Практическая работа. Назначение, конструкция и схемы подключения устройства защитного отключения
Цель работы:
– изучить конструкцию УЗО электромеханического типа
– изучить конструкцию УЗО электронного типа
– изучить схемы подключения УЗО
Краткие теоретические сведения
Устройство защитного отключения (УЗО) — это электрический низковольтный аппарат, который служит для автоматического отключения защищаемого участка электрической цепи в случае возникновения дифференциального тока величины, превышающей допустимое значение для данного аппарата.
Конструкция УЗО (устройство защитного отключения)
Рассмотрим устройство и конструкцию защитных устройств двух вариантов: электромеханического и электронного.
Отличие: электромеханическое УЗО срабатывает при возникновении тока утечки в защищаемой сети, а для срабатывания электронного УЗО необходим два условия (ток утечки и напряжение сети). Если напряжения на входных клеммах не будет (например, отгорит один из проводов) то электронное устройство не сработает даже при наличии утечки.
Устройство УЗО электромеханического типа
В качестве примера рассмотрим устройство и конструкцию УЗО электромеханического типа фирмы Hager CD 241J 40А/30 мА.
Перед нами рычаг управления со спусковым механизмом, верхние и нижние контакты. С боковой части в синем корпусе находится поляризованное реле. Питание на реле поступает от сердца УЗО дифференциального трансформатора. Иногда еще его называют тороидальным.
Дифференциальный трансформатор имеет первичную и вторичную обмотку. Первичная обмотка выполнена толстым медным проводом - по два витка на каждый полюс. Сам трансформатор вынуть не удалось, он впаян в корпус УЗО. Вторичная обмотка намотана тонким медным проводом. Ее выход подается на плату с диодным мостом, там сигнал преобразовывается и поступает на поляризованное реле.
В нижней части поляризованного реле имеется шток. При поступлении сигнала с дифференциального трансформатора (а это происходит при возникновении утечки) якорь реле толкает этот шток и он в свою очередь воздействует на механизм отключения УЗО. После чего силовые контакты размыкаются и утечка устраняется.
Если снять механизм с подвижными контактами и конструкция УЗО позволяет нам увидеть дугогасительную камеру.
Никаких электромагнитных и тепловых расцепителей в устройстве защитного отключения не предусмотрено. Именно поэтому УЗО всегда подключают в паре с автоматическим выключателем, который защищает его от сверхтоков.
Подвижные контакты закреплены на поворотном механизме и соединены с клеммами для подключения гибкой связью.
Кнопка «ТЕСТ».
На что она воздействует и что при этом срабатывает?
Если приставить верхнюю крышку УЗО к корпусу, то кнопка будет расположена как раз под пружиной. И воздействует кнопка именно на нее. Под рамой спускового механизма имеется токоограничивающий резистор. Именно он задает необходимую величину тока утечки при проверке УЗО. Один контакт резистора связан с фазной клеммой, другой – как раз с указанной пружиной. Вопрос как работает эта система?
Оказывается «кнопка» проверки вовсе не кнопка, а лишь рычаг который закорачивает два полюса через токоограничивающий резистор.
При нажатии кнопки пружина касается пластинки, которая в свою очередь соединена с клеммой другого полюса УЗО. При контакте через резистор протекает ток и УЗО отключается.
С помощью мультиметра можно измерить сопротивление данного резистора. Его сопротивление составляет порядка 6.29 кОм. При напряжении в сети 220 Вольт, имеет ток – 35 мА.
Конструкция электронного УЗО
Разберем электронное УЗО фирмы Schneider Electric серии Easy9 40А/30 мА.
С боковой стороны расположена электронная плата усилитель. В глубине корпуса можно увидеть подвижные контакты. Откручиваем болт и снимаем раму со спусковым механизмом.
В дугогасительной камере, где расходятся контакты, не оказалось специальных решеток, которые помогают гасить дугу. При расхождении контактов возникшая дуга с помощью специальной решетки разбивается на более мелкие части. Это способствует ее быстрому гашению. Видим, что решеток здесь не оказалось.
Первичная обмотка дифференциального трансформатора в виде продетых через его сердечник шлейфов. Зато вторичная обмотка, намотанная вокруг сердечника тороидального трансформатора тока, имеет очень много витков. Это катушка.
Внутреннее устройство УЗО, от которого все работает – плата. На фото видны провода, которые подают питание на электронную плату от нижних клемм.
Кнопкой «Тест» здесь замыкается цепь (пружина на корпус металлической рамы). Пружина имеет связь с одним полюсом устройства защитного отключения, корпус через резистор - с другим.
Сопротивление токоограничивающего резистора составляет всего 3.6 кОм.