Электро безопасность Метода (1089148), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Рис.26. Векторная диаграмма токов

Для расчета этого тока используется формула:

где g=l/R_из , b_с = ω*С - активная и емкостная проводи­мости изоляции.

При компенсации ток, проходящий через тело челове­ка, обусловлен только активными проводимостями.

Требуемая для полной компенсации индуктивность дросселя без учета активных сопротивлений в цепи компенсации находится из равенства I_hc + I_kL = 0 :

U_пр*j3ωC_из = jU_пр/ωL_к , отсюда L_к = 1/(3ωC_из). Для обеспечения режима полной компенсации производят регулирование индуктивности в зависимости от емкости сети, добиваясь равенства емкостной и индук­тивной составляющих тока через тело человека. Индуктивность дросселя зависит от числа витков n, магнит­ной проницаемости железа магнитопровода µ, геометрии дросселя. Регулировку индуктивности осуществляют вручную, изменением числа витков катушки, или автома­тически изменением тока подмагничивания в зависимости от значения С_из .

Характер изменения тока I_h от емкости сети без компенсации и с компенсацией показан на рис.21.

Рис.27. Зависимость I_h(C_из)

а - без компенсации; б - с компенсацией емкостной составляющей тока Таким образом, компенсация емкостных токов позво­ляет существенно снизить опасность поражения человека при однофазном прикосновении к сети. Эффективность компенсации повышается с увеличением емкости.

6.4. Защитное отключение

Защитное отключение - это быстродействующая защи­та, обеспечивающая автоматическое отключение электро­установки при возникновении в ней опасности поражения человека электрическим током.

настоящее время защитное отключение является наиболее эффективным электрозащитным средством. Опыт развитых зарубежных стран показывает, что массовое применение устройств защитного отключения (УЗО) обес­печило резкое снижение электротравматизма.

Защитное отключение находит все более широкое при­менение в нашей стране. Оно рекомендовано к использо­ванию в качестве одного из средств по обеспечению электробезопасности нормативными документами (НТД): ГОСТ 12.1.019-79, ГОСТ Р 50571.3-94 ПУЭ и др. В ряде случаев требуется обязательное применение УЗО в элек­троустановках зданий (см. ГОСТ Р 5066.9-94). К объектам, подлежащим оснащению УЭО, относятся: вновь стро­ящиеся, реконструируемые, капитально ремонтируемые жилые дома, общественные здания, промышленные соору­жения независимо от форм собственности и принадлеж­ности. Не допускается применение УЗО в тех случаях, когда внезапное отключение может привести по техноло­гическим причинам к возникновению ситуаций, опасных для персонала, к отключению пожарной, охранной сигна­лизации и т.п.

Основными элементами УЗО являются прибор защитного отключения и исполнительное устройство - автоматиче­ский выключатель. Прибор защитного отключения - это совокупность отдельных элементов, которые восприни­мают входной сигнал, реагируют на его изменение и при заданном значении сигнала воздействую на выключатель. Исполнительное устройство - автоматический выключа­тель, обеспечивающий отключение соответствующего участка электроустановки (электрической сети) при по­лучении сигнала от прибора защитного отключения.

Основные требования, предъявляемые к УЗО:

1) Быстродействие - время отключения ( ),скла­дываемое из времени действия прибора (t_п) и времени действия выключателя (t_в) , должно отвечать условию

Существующие конструкции приборов и аппаратов, применяемых в схемах защитного отключения, обеспечи­вают время отключения t_oткл = 0,05 - 0,2 с.

2) Высокая чувствительность - способность реагиро­вать на малые значения входных сигналов. Высокочув­ствительные устройства УЗО позволяют задавать уставки выключателям (значения входных сигналов, при которых выключатели срабатывают), обеспечивающие безопасность прикосновения человека к фазе.

3) Селективность - избирательность действия УЗО, т.е. способность отключать от сети тот участок, в котором возникла опасность поражения человека током.

4) Самоконтроль - способность реагировать на соб­ственные неисправности путем отключения защищаемого объекта является желательным свойством для УЗО.

5) Надежность - отсутствие отказов в работе, а также ложных срабатываний. Надежность должна быть до­статочно высокой, так как отказы УЗО могут создавать ситуации, связанные с поражением персонала током.

Область применения УЗО практически не ограничена: они могут применяться в сетях любого напряжения и с любым режимом нейтрали. Наибольшее распространение УЗО получили в сетях до 1000 В, где они обеспечивают безопасность при замыкании фазы на корпус, снижении сопротивления изоляции сети относительно земли ниже определенного предела, прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением, в пере­движных электрических установках, в электроинстру­менте и др. Причем УЗО могут применятся как самостоятельные защитные устройства, так и в качестве дополнительной меры к занулению или защитному зазем­лению. Эти свойства определяются типом применяемого УЗО и параметрами защищаемой электроустановки.

Типы устройств защитного отключения. Работа элек­трической сети как в нормальном, так и в аварийном режиме сопровождается наличием определенных пара­метров, которые могут изменяться в зависимости от условий и режима работы. Степень опасности поражения человека определенным образом зависит от этих пара­метров . Следовательно, их можно использовать в ка­честве входных сигналов для УЗО.

На практике для создания УЗО используются следую­щие входные сигналы:

- потенциал корпуса относительно земли;

- ток замыкания на землю;

- напряжение нулевой последовательности;

- дифферинциальный ток (ток нулевой последователь­ности) ;

- напряжение фазы относительно земли;

- оперативный ток.

Кроме того, применяются и комбинированные уст­ройства, реагирующие на несколько входных сигналов.

Ниже рассмотрена схема и работа устройства защит­ного отключения, реагирующего на потенциал корпуса относительно земли.

Назначение УЗО данного типа - устранение опасности поражения людей током при возникновении на заземлен­ном или зануленном корпусе повышенного потенциала. Обычно эти устройства являются дополнительной мерой защиты к заземлению или занулению. Устройство сраба­тывает, если возникший на корпусе поврежденного обо­рудования потенциал φ_к окажется выше потенциала φ_{кдоп ,} которое выбирается, исходя из наибольшего длительно допустимого напряжения прикосновения U_пр.доп.

Датчиком в этой схеме служит реле напряжения РН,

Рис.28. Принципиальная схема УЗО, реагирующего на

потенциал корпуса, соединенного с землей с помощью вспомогательного заземлителя R_воп

При замыкании фазы на заземленный (или зануленный) корпус вначале действует защитное заземление, обеспечивающее понижение напряжения на корпусе до значения U_к = I_з* R_з,

где R_з - сопротивление защитного заземления.

Если это напряжение превысит напряжение уставки реле РН U_уст, то реле за счет тока I_р сработает, ра­зомкнув своими контактами цепь питания магнитного пускателя МП. А силовые контакты магнитного пускате­ля, в свою очередь, обесточат поврежденное оборудова­ние, т.е. УЗО выполнит свою задачу.

Оперативное (рабочее) включение и выключение оборудо­вания осуществляется кнопками ПУСК, СТОП. Контакты БК магнитного пускателя обеспечивают его питание после отпускания кнопки ПУСК.

Достоинством этого типа УЗО является простота его схемы. К недостаткам относятся необходимость вспомогательного заземления, отсутствие самоконтроля ис­правности, неселективность отключения в случае при­соединения нескольких корпусов к одному защитному за­землителю, непостоянство уставки при изменении R_воп.

Далее рассмотрим вторую схему, реагирующую на диф­ференциальный ток (или ток нулевой последователь­ности) – УЗО(Д). Эти устройства наиболее универсальны, и поэтому находят широкое применение на произ­водстве, в общественных зданиях, в жилых домах и т.д.

6.5. Защитное отключение - УЗО(Д)

По принципу действия этот тип УЗО является быстро­действующим защитным выключателем, автоматически от­ключающим контролируемую электроустановку от сети, в случае возникновения в ней однофазной или трехфазной несимметричной утечки тока на землю. Утечка тока мо­жет быть вызвана прямым прикосновением человека к токоведущим частям, повреждением или старением изоляции и другими причинами. Из всех электрозащитных средств этот тип УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током в случае прямого прикосновения к токоведущим частям.

Основное назначение УЗО - защита человека от пора­жения электрическим током. Кроме того, УЗО обеспечи­вают выполнение и другой важной задачи, а именно предотвращение возгораний и пожаров, возникающих вследствии длительного протекания токов утечки и раз­вивающихся из них токов короткого замыкания.

Устройство УЭО. УЗО формируется из следующих основных функциональных блоков (рис.29):

Рис.29.Структурная схема УЗО

Обозначения на схеме:

1 - датчик дифференциального тока;

2 - блок управления с пороговым элементом;

3 - исполнительный механизм;

4 - цепь тестирования;

Т - кнопка цепи тестирования.

В большинстве УЗО, применяемых в настоящее время, в качестве датчика дифференциального тока использует­ся трансформатор тока (называемый иногда применитель­но к трехфазным цепям "трансформатором тока нулевой последовательности - ТТНП).

Исполнительный механизм включает в себя сильноточ­ную контактную группу с механизмом привода.

В нормальном режиме при протекании рабочего тока нагрузки и при отсутствии дифференциального (разностного) тока - тока утечки (Iy,), токи в прямом и обратном проводниках (I₁, I₂) , образующих встречно-включенные первичные обмотки дифференциального транс­форматора тока (1), равны по модулю (I₁=I₂) и наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф₁ и Ф₂, в результате чего ток во вторичной обмотке транс­форматора равен нулю и не вызывает срабатывания поро­гового элемента блока управления (2).

При возникновении дифференциального тока (напр., тока утечки на землю или тока через человека при при­косновении к токоведущим частям) баланс токов, а сле­довательно и магнитных потоков, нарушается и во вто­ричной обмотке появляется ток, который вызывает срабатывание порогового элемента, воздействующего на исполнительный механизм (3). Последний отключает пи­тание и защищаемая цепь обесточивается.

Характеристики

Список файлов ВКР