Основные нормируемые параметры УЗО




Согласно ГОСТ Р 50807-95 нормируются следующие параметры УЗО:

– номинальное напряжение () – действующее значение напряжения, при котором обеспечивается работоспособность УЗО. ;

– номинальный ток нагрузки () – значение тока, которое УЗО может пропускать в продолжительном режиме работы.

= 6; 16; 25; 40; 63; 80; 100; 125 А;

– номинальный отключающий дифференциальный ток – значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации.

= 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,3; 0,5 А;

– номинальный неотключающий дифференциальный ток – значение дифференциального тока, которое не вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации.

;

– предельное значение неотключающего сверхтока – минимальное значение неотключающего сверхтока при симметричной нагрузке двух и четырехполюсных УЗО или несимметричной нагрузке четырехполюсных УЗО. ;

– сверхток – любой ток, который превышает номинальный ток нагрузки.

– номинальная включающая и отключающая способность (коммутационная способность) – действующее значение ожидаемого тока, который УЗО способно включить, пропускать в течение своего времени размыкания и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности.

Минимальное значение или 500 А (выбирается большее значение);

– номинальная включающая и отключающая способность по дифференциальному току – действующее значение ожидаемого дифференциального тока, которое УЗО способно включить, пропускать в течение своего времени размыкания и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности.

Минимальное значение или 500 А (выбирается большее значение);

– номинальный условный ток короткого замыкания – действующее значение ожидаемого тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий, при заданных условиях эксплуатации, без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность.

= 3000; 4500; 6000; 10 000 А;

– номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания – действующее значение ожидаемого дифференциального тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий при заданных условиях эксплуатации без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность. = 3000; 4500; 6000; 10 000 А.

В ГОСТ Р 51326.1-99 содержится требование: «Изготовитель должен сообщить выдерживаемые УЗО значения интеграла Джоуля и пикового тока . В случае если они не определены, применяют минимальные значения (табл. 1)».

Таблица 1

 

и , кA , = 16 16 < <32 32 < < 40 40 < <63 63 < <80 80 < <125
  1,10 1,85 2,35 3,30 3,70 3,95
1,20 4,50 8,70 22,5 36,0 65,0
  1,15 2,05 2,70 3,90 4,80 5,60
1,45 5,00 9,70 25,0 40,0 72,5
  1,30 2,30 3,00 4,05 5,10 5,80
1,60 6,00 11,5 28,0 47,0 82,0

Номинальное время отключения – промежуток времени между моментом внезапного возникновения отключающего дифференциального тока и моментом гашения дуги на всех полюсах.
Стандартные значения максимально допустимого времени отключения УЗО типа АС при любом номинальном токе нагрузки и заданных нормами значениях дифференциального тока не должны превышать приведенных в табл. 2.

Максимальное время отключения, установленное в табл. 2, распространяется также на УЗО типа А. При этом испытания УЗО типа А проводят при значениях токов , 2 , 5 и 500 А с коэффициентом 1,4 (при > 0,01 А) и с коэффициентом 2 (при 0,01 А).

Таблица 2

Время отключения , с
2 5 500 А
0,3 0,15 0,04 0,04

 

Стандартные значения допустимого времени отключения и неотключения для УЗО типа S при любом номинальном токе нагрузки свыше 25 А и значениях номинального дифференциального тока свыше 0,03 А не должны превышать приведенных в табл. 3.

Таблица 3

Дифференциальный ток 2 5 500 А
Максимальное время отключения 0,5 0,2 0,15 0,15
Минимальное время неотключения 0,13 0,06 0,05 0,04

 

На рис. 9 приведена графическая интерпретация области срабатывания УЗО в зависимости от кратности дифференциального тока.

Рис 9. Времятоковая характеристика УЗО

В качестве примера исполнения УЗО, отвечающего всем требованиям ГОСТ Р 50807-95, в таблице 4 приведены технические характеристики АСТРО-УЗО производства ОПЗ МЭИ. На рис. 10 показан внешний вид УЗО.

Таблица 4

Наименование параметра Номинальное значение
Номинальное напряжение , B 220, 380
Частота , Гц  
Номинальный ток нагрузки , A 16, 25, 40, 63, 80
Номинальный отключающий дифференциальный ток (уставки) , мА 10, 30, 100, 300
Номинальный неотключающий дифференциальный ток 0,5
Номинальная включающая и отключающая (коммутационная) способность , A  
Номинальный условный ток короткого замыкания (термическая стойкость) при последовательно включенной плавкой вставке 63 А , A  
Номинальное время отключения при номинальном дифференциальном токе , не более, мс  
Диапазон рабочих температур, °С -25…+ 40
Максимальное сечение подключаемых проводов, мм2 25, 50
Срок службы: электрических циклов, не менее механических циклов, не менее  

Рис 10. Внешний вид УЗО

Выбор УЗО

 

Согласно классификации УЗО делятся на типы, реагирующие на:

– напряжение корпуса относительно земли;

– ток замыкания на землю;

– напряжение нулевой последовательности;

– оперативный ток

– и т. д.

УЗО, предназначенные для отключения электроустановок при прикосновении человека к частям, находящимся под напряжением, должны иметь такие характеристики, чтобы при их использовании ток, протекающий через человека (или ), и продолжительность воздействия тока в интервале до 1 с не превышали допустимых значений. Напряжения и токи , проходящие через человека при аварийном режиме работы электроустановки, представлены в табл. 5. Исходя из этого условия, требуемое время срабатывания УЗО может быть определено либо по графику (рис. 11) либо по табл. 6.

 

 


Таблица 5

 

Род и частота тока Нормируемая величина Наибольшие допустимые значения при продолжительности
0,01-0,08 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,0 более
Переменный, 50 Гц                        
Переменный, 400 Гц                        
Постоянный                        


 
Выбор уставки производится исходя из условий обеспечения безопасности с помощью расчётных зависимостей, связывающих входной сигнал УЗО с параметрами электрической сети и тела человека. Рассчитанные величины уставок следует скорректировать до рекомендуемых значений.

 

Рис. 11. График зависимости от продолжительности воздействия тока

 

Для сетей с глухозаземлённой нейтралью стандартные значения уставок составляют 0,002, 0,006, 0,01, 0,02, 0,03, 0,1, 0,3, 0,5, 1 А (для селективных УЗО ещё 2 и 5 А).

Для сетей с изолированной нейтралью при выборе уставки следует пользоваться следующими рекомендациями. Для селективных УЗО рекомендуются следующие значения уставок: при напряжении сети до 1000 B – 0,025 А и свыше 1000 В – 0,3, 0,5, 0,75, 1,5 А.

В устройствах, реагирующих на ток нулевой последовательности, датчиком является трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП). Наибольшее распространение получила конструкция датчика с магнитопроводом тороидальной формы. Первичными обмотками трансформатора служат фазные проводники, пропущенные через окно магнитопровода; вторичная обмотка равномерно расположена на магнитопроводе и нагружена на входное сопротивление преобразователя.


Таблица 6

 

Тип УЗО Напря­жение сети, В   Переменный ток, Гц Нейтраль Мощ­ность защищаемой установ­ки, кВт Ток на­грузки, А Чувстви­тельность (по току утечки фа­зы на зем­лю), мА Время срабатывания защиты, с
УАКИ-380 220/380   Изолированная
УАКИ-660 380/660   – // –
С-881     Заземленная 0,6  
С-899     – // –   0,02
С-901 220/380   – // – 1,1/2,2  
С-904 220/380   – // – 0,8
ИЭ-9801 220/380   – // – 2,2 1,0 0,05
ИЭ-9802 220/380   – // – 2,2/4   0,05
ИЭ-9806 220/380   – // – 2,2   0,05
ИЭ-9807 220/380   – // – 16-40   0,1
ЗОУП-25 220/380   – // –     0,05
РУД-024 220/380   – // –     0,025

 
При замыкании на заземленный корпус входной ток ТТНП:

Уставка УЗО в этом случае должна удовлетворять соотношению

или

 

где и – предельно допустимые напряжения прикосновения и ток через тело человека в зависимости от времени его воздействия (табл. 5).

В худшем по условиям поражения случае , тогда

Эти соотношения позволяют определить уставку и быстродействие УЗО по заданному сопротивлению или по известным характеристикам УЗО найти необходимое сопротивление заземляющего устройства. При замыкании фазы на зануленный корпус ток уставки:

Совместное применение зануления и защитного отключения позволяет снизить требования к сопротивлению петли «фаза-нуль» и к коэффициенту фазности номинального тока автомата защиты.

Устройства с уставкой 10 мА обеспечивают высокую вероятность защиты как при прямом, так и при косвенном прикосновении человека к токоведущим частям.

Устройства с уставкой 300, 500 и 1000 мА эффективны только при замыкании на заземлённый (или занулённый) корпус. В табл. 7 приведены характеристики выпускаемых промышленностью УЗО (f = 50 Гц), реагирующих на ток нулевой последовательности.

Таблица 7

 

Наименование УЗО Напряжение сети, В Характеристики обслуживаемой установки Уставка защиты (при однофазной утечке на землю), мА Время сраба­тывания защиты, с, не более
Мощность, кВт, не бо­лее Номи­нальный ток, А
ИЭ-9813 380/220     0,05
ИЭ-9814 380/220     0,05
ЗОУП-25 380/220     0,05-0,1
ЗОУП-25П4 220/200     0,05
АЕ-2443 380/220   30, 100 0,1
РУД-05 380/220   30, 100 0,06
РУД-05-УЗ 380/220 100, 250 30, 100, 300 0,06

 

Рекомендуемая схема включения УЗО представлена на рис. 12. Такое подключение трёхфазной нагрузки Н1 позволяет максимально использовать эффективность УЗО и дает возможность подключать в зоне защиты однофазные нагрузки Н2. Фазные и нулевой рабочий проводники образуют первичную обмотку ТТНП.

При такой схеме проявляются одновременно защитные свойства зануления и защитного отключения.

Усилитель на рис. 12 предназначен для усиления сигнала датчика (реле), если он оказывается недостаточно мощным. П-прибор защитного отключения состоит из элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал на отключение.

УЗО на токе нулевой последовательности используется в сетях любого напряжения с различным режимом нейтрали с целью защиты человека как в случае прикосновении к корпусу электроустановки, оказавшемуся под напряжением, так и при прикосновении непосредственно к фазе сети.

Рис. 12. Рекомендуемая схема включения УЗО:

Н1 – трёхфазный потребитель; Н2 – однофазный потребитель

 

Устройства, реагирующие на потенциал корпуса, рекомендуется применять в сетях всех напряжений независимо от режима нейтрали, когда система защитного заземления или зануления малонадежна или недостаточно эффективна. Вместе с тем из-за неселективности работы устройств этого типа использование таких УЗО ограничивается установками с индивидуальными заземлениями (например, передвижные электроустановки) (рис. 13).

 

Рис. 13. Принципиальная схема УЗО, реагирующего на потенциал корпуса: – сопротивление защитного заземления; – сопротивление вспомогательного заземления; OK – отключающая катушка автоматического выключателя; РН – реле максимального напряжения

Расчет УЗО выполняется в следующей последовательности:

1. Определяется уставка , т. е. производится расчет допустимого значения потенциала на корпусе относительно земли, при котором напряжение прикосновения не превысит допустимое:

где и – коэффициенты напряжения прикосновения.

2. Рассчитывается напряжение срабатывания РН, которое должно быть меньше и :

где – полное сопротивление реле.

При известных данных РН (, ) для из этого же соотношения можно рассчитать сопротивление вспомогательного заземления.

По величине выбирают тип реле (табл. 8).

Таблица 8

Тип реле Напря­жение срабатывания, В Первый диапазон Второй диапазон
Длительно допустимое напряжение, В Полное сопро­тивление об­мотки реле, Ом Напряжение срабатывания, В Полное сопро­тивление обмотки реле, Ом
РН53/60 15 – 60     30 – 60 (66)  
РЧ53/60Д 15 – 60     30 – 60 (220)  
РН53/200 50 – 200        
РН53/400 100 – 400        

 

Устройство, реагирующее на ток замыкания на землю (рис. 14), рекомендуется применять в установках, корпуса которых изолированы от земли и между которыми нет электрической связи. Это – ручной электрифицированный инструмент, передвижные установки и т. д. Напряжение питающей сети и режим нейтрали могут быть любыми.

Рис. 14. Принципиальная схема УЗО, реагирующего на ток замыкания на землю: – заземление корпуса; ОК – отключающая катушка автоматического выключателя; РТ – реле тока

 

При расчёте данного типа УЗО вначале, исходя из условий безопасности, рассчитывают уставку, т. е. допустимое значение тока, проходящего через заземляющий проводник:

Уставка реле для схемы с включением обмотки реле в рассечку зануляющего проводника

где = (0,5-0,7) – коэффициент запаса;

– максимальный ток короткого замыкания.

Затем определяют ток срабатывания РТ, который должен быть равен току уставки (т. е. = ), и выбирают тип реле (табл. 9).

Устройства, реагирующие на оперативный ток (рис. 15), можно применять в сетях напряжением до 1000 В с изолированной нейтралью. При этом корпуса защищаемого оборудования могут быть как заземлены, так и изолированы от земли.

 

 

Таблица 9

 

Тип реле Ток срабатывания реле при соединении катушек реле, А Тип реле Ток срабатывания реле при соединении обмоток, А
последовательно параллельно последова­тельно параллельно
РТ40/0,2 0,05 – 1 0,1 – 0,2 РТ40/2 5 – 10 10 – 20
РТ40/0,6 0,15 – 0,3 0,3 – 0,6 РТ40/5 12,5 – 25,0 25 – 50
РТ40/2 0,5 – 1 1 – 2 РГ40/10 25 – 50 50 – 100
РТ40/6 1,5 – 3 3 – 6 РТ40/2 50 – 100 100 – 200
РТ40/10 2,5 – 3 5 – 10

 

 

 

Рис. 15. Принципиальная схема УЗО, реагирующего на оперативный постоянный ток: ОК – отключающая катушка; РТ – реле с малым током срабатывания; ЭТ – трёхфазный дроссель (для получения нулевой точки)

 

В данном УЗО уставкой является эквивалентное , зависящее от активного сопротивления изоляции проводов (, , ) и замыкания на землю :

откуда

где – активное сопротивление изоляции фазных проводов по отношению к земле:

Уставка не зависит от степени несимметрии сопротивлений изоляции фаз. Ток срабатывания РТ определяется зависимостью:

где , В – напряжение источника постоянного тока; – сопротивление реле тока.

Наиболее часто применяются следующие УЗО (табл. 6): вентильные (УАКИ-380, УАКИ-660); на токе нулевой последовательности (С-881, С-901, ИЭ-9801, РУД-024 и ЗОУП-25); комбинированные на постоянном токе и токе замыкания на землю (С-904, ИЭ-9802); на напряжении нулевой последовательности и постоянном оперативном токе (С-899, ИЭ-9806).

Защитное отключение рекомендуется применять в качестве основной дополнительной меры защиты, если электробезопасность не может быть обеспечена путём устройства защитного заземления или зануления, а также в случаях, когда устройство заземления или зануления трудновыполнимо или экономически нецелесообразно.

Устройства защитного отключения могут применяться в сетях любого напряжения с любым режимом нейтрали. Чаще всего УЗО используются в электроустановках напряжением до 1 кВ, когда высока вероятность случайного контакта людей с токоведущими частями, в передвижных электроустановках, в электрифицированном инструменте и др.

 

Пример решения задачи

по оценке электропоражения током

 

Задача. Подобрать типовое реле в УЗО, работающем на токе замыкания на землю, и используемое для обеспечения электробезопасности персонала в установке, питающейся от трёхфазной четырёхпроводной сети с заземлённой нейтралью.

 

Решение

Представим схему УЗО на токе замыкания на землю в указанных условиях (рис. 16).

 

 

Рис. 16. Схема УЗО на токе замыкания на землю в указанных условиях: = 380/220 В; = 32 Ом; = 10 Ом

Для подбора типового реле тока необходимо знать ток срабатывания реле (табл. 9), который, согласно формуле, равен току уставки, т. е.

Ток уставки

где – предельно допустимое напряжение прикосновения. При продолжительном воздействии тока (более 1 с) оно не должно превышать 42 В (табл. 5);

= 32 Ом – полное сопротивление обмотки реле;

= 10 Ом – сопротивление заземления.

Тогда

Вывод. Согласно приложению (табл. 9), подходящим для заданных условий будет реле типа РТ40/2 при параллельном соединении обмоток.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Дайте определение защитному отключению в электроустановках.

2. Пояснить, что такое селективность защитного отключения.

3. Перечислите основные требования к защитному отключению.

4. Где применяют защитное отключение?

5. Опишите принцип работы УЗО?

6. На какие типы по условиям функционирования дифференциальные УЗО подразделяются?

7. Где и в каких системах применяют УЗО дифференциального типа?

8. Перечислите основные параметры УЗО дифференциального типа?

9. Перечислите основные параметры УЗО согласно ГОСТ Р 50807-95

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. ГОСТ Р 50807-95 «Устройства защитные, управляемые дифференциальным (остаточным) током. Общие требования и методы испытаний»;

2. ГОСТ Р 51326.1-99 «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной зашиты от сверхтоков. Часть 1. Общие требования и методы испытаний»;

3. ГОСТ Р 51327.1-99 «Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения со встроенной защитой от сверхтоков. Часть 1. Общие требования и методы испытаний»;

4. ГОСТ Р МЭК 61140-2000 «Защита от поражения электрическим током. Общие положения по безопасности, обеспечиваемой электрооборудованием и электроустановками в их взаимосвязи»; комплекс стандартов ГОСТ Р 50571.1 – ГОСТ Р 50571.23 «Электроустановки зданий».

 

Нормативная литература

5. Правила устройства электроустановок [Текст]. – 7 изд.– М. НТЦПБ, 2012. – 584 с.

6. Монаков В. К. УЗО. Теория и практика. – М.: ЗАО «Энергосервис», 2007. – 368 с. twirpx.com



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-21 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: