Цифровая обработка сигналов

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки I1 протекает дополнительный ток — ток утечки (ID), являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).

Неравенство токов в первичных обмотках (I1 + I в фазном проводнике и I2, равный I1, в

нулевом рабочем проводнике) вызывает небаланс магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает значение установки порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3.

Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается.

Для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования 4. При нажатии кнопки «Тест» искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно в целом исправно.

7.6 Виды УЗО

По техническому исполнению существуют различные виды УЗО. Ниже приведена примерная классификация УЗО.

1. По назначению:

§ УЗО без встроенной защиты от сверхтоков;

§ УЗО со встроенной защитой от сверхтоков.

2. По способу управления:

§ УЗО, функционально не зависящие от напряжения;

§ УЗО, функционально зависящие от напряжения.

УЗО, функционально зависящие от напряжения, в свою очередь, подразделяются:

§ на устройства, автоматически размыкающие силовые контакты при исчезновении напряжения с выдержкой времени или без нее. При восстановлении напряжения одни модели этих устройств автоматически повторно замыкают контакты своей главной цепи, другие остаются в отключенном состоянии;

§ на устройства, не размыкающие силовые контакты при исчезновении напряжения. Имеются также две варианта исполнения устройств этой группы. В одном варианте при исчезновении напряжения устройство не размыкает свои контакты, но сохраняет способность разомкнуть силовую цепь при возникновении дифференциального тока. Во втором варианте, при отсутствии напряжения, устройства неспособны произвести отключение при возникновении дифференциального тока.

3. По способу установки:

§ УЗО, применяемые для стационарной установки при неподвижной электропроводке;

§ УЗО, используемые для подвижной установки (переносного типа) и шнурового присоединения.

4. По числу полюсов и токовых путей:

§ двухполюсные с двумя защищенными полюсами;

§ четырехполюсные с четырьмя защищенными полюсами.

5. По условиям регулирования отключающего дифференциального тока:

§ УЗО с одним значением номинального отключающего дифференциального тока;

§ УЗО с несколькими фиксированными значениями отключающего дифференциального тока.

6. По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока:

§ УЗО типа АС, реагирующие на синусоидальный переменный дифференциальный ток, медленно нарастающий, либо возникающий скачком;

§ УЗО типа А, реагирующие как на синусоидальный переменный дифференциальный ток, так и на пульсирующий постоянный дифференциальный ток, медленно нарастающие, либо возникающие скачком.

7. По наличию задержки по времени:

§ УЗО без выдержки времени — тип общего применения;

§ УЗО с выдержкой времени — тип S (селективный).

8. По способу защиты от внешних воздействий:

§ УЗО защищенного исполнения, не требующие для своей эксплуатации защитной оболочки;

§ УЗО незащищенного исполнения, для эксплуатации которых необходима защитная оболочка.

9. По способу монтажа:

§ УЗО поверхностного монтажа;

§ УЗО утопленного монтажа;

§ УЗО панельно-щитового монтажа.

10. По характеристике мгновенного расцепления (для УЗО со встроенной защитой от сверхтоков):

§ типа В;

§ типа С;

§ типа D.

Принципиальное значение при рассмотрении конструкции УЗО имеет разделение устройств по способу технической реализации на следующие два типа:

УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания (электромеханические). Источником энергии, необходимой для функционирования — выполнения защитных функций, включая операцию отключения, является для устройства сам сигнал — дифференциальный ток, на который оно реагирует;

УЗО, функционально зависящие от напряжения питания (электронные). Их механизм для выполнения операции отключения нуждается вэнергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника.

Применение устройств, функционально зависящих от напряжения питания, несмотря на их относительную дешевизну, более ограничено в силу их меньшей надежности (вероятность выхода из строя какого-либо из большого количества электронных компонентов довольно высока), большей подверженности электронных схем воздействию внешних факторов и др.

Однако основной причиной меньшего распространения таких устройств является их неработоспособность при часто встречающейся и наиболее опасной по условиям вероятности электропоражения неисправности электроустановки, а именно — при обрыве нулевого проводника в цепи до УЗО по направлению к источнику питания. В этом случае «электронное» УЗО, не имея питания, нефункционирует, ана электроустановку по фазному проводнику выносится опасный для жизни человека потенциал.

Коммутационная аппаратура и аппаратура управления определяет следующие требования к УЗО, функционально зависящим от напряжения питания: п. 531.2.2. Выбор устройств (УЗО) с учетом их функциональной зависимости от напряжения питания. п. 531.2.2.1. Устройства защиты (УЗО), управляемые остаточным током, могут иметь или не иметь вспомогательный источник питания, принимая во внимание требования пункта 531.2.2.2. п. 531.2.2.2. Применение устройств защиты, управляемых остаточным током, со вспомогательным источником питания, не отключающего автоматически защищаемую цепь в случае отказа вспомогательного источника, разрешается только при выполнении одного из двух условий:

§ защита от непрямого контакта по п. 413.1 обеспечивается даже в случае отказа вспомогательного источника;

§ устройства монтируюся в установках, управляемых, испытываемых ипроверяемых обученным (ВА4) или высококвалифицированным (ВА5) персоналом.

В конструкции «электронных» УЗО, производимых в США, Японии, Южной Корее и в некоторых европейских странах (рис.5.), как правило, заложена функция отключения от сети защищаемой электроустановки при исчезновении напряжения питания.

Рис. 5. «Электронное» УЗО с функцией отключения сети

1 — дифференциальный трансформатор тока; 2 — электронный усилитель; 3 — тестовая цепь; 4 — удерживающее реле; 5 — блок управления; Н — нагрузка; Т — кнопка «Тест».

Эта функция конструктивно реализуется с помощью электромагнитного реле, работающего в режиме самоудерживания. Силовые контакты реле находятся во включенном положении только при протекании тока по его обмотке (аналогично магнитному пускателю). При исчезновении напряжения на вводных зажимах устройства якорь реле отпадает, при этом силовые контакты размыкаются, защищаемая электроустановка обесточивается. Подобная конструкция УЗО обеспечивает гарантированную защиту от поражения человека в электроустановке ивслучае обрыва нулевого проводника.

 Скачать реферат