени отключения достаточно, чтобы защитить человека от гибели.
Но не надо думать, что при установленном УЗО вы совсем не почувствуете удар тока. Удар тока будет, но устройство должно вовремя ток отключить и спасти вам жизнь.
Отмечу, что такие же нормативы действуют и в Европе. В америке,по их стандарту National Elektrical Code, УЗО устанавливаемы в жилых помещениях должны иметь ток срабатывания 5 мА
Примечание: Исправность устройства нужно проверять до установки УЗО, после установки УЗО и каждые пол года используя для этого кнопку «Тест» на корпусе. Если при нажатии на кнопку «Тест» УЗО сработает, тоесть отключит сеть, значит оно полностью исправно. Если не сработает его нужно заменить.
Где нужна установка УЗО в электрике квартиры и дома
Согласно нашим нормативным документам УЗО является дополнительным устройством защиты. (ПУЭ изд.7,п.1.7.50;п.1.7.156).
Дополнительное это не значит необязательное.
Установка УЗО осуществляется во всех группах электрической цепи, в которых установлены штепсельные розетки. Номинальный ток отключения устройства должен быть не более 30 миллиампер. Как минимум одно общее Устройство Защитного Отключения на всю квартиру(дом) нужно установить обязательно.
Если у вас электрическая сеть, где много групп электропитания, установка УЗО на каждую группу вместе с общим УЗО, только улучшит безопасность жилого помещения. Допускается установка одного УЗО на несколько отдельных групп электропитания при условии установки отдельных автоматов защиты на каждую группу.
В сырых зонах квартиры или дома где установлены розетки (ванных, кухнях), а также в отдельных электрических линиях питающих бытовые приборы работающее напрямую с водой (стиральная машина, посудомойка) нужно устанавливать УЗО с током отсечки 10 мА.
Не следует устанавливать УЗО в электросетях питающих бытовые приборы напрямую, например кондиционеры. В таких приборах установлена внутренняя система защиты. Устройство для таких приборов, скорее всего, будет ложно срабатывать.
Установка УЗО в 4-х проводных трехфазных электрических сетях (схема TN-C). О системах заземления читайте отдельную статью: Системы заземления TN,TT,TN-C,TN-S,TN-C-S и IT.
Выбор УЗО защиты человека от токов утечки
УЗО имеет две основные характеристики.
- Номинальный ток нагрузки (в амперах)
- Номинальный ток отсечки, он же дифференциальный ток (в миллиамперах).
Номинальный ток нагрузки УЗО
УЗО устанавливается в электрическую цепь обязательно вместе с автоматами защиты от сверхтоков, после автомата защиты. Номинальный рабочий ток нагрузки устройства должен выбираться на один пункт выше номинала автомата защиты.
Например: Вводной автомат защиты на квартиру 50 Ампер. Значит на всю квартиру, нужно установить УЗО с номинальным током нагрузки 63 Ампера.
Номинальный ток отсечки
для жилых помещений номинальный ток отсечки выбирается:
- Для защиты человека от токов утечки ставятся УЗО с током отсечки 30 мА;
- Для мокрых зон (ванных комнат) и детских комнат питающихся от отдельной линии, ставится УЗО с током отсечки 10 мА;
- Для защиты дома от пожара ток отсечки должен быть 100мА или 300 мА;
Источник: https://elesant.ru/zashchita-elektricheskikh-setej/uzo-naznachenie-normativy-vybor-ustanovka
Назначение и устройство реле утечки тока
Применяемое в рудниках реле утечки – это аппаратура, защищающая человека от воздействия электротока, предотвращающая возгорания и взрывы при контакте токоведущих частей оборудования или кабелей с землей. Используется в системах с изолированной нейтралью в подземных выработках угольной и горнодобывающей отрасли.
Применение
В шахте и руднике скапливаются горючие газы типа метана, бутана и пропана, присутствует угольная пыль, которая взрывоопасна.
Применение обычной системы электроснабжения с глухозаземленной нейтралью недопустимо из-за того, что при попадании фазного напряжения на корпус электрооборудования возникает электрическая дуга, которая может вызвать пожар или взрыв. Поэтому применяется система энергоснабжения с изолированной нейтралью.
В такой сети фазное напряжение при коротком замыкании на землю попадает через какое-то сопротивление значительно большее, чем сопротивление заземлителя. Поэтому короткое замыкание имеет относительно небольшие значения и электрической дуги обычно не возникает.
На фоне работы мощного оборудования это может быть не замечено и в последствие приведет уже к межфазному замыканию, сопровождающимся электрической дугой и взрывом угольной пыли или газа.
Для этого в системах с изолированной нейтралью постоянно проверяется состояние изоляции контролируемой линии, и моментально отключается подача напряжения, если сопротивление изоляции снижается меньше порогового уровня. Реле утечки выполняют эту защитную функцию.
Принцип действия
В простейшем случае, реле утечки – это электромеханическое реле, у которого обмотка управления подключена к земле и искусственной нейтрали.
Присутствует точка соединения трех цепей с индуктивными и активными сопротивлениями, другие концы которых подсоединяются к фазам сети, есть искусственная нейтраль. При возникновении утечки тока (пробой изоляции) выше граничного значения, устройство отключает электрическую сеть.
На практике дело обстоит иначе. При повторном включении оборудования может возникнуть электрическая дуга, если пробой изоляции не будет устранен.
Чтобы этого не произошло, в аппаратуре защиты предусмотрена блокировка включения оборудования при пониженном сопротивлении изоляции. То есть и при отключенном оборудовании оно контролирует изоляцию сети.
Это обеспечивается применением дополнительных источников напряжения, обычно постоянного, в пределах 100 В.
Аппаратура защиты представляет собой трехфазный трансформатор, токоограничивающие сопротивления и реле с двумя катушками. Один конец первичной обмотки присоединен к соответствующей фазе сети, а другой подключается к выводу 1 первой обмотки двухобмоточного реле.
Второй вывод подсоединяется к земле. Вторичная обмотка трансформатора (источник вспомогательного тока) подсоединяется ко второй катушке реле.
Они включены встречно, у второй обмотки наведенный ток больше, но их разность (дифференциальный ток) недостаточен для размыкания контактов при нормальной работе сети.
Срабатывание
Сопротивление утечки, если рассматривать эквивалентную схему, включается параллельно с устройством, контролирующим проводимость изоляции. В первой обмотке ток будет самым большим при минимальной проводимости изоляции. При увеличении проводимости выше порогового уровня, оперативный ток снижается настолько, что происходит размыкание контактов реле.
Это приводит к подаче управляющего воздействия на отключающую обмотку мощного релейного устройства. Уже оно отключает участок сети с повреждением изоляции. Так как обмотки трехфазного трансформатора соединены звездой, и управляющий сигнал на двухобмоточное реле поступает из центра звезды, то аппаратура защиты сработает при утечках в любой линии сети.
Модели аппаратуры защиты
Аппаратура защитного отключения в электросетях с изолированным нулевым проводником выполняет те же функции, что и дифференциальное реле в обычной бытовой сети.
Основными характеристиками приборов являются:
- время срабатывания реле утечки;
- длительный ток утечки;
- кратковременный ток;
- уставка однофазной утечки.
Время срабатывания составляет 0,1 с. Длительный ток допускается максимум 0,010 А, кратковременный до 0,1 А. Уставка устанавливается в пределах 10-50 кОм.
Один из распространенных защитных приборов в системах безопасности шахт и горнодобывающих предприятий – реле утечки РУ-380. Используется в электросетях синусоидального тока 380 В с изолированным нулевым проводником. Имеется схема контроля исправности прибора.
Применяется для защиты человека от прямого воздействия электротока, при попадании напряжения сети непосредственно на него. Отключает электрооборудование при понижении сопротивления изоляции ниже порогового уровня.
Может работать на взрывоопасных объектах диапазоне -10…+40 °C.
Кроме этого, реле утечки данного типа имеются в исполнении на трехфазное напряжение.
Другой разновидностью являются аппараты защиты с автокомпенсацией емкостной составляющей утечки марки A3AK. Прибор работает так же, как и УАКИ. Автоматический компенсатор в виде подключенного между фазовыми проводниками и заземлителем индуктивного устройства снижает токовые утечки. Управление им происходит за счет подмагничивания.
Встречаются реле утечки с самонастройкой. Они не реагируют на плавное изменение токов утечки, только на быстрые броски. Но при достижении определенного предела срабатывают и на медленные нарастания.
Источник: https://EvoSnab.ru/oborudovanie/avtomatika/rele-utechki-toka
Ищем утечку тока в квартире и автомобиле
В идеальной электрической цепи сопротивление изоляции стремится к бесконечности. К сожалению, на практике не все так однозначно.
Какой бы качественной не была изоляция провода или других токоведущих элементов оборудования, это конечная величина, а, следовательно, даже при штатной работе происходит незначительная утечка тока.
Ситуация в корне меняется, когда этот параметр превышает установленные нормы, чем это грозит и как определить утечку Вы узнаете прочитав статью.
Что такое утечка тока и чем она опасна
Эквивалентная схема 3-х фазной электросети с изолированной нейтралью
Начнем с терминологии. Точное определение этого явления описано в ГОСТ 61140 2012 и ГОСТ 30331.
1 2013, далее дословно: «Электрический ток, протекающий в землю, открытые, сторонние проводящие части и защитные проводники при нормальных условиях».
Для более детального описания явления приведем в качестве примера эквивалентную схему 3-х фазной электрической сети IT (изолированная нейтраль).
Обозначения:
- А, В, С – фазы сети.
- Ra, Rb, Rс – величина активного сопротивления между землей и каждой фазой.
- Са, Сb, Сс – параметры емкости линий относительно земли.
- Ua, Ub, Uc – напряжение каждой из фаз по отношению к земле.
- Ia, Ib, Ic – токи утечки.
В приведенном примере активное сопротивление Ra, Rb, Rс не стремиться к бесконечности, а вполне измеряемая величина. Соответственно и токоведущих проводников емкость относительно земли (Са, Сb, Сс) будет какую-то величину больше нуля. Следовательно, в токоведущих частях с напряжениями Ua, Ub, Uc будут образовываться токи утечки Ia, Ib, Ic.
Пути таких токов напрямую зависят от того, какой тип заземления используется в системе. В приведенном примере с изолированной нейтралью (IT), утечка происходит через изоляцию проводов в токопроводящие элементы оборудования. Из них по проводникам, соединенным с ЗУ, уходит в зону растекания (локальную землю).
В системах с глухозаземленной нейтралью (TN) ток утечки по шине PEN течет до ЗУ на вводе электропитания.
Опасность утечки
Пока ток утечки соответствует принятым нормам, он не представляет серьезной опасности. Когда сопротивление изоляции снижается, например, при ее повреждении, ток утечки резко возрастает и может стать опасным для человека. На 1-й части рисунка 2 схематически изображен путь тока утечки (Iу) при касании человеком корпуса электроустановки, в которой повреждена изоляция корпуса Rи
Рисунок 2. Опасность утечки
При заземлении корпуса электроустановки (см. 2-ю часть рис.2) поражение электротоком при касании не происходит, поскольку утечка пойдет по пути наименьшего сопротивления. Но в этом случае в месте крепления защитного проводника (отмечено на рисунке красным кругом) может наблюдаться интенсивное выделение тепла, что провоцирует возникновение пожара.
Причины возникновения утечки тока
Из приведенной выше информации мы выяснили, что утечка происходит всегда, даже при штатной работе электрического оборудования. Опасность представляет превышение нормальных показателей. Давайте рассмотрим ситуации, когда превышаются допустимые нормы дифференциальных токов, чтобы установить причины возникновения неисправности.
С электроприбора в квартире или доме
Опасное напряжение может появиться на корпусе бытового электроприбора, например, накопительного нагревателя воды (бойлера) или стиральной машины.
Как правило, причина этого нарушение целостности одного из ТЕНов или механическое повреждение изоляции. К чему приведет пробой на корпус, зависит от системы заземления жилого помещения.
Рассмотрим варианты с трехпроводным подключением стиральной машины в системе TN-C-S и двухпроводное подключение при заземлении TN-C.
Рисунок 3. Пробой на корпус в системах: А) TN-C-S; В) TN-C
Как видно из рисунка в случае пробоя на заземленный корпус ток утечки будет на шину-PE, что приведет к срабатыванию электромагнитной или тепловой защиты автоматического выключателя, установленного на линию питания электроустановки.
При двухпроводном подключении утечка тока не вызовет срабатывание АВ и стиральная машина будет продолжать работать, пока не образуется дифференциальный ток.
Это может произойти в случае одновременного касания корпуса электроустановки и заземленного элемента конструкции здания или труб водоснабжения. Ток утечки в этом случае пойдет от корпуса через тело человека на землю (см. В рис.3).
Величины тока в образованной цепи будет недостаточно для срабатывания АВ, но УЗО или диффавтомат обнаружит утечку и произведет отключение оборудования.
В скрытой электропроводке в доме или квартире
Причины утечки в скрытых проводках напрямую связаны со снижением уровня изоляции токоведущих жил кабеля. Это может быть вызвано следующими причинами:
- Превышение допустимого срока службы проводки. Это довольно распространенное явление в домах возведенных 30-40 лет назад и более давних постройках. Согласно нормативным документам (в частности ВСН 58 88) срок эксплуатации срытых электропроводок, выполненных кабелем с медными токоведущими жилами, не может превышать 40 лет. Для алюминиевых проводов установлен срок службы не более 30 лет.
- Нарушения режимов эксплуатации. Если проводка подвергалась перегрузке, то велика вероятность разрушения изоляции вследствие нагрева токоведущих жил.
- Механические повреждения изоляции провода. Они могут быть нанесены из-за не соблюдения технологии монтажных работ или впоследствии при сверлении стен.
Причины повреждения изоляции кабеля скрытой проводки
Не следует надеяться на постоянную величину сопротивления изоляции, при малейших подозрениях следует проверить этот показатель.
В автомобиле
Рассматриваемое нами явление нередко наблюдается и в электросети автомобиля. Причем вероятность утечки может не зависеть марки авто и его состояния. Результат потери тока во всех случаях приводит к одному итогу – разряду аккумулятора. Предлагаем рассмотреть наиболее вероятные причины утечки тока в электрической сети автотранспортного средства.
С аккумулятора
Основные функции АКБ заключаются в запуске мотора автомобиля и обеспечении питания внутренней сети, в тех случаях, когда генератор не справляется с этой задачей.
Подзарядка аккумуляторной батареи производится в процессе работы двигателя, также вращающего генератор.
У припаркованной машины с выключенным ДВС разряд АКБ происходит за счет питания подключенной электроники (например, сигнализации) и допустимого тока утечки.
Если недавно заряженный аккумулятор быстро разрядился, не спешите сваливать на него всю вину, вполне возможно, что произошло превышение допустимой величины утечки по следующим причинам:
- Повреждение изоляции бортовой сети, КЗ в блоке предохранителей.
- Неправильно подключенная электроника и/или сигнализация потребляет ток сверх установленной нормы.
- Загрязнение или окисление клемм аккумулятора.
- Подключение дополнительных электрических приборов.
Плохой контакт клемм АКБ – одна из причин ее быстрого разряда
Как измерить заряд автомобильного аккумулятора и его утечку, было описано на нашем сайте.
Через генератор
Как показывает практика, довольно часто причина утечки через генератор связана с «пробитием» одного из диодов выпрямительного блока. На представленном ниже рисунке приведена упрощенная схема подключения АКБ к генератору, в котором «пробит» один из силовых диодов.
Путь тока утечки через поврежденный выпрямительный диод
Как производить поверку генератора, можно прочитать на нашем сайте.
Через сигнализацию
Практически все современные системы охраны для понижения потребления электричества с целью снижения разряда батареи переходят в режим «сна». Иногда может возникнуть сбой ПО или произойти другая неисправность, устранить которую довольно сложно. В результате сигнализация потребляет ток сверх допустимой нормы, что приводит к разряду АКБ. Особенно в этом замечена китайская продукция.
С диодов, транзисторов, конденсаторов
В данных радиоэлементах всегда присутствует незначительный уровень тока утечки, его показатели указываются в даташит к каждому компоненту. При выходе из строя транзистора, диода или конденсатора этот показатель может существенно увеличиться.
Последствия
Как мы уже говорили, протекание дифференциальных токов происходит даже при наличии изоляции должного уровня. Из-за их низкой величины не возникает деструктивных последствий. Ситуация в корне изменяется, когда утечка превышает допустимую норму. В таких случаях возможны следующие последствия:
- Угроза поражения электротоком.
- Вероятность возникновения пожара.
- Протекание дифференциального тока в сети приводит к тому, что даже при отключенных потребителях электроэнергии по показаниям приборов учета будет наблюдаться расход электричества.
- Электрический ток, проходя через неизолированные токопроводящие конструкции, вызывает их ускоренную коррозию. Что можно наглядно наблюдать на клеммах аккумуляторных батарей.
- Утечка в бортовой сети автомашины может вызвать воспламенение проводки и практически всегда становится причиной разряда аккумуляторной батареи, что создает проблемы цепи зажигания.
Перечисленных последствий вполне достаточно, чтобы осознать опасность дифференциального тока, поэтому поговорим о способах защиты и устранении утечки.
Средства защиты
Самый надежный способ защиты в рассматриваемой ситуации – установка на линию питания УЗО или диффавтомата. Эти устройства произведут разрыв цепи питания, как только произойдет утечка, останется только приступить к ее поиску и устранению.
Не менее эффективно действует подключение корпусов электрических приборов к шине заземления (PE), если имеется такая возможность.
Найти подробную информацию по выбору и установке УЗО, АВ, диффавтоматов, а также получить сведения о заземлении электрооборудования, Вы сможете на нашем сайте.
Как проверить и найти ток утечки своими руками
Приведем несколько косвенных способов, позволяющих обнаружить утечку:
- Если при отключении от сети всех постоянных потребителей электрической энергии, счетчик продолжить регистрировать расход электроэнергии, значит необходимо приступать к поиску и устранению неисправности. То есть, ищите утечку.
- При наличии бойлера вода, поступающая с кранов, вызывает ощущение прохождения электричества.
- Срабатывает защита УЗО или диффавтомата.
- В системе TN-C-S происходит отключение АВ.
- Быстро разряжается аккумулятор автомобиля.
Теперь перейдем к более точным измерениям, для этого могут понадобиться следующие инструменты:
- Простой или бесконтактный пробник напряжения. С их помощью можно определить наличие напряжения на корпусе бытовых приборов или смесителях, то есть, обнаружить утечку.
- Токоизмерительные клещи, вместо них можно использовать мультиметр с режимом амперметра. При помощи этих инструментов снимаются показания амперметра, что позволяет измерить дифференциальные токи. После проведения измерений показатели прибора (амперметра) сравниваются с допустимыми параметрами. Обратим внимание, что контакты амперметра могут быть не приспособлены для замера больших величин, в таких случаях токовые клещи более удобны.
- Авометр (необходим для проверки изоляции). Диапазон измерения выставляется в мегаомах, если сопротивление несколько сот кОм, то это говорит о недостаточной изоляции.
И несколько видео по теме (пример того, как искать утечку тока в автомобиле):
Советуем также почитать:
Источник: https://www.asutpp.ru/chto-takoe-utechka-toka.html
Загрузка...