Файл: Программа обследования состояния техники безопасности при эксплуатации элект роустановок потребителей.pdf

31
Кроме того, УЗО выполняет ещё одну важную функцию - защиту электроустановок от возго- раний, первопричиной - которых являются утечки, вызванные ухудшением изоляции. Известно, что более трети пожаров возникает от неисправностей электропроводок, поэтому вполне спра- ведливо УЗО называют «противопожарным сторожем».
Применение высокочувствительных УЗО приводит к необходимости поддержания изоляции электрических сетей и потребителей на должном уровне, то есть в конечном счёте требует повы- шения культуры эксплуатации электроустановок. В противном случае неизбежны частые пере- рывы электроснабжения потребителей по причине ложных срабатываний УЗО от естественных
(фоновых) токов утечки.
УЗО состоит из трёх функциональных элементов: датчика, исполнительного органа и комму- тационного устройства. Датчик улавливает токи утечки, стекающие с фазных проводов на землю в случае прямого прикосновения человека или повреждения изоляции. Сигнал о наличии тока утечки поступает в исполнительный орган, где усиливается и преобразуется в команду на отклю- чение коммутационного устройства.
Исполнительный орган УЗО может работать на двух различных принципах: электронном и
электромеханическом. В электронном УЗО исполнительный орган содержит электронный уси- литель, в качестве источника питания которого используется сама контролируемая сеть. Надёж- ность работы таких устройств зависит от наличия и стабильности напряжения сети.
В электромеханическом УЗО вместо электронного усилителя применяется магнитоэлектриче- ская защёлка, не требующая источника питания. Надёжность таких УЗО значительно выше, они продолжают выполнять электрозащитную функцию при обрыве любого из питающих нагрузку проводов. Достоинством электромеханических УЗО является также отсутствие потребления электроэнергии в основном, дежурном режиме работы, в то время как каждое электронное УЗО потребляет мощность от 4 до 8 Вт. Однако электромеханические УЗО существенно (в 2 - 2,5 раза) дороже электронных.
Электрическая схема электромеханического УЗО приведена на рисунке 10. Датчиком устрой- ства служит трансформатор тока утечки (I) кольцевой магнитопровод которого охватывает про- вода, питающие нагрузку (6) и играющие роль первичной обмотки. При отсутствии тока утечки рабочие токи (Iр) в прямом (фазном) и обратом (нулевом рабочем) проводах равны и наводят в магнитопроводе равные но противоположно направленные потоки; результирующий поток равен нулю и поэтому ЭДС во вторичной обмотке отсутствует. УЗО не срабатывает. При появлении то- ка утечки (например, при прикосновении человека к оголённому фазному проводу) ток и прямом проводе превышает обратный ток на величину тока утечки (Iут); в сердечнике возникает магнит- ный поток небаланса, а во вторичной обмотке наводится ЭДС, пропорциональная току утечки.
По обмотке магнитоэлектрической защёлки (2) протекает ток, вызывающий срабатывание и воз- действие на механизм свободного расцепления (3), отключающий контакты (4). УЗО срабатыва- ет. Таково действие УЗО двухполюсного исполнения в цепи однофазной нагрузки.

32
Для работы в трёхфазной сети (как трёх-, так и четырехпроводной) УЗО выполняется четы- рёхполюсным, то есть магнитопровод охватывает три фазных и нулевой рабочий проводники.
Согласно первому закону Кирхгофа при любой несимметрии нагрузки алгебраическая сумма мгновенных значений токов в проводах, питающих нагрузку, равна нулю, результирующий поток в магнитопроводе и ЭДС во вторичной обмотке отсутствует; УЗО не срабатывает. ЭДС во вто- ричной обмотке наводится и УЗО срабатывает лишь от токов, замыкающихся по путям утечки, минуя нагрузку. Другими словами, токи, замыкающиеся через нагрузку (рабочий ток, сверхток перегрузки), а также токи одно-, двух-, трёхфазных коротких замыканий между проводами, пи- тающими нагрузку, не могут вызвать срабатывание УЗО. Заметим, что двухполюсное прикосно- вение человека с изоляцией от земли УЗО воспринимает как нагрузку и не срабатывает, что явля- ется недостатком, принципиально присущим устройствам защитного отключения.
Из сказанного следует, что УЗО не защищает сеть от сверхтоков перегрузок и коротких замы- каний, то есть применение УЗО не должно означать отказа от автоматов защиты сети или плав- ких предохранителей. Некоторые типы устройств защитного отключения (в основном, зарубеж- ного производства) совмещают в себе функции УЗО и автоматического выключателя, что неиз- бежно ведёт к снижению надёжности и Повышению стоимости за счёт усложнения схемы и уве- личения количества компонентов.
УЗО является высокоэффективным и перспективным способом защиты. Оно используется в электроустановках до I кВ в дополнение к защитному заземлению (занулению), а также в каче- стве основного или дополнительного способа защиты, когда другие способы и средства неприме- нимы или малоэффективны.
В настоящее время в Российской Федерации действует ряд нормативных документов, регла- ментирующих технические параметры и требования к применению УЗО в электроустановках зданий. Ниже приводится перечень основных документов с краткими выдержками, касающимися применения УЗО.
Правила устройства электроустановок (ПУЭ) Изд.7-е, 1999г.
Раздел 6 "Электрическое освещение".
П. 6.1.14. В помещениях с повышенной опасностью и особо опасных при высоте установки светильников общего освещения над полом или площадкой обслуживания менее 2,5 м примене- ние светильников класса защиты 0 запрещается, необходимо применять светильники класса за- щиты 2 или 3. Допускается использование светильников класса защиты 1, в этом случае цепь должна быть защищена устройством защитного отключения (УЗО) с током срабатывания до 30 мА...
П. 6.1.16. Для питания светильников местного стационарного освещения с лампами накалива- ния должны применяться напряжения: в помещениях без повышенной опасности - не выше 220 В и в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных - не выше 50 В, В помещениях с по- вышенной опасностью и особо опасных допускается напряжение до 220 В для светильников, в этом случае должно быть предусмотрено или защитное отключение линии при токе утечки до 30 мА, или питание каждого светильника через разделяющий трансформатор.
П. 6.1.17. ...Переносные светильники, предназначенные для подвешивания, настольные, напольные и т.п. приравниваются при выборе напряжения к стационарным светильникам местно- го стационарного освещения (п.6.1.16.) ...
П. 6.1.48. При выполнении схем питания светильников и штепсельных розеток следует вы- полнять требования по установке УЗО, изложенные в гл. 7.1. и 7.2.
П. 6.1.49 Для установок наружного освещения: фасадов зданий, монументов и т.п., наружной световой рекламы, и указателей в сетях TN-S или TN-C-S рекомендуется установка УЗО с током

33 срабатывания до 30 мА, при этом фоновое значение токов утечки должно быть по крайней мере, в 3 раза меньше уставки срабатывания УЗО по дифференциальному току.
П. 6.4.18. Установки световой рекламы, архитектурного освещения зданий следует, как пра- вило, питать по самостоятельным линиям - распределительным или от сети зданий. Допускаемая мощность указанных установок не более 2 кВт на фазу при наличии резерва мощности сети.
Для линии должна предусматриваться защита от сверхтока и токов утечки (УЗО).
Раздел 7. «Электрооборудование специальных установок»
Глава 7.1. «Электроустановки жилых, общественных, административных, бытовых зданий»
П. 7.1.48. ...В ванных комнатах квартир и номеров гостиниц допускается установка штепсель- ных розеток в зоне 3 по ГОСТ Р 50571.11-96, присоединяемых к сети через разделительные трансформаторы или защищенных устройством защитного отключения, реагирующим на диффе- ренциальный ток, не превышающий 30 мА…
П. 7.1.71. Для защиты групповых линий, питающих штепсельные розетки для переносных электрических приборов, рекомендуется предусматривать устройства защитного отключения
(УЗО).
П. 7 1 72. Если устройство защиты от сверхтока (автоматический выключатель, предохрани- тель) не обеспечивает время автоматического отключения 0,4 с при номинальном напряжении
220 В из-за низких значений токов короткого замыкания и установка (квартира) не охвачена си- стемой уравнивания потенциалов, установка УЗО является обязательной.
П. 7.1.73. При установке УЗО последовательно должны выполняться требования селективно- сти. При двух- и многоступенчатой схемах УЗО, расположенное ближе к источнику питания, должно иметь уставку и время срабатывания не менее чем в 3 раза большие, чем у УЗО, распо- ложенного ближе к потребителю.
П. 7.1,74, в зоне действия УЗО нулевой рабочий проводник не должен иметь соединений с за- земленными элементами и нулевым, защитным проводником.
П. 7.1.75. Во всех случаях применения УЗО должно обеспечивать надежную коммутацию це- пей нагрузки с учетом возможных перегрузок.
П. 7.1.76. ...Не допускается использовать УЗО в групповых линиях, не имеющих защиты от сверхтока, без дополнительного аппарата, обеспечивающего эту защиту.
При использовании УЗО, не имеющих защиты от сверхтока, необходима их расчетная про- верка в режимах сверхтока с учетом защитных характеристик вышестоящего аппарата, обеспечи- вающего защиту от сверхтока.
П. 7.1.77. В жилых зданиях не допускается применять УЗО, автоматически отключающие по- требителя от сети при исчезновении или недопустимом падении напряжения сети. При этом УЗО должно сохранять работоспособность на время не менее 5 сек. при снижении напряжения до 50% номинального.
П. 7.1.78. В зданиях могут применяться УЗО типа "А", реагирующие как на переменные, так и на пульсирующие токи повреждений, или "АС", реагирующие, только на переменные токи утеч- ки.
Источником пульсирующего тока являются, например, стиральные машины с регуляторами скорости, регулируемые источники света, телевизоры, видеомагнитофоны, персональные компь- ютеры и др.
П. 7.1.79. В групповых сетях, питающих штепсельные розетки, следует применять УЗО с но- минальным током срабатывания не более 30 мА.
Допускается присоединение к одному УЗО нескольких групповых линий через отдельные ав- томатические выключатели (предохранители).

34
Установка УЗО в линиях, питающих стационарное оборудование и светильники, а также в общих осветительных сетях, как правило, не требуется.
П. 7.1.80. В жилых зданиях УЗО рекомендуется устанавливать на квартирных щитках, допус- кается их установка на этажных щитках.
П. 7.1.81. Установка УЗО запрещается для электроприемников, отключение которых может привести, к ситуациям, опасным для потребителей (отключению пожарной сигнализации и т.п.).
П. 7.1.82. Обязательной является установка УЗО с номинальным током срабатывания не более
30 мА для групповых линий, питающих розеточные сети, находящиеся вне помещений и в поме- щениях особо опасных и с повышенной опасностью, например в зоне 3 ванных и душевых поме- щений квартир и номеров гостиниц.
П. 7.1.83. Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинальною тока
У30, При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети - из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника.
П. 7.1.84. Для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные ча- сти, когда величина тока недостаточна, для срабатывания максимальной токовой защиты, на вво- де в квартиру, индивидуальный дом и т.п. рекомендуется установка УЗО с током срабатывания до 300 мА.
П. 7.1.85. Для жилых зданий при выполнении требований п. 7.1.83 функции УЗО по п.п. 7.1.79 и 7.1.84 могут выполняться одним аппаратом с током срабатывания не более 30 мА.
П. 7.1.86. Если УЗО предназначено для защиты от поражения электрическим током и возгора- ния или только для защиты от возгорания, то оно должно отключать как фазный, так и нулевой рабочий проводники защита от сверхтока в нулевом рабочем проводнике не требуется.
ГОСТ Р 50669-94 «Электроснабжение и электробезопасность мобильных (инвентарных)

35
3.8. Сигнализация, блокировка, знаки безопасности
Сигнализация (звуковая, световая) применяется в дополнение к другим способам и средствам защиты. Чаще всего она предупреждает о наличии напряжения на электроустановке или её части.
Имеются устройства, сигнализирующие о недопустимом приближении к токоведущим частям, находящимся под напряжением. Таковы сигнализаторы, встроенные в монтёрскую защитную каску, или устройства, подающие звуковой и световой сигналы при приближении стрелы авто- крана к проводам воздушной линии.
Недоступность токоведущих частей может обеспечиваться применением различного рода блокировок (электрических, механических и др.). Блокировки исключают доступ к токоведущим частям, пока с них не снято напряжение, либо обеспечивают автоматическое снятие напряжения при появлении возможности прикосновения или опасного приближения к токоведущим частям.
Часто блокировка применяется совместно с сигнализацией.
В Правилах подчёркивается, что устройства, сигнализирующие об отключённом состоянии аппаратов, блокирующие устройства являются только вспомогательными средствами, на основа- нии показаний или действия которых не допускается делать заключение об отсутствии напряже- ния. Вместе с тем указание этих устройств о наличии напряжения являются безусловным призна- ком недопустимости приближения к данному оборудованию.
Плакаты и знаки безопасности относятся к электрозащитным средствам. По своему назначе- нию они делятся на предупреждающие, запрещающие, предписывающие и указательные, а по ха- рактеру применения могут быть постоянными и переносными.
Перечень, размеры, форма, места и условия применения плакатов и знаков безопасности ре- гламентированы Правилами применения и испытания средств защиты, используемых в электро- установках.
3.9. Электрическое разделение сети
Как самостоятельный способ защиты или в дополнение к другому, например, к малому напряжению, можно применять разделение сети на отдельные, электрически не связанные между собой участки. Для этого применяют разделяющий трансформатор. По ГОСТ 12.1.009-76 это специальный трансформатор, предназначенный для отделения приёмника энергии от первичной сети и сети заземления.
ПУЭ предъявляют к разделяющим трансформаторам определенные требования.
Они должны удовлетворять специальным техническим условиям в отношении надёжности конструкции и повышенных испытательных напряжений, что исключает пробой изоляции между первичной и вторичной обмотками.
От разделяющего трансформатора разрешается питание только одного электроприёмника с номинальным током плавкой вставки или расцепителя автомата на первичной стороне не более
15 А.
Заземление вторичной обмотки трансформатора не допускается. Корпус трансформатора в за- висимости от режима нейтрали питающей сети должен быть заземлён или занулён. Заземление корпуса электроприемника, присоединённого к такому трансформатору, не требуется.
Первичное напряжение трансформатора должно быть до 1000 В, а вторичное до 380 В, то есть трансформатор может понижать напряжение, например, до малого, но может иметь коэффициент трансформации, равный 1.
Выполнение приведённых требований обеспечивает надёжную изоляцию вторичной цепи от первичной сети, сети заземления и земли, что гарантирует безопасность однополюсного прикос- новения к токоведущей части или к корпусу электроприёмника, оказавшемуся под напряжением.
Сохраняется опасность поражения при двухполюсных прикосновениях, а также при двойных за-