Устройство защитного отключения

Для защиты электрооборудования создано множество устройств. Это и автоматические выключатели, и плавкие предохранители, и реле контроля фаз, и реле контроля напряжения, и другие приборы. А как же защитить персонал, который работает на электроустановках, от поражения электрическим током при непреднамеренном прикосновении к токоведущим узлам или при касании нетоковедущих поверхностей, оказавшихся под напряжением в результате аварии или утечки тока через испорченную изоляцию. Для таких ситуаций были разработаны устройства защитного отключения (УЗО).

Как правило, УЗО представляет собой коммутационный аппарат, размыкающий цепь питания при превышении дифференциальным током установленной величины. Главной задачей данного прибора является защита персонала от удара электричеством, быстрое отключение нагрузки при замыкании фазы на корпус и возникновения пожара от перегрева оборудования. Работает он путём постоянного измерения величины тока, входящего на электроустановку, и тока, выходящего из неё. Если утечки нет, то величины токов равны между собой и УЗО не реагирует. В случае, когда в нагрузку поступает один по величине ток, а выходит меньший, устройство защитного отключения узнает об этом с помощью трансформатора тока и отключает все коммутируемые цепи.

Кроме, безусловно, положительных функций в УЗО есть и негативные моменты, которые не позволяют назвать его панацеей от поражения электротоком. Устройство никак не реагирует на аварийные ситуации, не сопровождающиеся утечкой тока. Например, УЗО «не замечает» короткого замыкания между фазным проводом и нулём. Также устройству совершенно безразлично попадание человека под напряжение, если он одновременно касается и фазного провода, и нулевого. В данном случае человек играет роль "нагрузки" и УЗО реагирует на это как на штатную ситуацию. Изобрести приборы, различающие такие тонкости, пока не удалось никому, поэтому рекомендуется отключать электроустановку от сети перед ремонтом и сохранять изоляцию проводов в целостности.

Существующие УЗО классифицируют по следующим признакам:
- по методу работы. Делят на устройства с дополнительным питанием и без него. Первые также подразделяют на УЗО, отключающие нагрузку при пропадании вспомогательного питания (автоматические включающие цепь при появлении питания и не включающие) и не отсоединяющие (отключающие потребителя при превышении заданных параметров и не отключающие);
- по месту установки. Стационарные и переносные;
- по количеству полюсов. От однополюсного (двухпроводного) до четырёхполюсного (4 провода);
- по защите от сверхтоков. С встроенной защитой от сверхтока и без неё. Существуют со встроенной защитой от коротких замыканий или от перегрузки;
- по регулировке величины отключающего тока. Нерегулируемые и с возможностью плавной или дискретной регулировки;
- по отношению к импульсному напряжению. Отключающие нагрузку при появлении пульсаций напряжения и не отсоединяющие;
- по характеру дифференциального тока. Имеется 4 группы, размыкающие цепи при разных параметрах.

В дополнение к классификации необходимо заметить, что электронные УЗО, нуждающиеся во вспомогательном источнике питания, часто получаемом от контролируемой цепи, могут перестать исполнять свои функции по причине неполадок в питании. Например, если в питающей цепи нулевой провод отключился, а фазный нет, то разности потенциалов не хватит для нормальной работы УЗО и устройство не сможет отключить нагрузку вовремя, даже при появлении тока утечки. Большинство выпускаемых моделей УЗО представляет собой электромеханические устройства, не нуждающиеся во вспомогательном источнике питания, а потому более надёжны в эксплуатации.

Основными характеристиками УЗО являются величина номинального (рабочего) тока в диапазоне от 6 до 125 ампер, размер дифференциального отключающего тока от 4 до 300 миллиампер (или по другому ток утечки), величина рабочего напряжения и частоты тока, выдержка времени, степень защиты и селективность. Чем меньше величина тока утечки, тем чувствительнее УЗО. При использовании УЗО для защиты людей от поражения током предельная величина дифференциального тока отключения не должна превышать 30 мА. Аппараты 100-300 мА в основном предназначены для защиты от пожаров при утечках тока.