УЗО принцип работы и установка
Рассмотрим принцип работы УЗО.
Рассмотрим принцип работы УЗО. Всем известно, что человек, прикоснувшись к находящемуся под напряжением оголенному проводу, может получить опасную, а порой и смертельную электротравму.
Однако правило это может иметь свои исключения: зафиксированы случаи, когда прикосновение к проводу ЛЭП, 100 000 В, не вызывало не только тяжелой травмы, но даже и незначительных ожогов. С другой стороны (и такие случаи так же были зафиксированы), прикосновение к проводу, находящемуся под совершенно безобидным, на первый взгляд напряжением, 6 В приводило к смертельной электротравме.
Конечно такие случаи можно рассматривать скорее как курьезные, но они дают важную информацию о характере воздействия электрического тока на человеческий организм: при поражениях электричеством значение имеет не напряжение провода, к которому прикоснулся человек, а сила тока, проходящая через тело. Так, токи величиной до 3мА человеком практический не ощущаются, токи величиной до 10 мА уже вызывают неприятные ощущения. С увеличением силы тока до 10-20 мА наблюдаются судорожные сокращения мышц. При прохождении таких токов через тело, человек уже не в состоянии отпустить руку (руки), сжимающую провод. Прошедший через человека ток величиной 50-60 мА представляет собой серьезную опасность для жизни и вызывает тяжелые длительные функциональные расстройства всех систем и органов человека. Величина тока в 100 мА принята за безусловно смертельную.
Величина тока, проходящего через тело человека, определяется по закону Ома: I=U/R, однако сопротивление человеческого тела может колебаться в большем диапазоне значений, причем сопротивление различных органов и тканей так же совершенно различны. Так, сопротивление кожи, имеющей среди всех тканей наибольшее сопротивление, может изменятся у здорового человека в пределах от 1 кОм до 2 мОм, в случаях же возможных патологий эти пределы значительно увеличиваются. Поэтому человек стоящий на резиновой или деревянной диэлектрической площадке и прикасающийся одной рукой к оголенному проводу, и находящемуся под напряжением 220 или даже 380 В, может никакого действия на себе электрического тока и не почувствовать.
Напротив предписанное ПУЭ напряжение 36 В, максимально допустимое в сырых помещениях, представляет в этих условиях серьезную опасность. Принятое в квартирной электросети напряжение 220 В в сухих помещениях является условно безопасным: оно не может причинить смертельную электротравму, но вызывает тяжелые клинические поражения организма, в т. ч. и термоожоги.
Для надежной защиты человека от поражения электрическим током необходимо устройство, которое выключало бы цепь при контакте человека с ее элементами. С точки зрения электротехники в этом случае важно то, что ток, проходящий через тело человека, является т. н. током утечки: он уходит «в землю», не являясь вкладом в общий ток цепи. Получается что устройство служащее для защиты человека от поражения электрическим током, должно отслеживать разницу в токах, протекающих по фазному и рабочему нулевому проводам и в случае превышения ее некоторого предела (где-то возник ток утечки!) размыкать цепь. Устройством с таким принципом работы и является устройство защитного отключения (УЗО).
В схеме любого УЗО принципиальную важность составляют три функциональных узла: суммирующий трансформатор — именно он служит для обнаружения токов утечки, датчик-расцепитель представляющий собой высокочувствительное реле, коммутационное устройство разрывающее цепь квартирной электросети при срабатывании реле датчика-расцепителя.
Как правило, принцип совместного действия суммирующего трансформатора тока и датчика-расцепителя — электромагнитный. Суммирующий трансформатор в большинстве конструкций выполнен в виде тороидального сердечника из мягкого ферромагнитного сплава с двумя обмотками: одна из них является участком фазного провода, а вторая — нулевого рабочего. Такое устройство применяется в УЗО, предназначенных для установки в квартирную однофазную электрическую цепь.
В УЗО для трехфазных сетей используется сразу три независимых суммирующих трансформатора. При отсутствие токов утечки токи, проходящих через обмотку трансформатора, компенсируют друг друга. При возникновении тока (токов) утечки компенсации токов в обмотках не происходит, и проходящий в цепи трансформатора суммарный переменный ток, по величине равный току утечки, индуцирует магнитное поле, на которое и реагирует электромагнитный датчик-расцепитель. Наконец, сигнал от датчика-расцепителя поступает на коммутирующее устройство УЗО, которое и размыкает электрическую цепь, где возникли токи утечки.
Главная характеристика УЗО — порог срабатывания при возникновении тока утечки. стандартные значения этой характеристики для УЗО большинства производителей — 10 мА, 30 мА, 50 мА, 100 мА, 200 мА, 300 мА.
Для защиты человека от поражения электрическим током следует выбирать УЗО с порогом 10 и 30 мА, причем если в семье есть маленькие дети порог срабатывания УЗО должен ограничиться 10 мА.
УЗО с током срабатывания более 50 мА можно применять только в целях противопожарной безопасности. Надежность срабатывания УЗО 98% при условии правильной установки прибора.
Другая важная характеристика УЗО — рабочий ток прибора. При покупке средств электрозащиты следует выбирать УЗО с рабочим током, превышающим предельный ток подключаемой к УЗО нагрузки. Обычные значения рабочих токов УЗО — 16А, 25А, 40А, 63А, 80А.
Для установки в квартирной электросети предназначены УЗО с рабочим током от 16 до 40А, большего тока пакетный выключатель и предохранитель распределительного щита просто не выдержат.
Кроме порога срабатывания и рабочего тока, УЗО различаются по тому, на токи утечки какого вида они реагируют. Простейшие УЗО срабатывают только при возникновении в цепи синусоидальных или близких к ним токах утечки. Такое может произойти например, при случайном прикосновении человека к оголенному участку провода с поврежденной изоляцией или например, к пылесосу с «пробитым» на фазу корпусом. Однако некоторые бытовые электроприборы (к их числу относятся: компьютеры, автоматические стиральные машины, телевизоры и т. д.) вследствие пробоя корпуса на фазу при случайном прикосновении к ним становятся источниками пульсирующих токов утечки, которые может распознать УЗО более сложной конструкции, реагирующее как на обычные синусоидальные, так и на пульсирующие токи утечки.
УЗО бывают двухполюсными и четырехполюсными. Первые рассчитаны на подключение к сети однофазного тока (т. е. на установку в квартирной электросети), вторые — на установку в сети трехфазного тока.
Место подключения УЗО в распределительном щите — любое, но обязательно после электросчетчика, установка защитных автоматов-выключателей в цепи, защищенной УЗО, является обязательной, причем номинальный ток автоматов должен быть меньше рабочего тока УЗО.
Все устройства защитного отключения подлежат обязательной сертификации на пожаробезопасность.
Главная цель установки УЗО в квартире — это, разумеется, защита человека от поражения электрическим током. Однако УЗО выполняет еще одну очень важную функцию — оно предохраняет электросеть от возгорания в случае короткого замыкания в ней в результате неисправной изоляции проводов.
