- •Алтайский Государственный Технический Университет
- •Защита от электрического тока техническими средствами
- •Цель работы:
- •План проведения работы:
- •1 Общие сведения по электробезопасности
- •1.1 Основные причины электротравматизма
- •1.2 Технические меры защиты от электротока
- •Защита от поражения электрическим током с помощью отключающих устройств
- •2.1 Назначение и область применения устройств защитного отключения (узо)
- •2.2 Типы и составные части узо
- •2.3 Узо, реагирующее на появление напряжения корпуса электроустановки
- •2.4 Узо, реагирующие на появление тока нулевой последовательности (ток
- •3 Устройство и работа лабораторного стенда.
- •4 Порядок выполнения лабораторной работы
- •4.1 Требования безопасности
- •4.2 Выбрать вариант задания по таблице 2 самостоятельно или с помощью преподавателя и подготовить в своей рабочей тетради таблицу 2 для проведения исследований.
- •4.3 Проверить и привести в исходное положение приборы на панели стенда:
- •4.5 После окончения экспериментов обесточить стенд, приборы привести в исходное положение, и привести в порядок свое рабочее место.
- •4.6 Оформить отчет о работе и защитить его у преподавателя.
- •5 Содержание отчета
- •6 Контрольные вопросы
- •Литература
Защита от поражения электрическим током с помощью отключающих устройств
2.1 Назначение и область применения устройств защитного отключения (узо)
В последние годы в России и за её пределами всё большее распространение получают разнообразного вида устройства защитного отключения электроустановок, оказавшихся в аварийном состоянии.
Защитное отключение – это высокоэффективная мера, обеспечивающая безопасность людей и животных, зданий и сооружений. Путём быстродействующего отключения (в течение 0,1-0,2 с.) электроустановок в аварийных ситуациях, таких как:
1 – замыкание электропроводов на корпус оборудования или на землю;
2 – утечка тока выше допустимого значения через повреждённую или устаревшую изоляцию проводов;
3 – случайное прикосновение работающего человека к открытым неизолированным токоведущим частям;
4 – внезапное появление в сети более высокого напряжения по сравнению с обычным (номинальным).
Область применения УЗО практически не ограничена: они могут применяться в сетях любого напряжения и с любым режимом нейтрали (как с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью).
Особенно незаменимы УЗО для ручных электрофицированных инструментов (электродрель, электронаждак, электропила, электрорубанок и т.д.), когда в случае неисправности изоляции, опасность поражения электротоком особенно велика, потому что аварийный инструмент в этот момент находится в руках работающего. УЗО защищают от поражения электротоком не только людей, но и взрывоопасные объекты, предотвращая загорание и взрывы своевременным отключением неисправной электросети или электроустановки.
2.2 Типы и составные части узо
Устройство защитного отключения (УЗО) должны обеспечивать отключение несправной электроустановки за очень короткое время (0.1-0.2 сек).
Основными частями УЗО являются (рисунок 4):
а) Электрическая часть прибора защитного отключения – это совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети (сила тока, напряжение и др.) и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Этими элементами являются:
- датчик – устройство, воспринимающее изменение параметра электросети и преобразующее его в соответствующий сигнал (как правило, датчиками служат реле тока (РТ), реле напряжения (РН) и т.п.);
- усилитель сигнала (УС), предназначенный для усиления сигнала датчика, если сигнал окажется недостаточно мощным;
- каналы передачи аварийного сигнала (КПАС) на исполнительный орган (АВ), отключающий аварийную установку;
- вспомогательные элементы – сигнальные лампы, измерительные приборы (вольтметр, амперметр и др.);
б) Автоматический выключатель – устройство, служащее для включения и отключения цепей, находящихся под нагрузкой (в нормальном режиме), и при коротких замыканиях (аварийный режим). Он должен надежно отключать электроцепь автоматически при поступлении сигнала от электрической части прибора защитного отключения.
Рисунок 4 – структурная схема УЗО:
Д – датчик, УС - усилитель сигнала, КПАС – канал передачи аварийного сигнала, АВ – автоматический выключатель питающей сети, АЭ – аварийная электроустановка.
Типы УЗО
Каждое устройство защитного отключения в аварийных ситуациях воспринимает изменение сигнала одного какого-либо электрического параметра, на который реагирует электрическая часть прибора защитного отключения, УЗО делятся на следующие типы, реагирующие на появление:
1 – напряжения корпуса электроустановки относительно земли;
2 – тока, стекающего в землю с корпуса электроустановки;
31 - напряжения нулевой последовательности;
41 - тока нулевой последовательности;
5 – напряжения фазы относительно земли.
По закону Кирхгофа геометрическая (векторная) сумма токов и напряжений в трехфазной сети равна нулю и нет никакого импульса на отключение электроустановки при ее нормальном режиме работы.
Если же в сети по каким-либо причинам электрическое равновесие нарушается, например, в результате замыкания одной из фаз на землю, или прикосновения человека к фазе, а также при утечке тока на землю через поврежденную изоляцию, то геометрическая сумма токов и напряжений будет уже не равна нулю (равновесие электросистемы нарушается), и тогда в сети по проводам течет разный по величине ток и напряжение. Это и есть, так называемый ток нулевой последовательности и напряжение нулевой последовательности. Результирующая этих токов (напряжений) и воспринимается датчиком отключающего устройства.
Если величина результирующего тока (напряжения) превысит допустимые Iдоп (Uдоп), датчик среагирует на это и подаст сигнал на автоматическое отключение аварийного участка сети или аврийной электроустановки, и они отключаются. Опасность поражения электротоком устраняется.
Рассмотрим схемы накоторых типов УЗО.