Принцип работы трехфазного УЗО

При установке дифференциального автомата abb, экономится место в щитке и на проводах при разводке. Он предохраняет сразу от нескольких неисправностей. Короткое замыкание и пиковые значения тока (работа автомата отключения сети) и недопущение пожара и поражения током при утечке.

Данное электротехническое оборудование применяется в промышленных условиях. Подключение трехфазного УЗО на производстве позволяет предохранить не только поражения электричеством работников, но и служит средством предупреждения пожаров (это основное его предназначение). Обеспечить безопасные условия труда поможет устройство с подходящими характеристиками.

Правильно подобранное по назначению защитное устройство, позволит избежать возникновения ряда аварийных ситуаций.

При отсутствии утечки геометрическая сумма токов первичных обмоток трансформатора тока равна нулю, т.е.

Приветствую Вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В одной из предыдущих статей я подробно рассматривал, для чего применяется устройство защитного отключения и как оно работает. Подробно смотрите статью Устройство и принцип работы однофазного УЗО.

В этой статье речь пойдет об устройстве и принципе работы трехфазного УЗО.

Трёхфазные УЗО работают по такому же принципу, как и однофазные. Внутри они содержат трансформатор тока, первичная обмотка которого образована четырьмя проводами: тремя фазными L_A L_B L_C и нулевым N.

В однофазных УЗО первичная обмотка состоит из двух проводов – фазного и нулевого.

При отсутствии утечки геометрическая сумма токов первичных обмоток трансформатора тока равна нулю, т.е.

IА+IВ+IС+IN=0,

суммарный магнитный поток тоже будет равен нулю, поэтому ток во вторичной обмотке трансформатора тока (обмотке управления) отсутствует.

Предположим, что в фазе L_B произошла утечка тока на заземленный корпус электрооборудования.

Геометрическая сумма токов в первичных обмотках не равна нулю (сумма токов в трех фазных проводах не равна току в нулевом проводе). Суммарный магнитный поток, наводимый этими токами в сердечнике трансформатора тока, будет отличен от нуля.

Он будет наводить во вторичной обмотке управления трансформатора тока ток, который приведет к срабатыванию электромагнитного реле.

Реле, воздействуя на механизм расцепителя УЗО, отключит цепь нагрузки от питающей сети.

Таким образом, принцип работы трехфазного УЗО аналогичен принципу действия однофазного, с небольшими отличиями.

Подробно Принцип работы трехфазного УЗО смотрите в видео

Рекомендую также прочитать:

Для защиты от перенапряжения и тока короткого замыкания УЗО в цепи устанавливаются совместно с автоматическими выключателями.

Устройство и принцип действия

Основу конструкции прибора составляет дифференциальный трансформатор. Представляет он собой магнитопровод, выполненный из ферромагнитного материала, на который намотаны обмотки.

В обычном состоянии протекающие токи создают электромагнитные потоки, двигающиеся в разных направлениях, но одинаковые по значению. Поэтому общий магнитный поток будет равен нулю и защитное устройство срабатывать не будет.

Стоит только человеку прикоснуться к корпусу электроприбора с поврежденной изоляцией, как сразу через УЗО начнет протекать ток утечки. Из-за того, что значения токов будут разными, результирующая величина магнитного потока не будет равна нулю.

Появится электродвижущая сила в контрольной обмотке, что приведет к возникновению электрического тока. Под его воздействием сработает магнитоэлектрическое реле и отключит силовые контакты. Реагирует устройство защиты на утечку тока небольшой величины, пороговое значение которого не превышает 10 мА.

В этом и состоит отличие этих приборов от автоматов, реагирующих при перегрузках и коротких замыканиях. УЗО не отключится и в том случае, если человек коснется фазного и нулевого провода, так как он будет выступать в качестве нагрузки, пропускающей электроэнергию.

Перед тем, как приступить к монтажу аппарата необходимо ознакомиться с правилами цветовой маркировки проводов. В соответствии с требованиями ПУЭ принят следующий порядок маркировки проводников по цветам:

Монтаж четырехполюсного модуля УЗО построен на таком же принципе, как для двухполюсного устройства, применяемого в однофазных электросетях. Производитель прилагает к изделию паспорт, где показана наиболее часто встречающаяся схема подключения устройства защитного отключения к трехфазной сети с использованием нейтрали. Для удобства монтажа схема подключения показана на корпусе модуля и выглядит следующим образом:

Монтажная схема подключения четырехполюсного УЗО к трем фазам проста и доступна человеку, не обладающему квалификацией электромонтажника. К четырем входным клеммам аппарата подключаются 3 фазы питающей электросети 380 вольт и нулевой рабочий проводник.

Модуль трехфазного УЗО монтируются в щите вводного устройства на din-рейке, так же, как и автоматы, оборудован быстросъемным крепежом. Подключение происходит после счетчика. Один трехфазный аппарат защиты от токов утечек можно использовать для защиты сразу трех однофазных сетей.

Прежде чем произвести подключение в доме четырехполюсного УЗО необходимо учесть систему заземления электросети, по которой к нему поступает электроэнергия. Однофазные аппараты могут сохранять работоспособность при подключении к электросети 220 В, как с заземлением, так и без заземления. Работа трехфазного аппарата защиты от утечек разрешена только в сетях с системой tn-s, предусматривающей нулевой рабочий и нулевой защитный проводник.

Напоследок рекомендуем ознакомиться на видео еще с одной схемой монтажа УЗО на 380 В, без нулевого провода:

Вот мы и рассмотрели возможные схемы подключения трехфазного УЗО к сети. Как вы видите, подключить защитный аппарат можно различными способами, все зависит от условий применения.

Также нужно учесть, что устройство защитного отключения не контролирует ток нагрузки и короткого замыкания. Поэтому как правило УЗО работает в «паре» с автоматическим выключателем, который контролирует нагрузку и защищает от КЗ. Если автоматический выключатель имеет номинал 16 А, то УЗО рекомендуется выбирать на 25 А, то есть номинал автоматического выключателя должен быть на ступень ниже чем УЗО.

Принцип работы устройства защитного отключения

При подключении УЗО фазовый и нулевой провода подключаются к трансформатору тока. Обмотки данного устройства сделаны так, что при протекании тока через фазовый и нулевой провода результирующий магнитный поток сердечника трансформатора равен нулю. Выполняется условие – входной ток Iвх (красный на рисунке) равен выходному Iвых (синий). В итоге в третьей обмотке, к которой подключен чувствительный элемент, не будет наводится ЭДС – ток третьей обмотки тоже будет равен нулю. Это сбалансированная работа системы.

Если вдруг в системе появится ток утечки Iут (зеленый на схеме), равновесие системы нарушится Iвх ≠ Iвых. Соответственно магнитные потоки будут также не равны и в третьей обмотке трансформатора будет наводится ЭДС – соответственно начнет протекать ток. Как только ток, протекающий в третьей обмотке, достигнет уставки срабатывание, чувствительный элемент 2 сработает и контакты разомкнутся.

Для тестирования исправности системы защитного отключения предусмотрена кнопка 3. Также на схеме присутствует добавочный резистор Rд, который подбирают таким образом, чтоб ток, протекающий через резистор, соответствовал уставке срабатывания. При нажатии на эту кнопку УЗО должно сработать – тогда оно исправно.

Однофазное УЗО выглядит так:

Сервоприводный стабилизатор напряжения трёхфазной сети оснащен так называемым автотрансформатором. Принцип действия состоит в том что, блок программного управления командует сервопроводом, двигающим специальные контакты по трансформатору, добиваясь необходимого напряжения. Основным достоинством автотрансформатора является плавная компенсация отклонений в сети. Но износ автотрансформатора происходит гораздо быстрее, чем релейный или полупроводниковый.

Функции трехфазного стабилизатора

Современные трехфазные стабилизаторы благодаря микропроцессорному управлению могут одновременно выполнять следующие функции:

• защита потребителя от перенапряжения в сети в случае аварии и выхода напряжения за допустимые пределы, в рамках которых стабилизация невозможна. Тогда прибор просто отключит потребителя;
• защита от перекоса фаз;
• в случае пропадания одной из фаз переключит потребитель на 2 других, распределив нагрузку между ними;
• также обладает защитой от короткого замыкания по фазе. Причем в ряде случаев эта защита срабатывает раньше пакетного автомата.

В зависимости от расчетной мощности трехфазные стабилизаторы могут выпускаться в напольном, стоечном или модульном исполнении с возможностью наращиваемой мощности. Наиболее популярными сейчас стали релейные стабилизаторы напряжения благодаря своей надежности, относительно небольшой стоимости на единицу мощности.

При необходимости потребитель может приобрести трехфазный стабилизатор специального исполнения, работающий в широком диапазоне температур и при высокой влажности.

Трехфазный стабилизатор напряжения

Не рекомендуется покупать дешевые приборы китайских производителей, так как очень часто заявленная мощность и количество ступеней стабилизации не соответствуют реальной.

Помимо фазного подсоединения, необходимо также знать, как осуществляется подключение через проводник нейтрали:

Данное устройство выполняет все свои основные функции благодаря датчику, являющемуся основным элементом его конструкции и способному реагировать на изменение величины тока на входе проводников.

Происходит это благодаря следующим особенностям внутренней конструкции:

Проверку принципа действия УЗО можно осуществить, нажав на нем специальную кнопку, предназначенную для тестирования системы. После этого произойдет искусственно созданная утечка, которой будет достаточно для срабатывания устройства и экспериментального размыкания цепи.

Как в случае с предыдущими однофазными схемами, данная схема предполагает подключение заземляющего проводника PE, который идет с шины напрямую к каждой розетке или осветительному прибору. Эта схема, как и выше, предполагает монтаж дополнительного общего УЗО, который будет выступать в роли предохранителя, если какой-то из групповых УЗО будет неисправен.

Подключение УЗО в однофазной сети

Способ 1: общее УЗО для всей сети

При такой схеме УЗО устанавливается между двухполюсным вводным автоматом (в электрощитке дома или квартиры) и группой автоматов, установленных на освещение и группу розеток.

У такой схемы подключения есть минусы и плюсы. Предположим утечка тока произошла в розетке, к которой подключена стиральная машинка. В этом случае общее УЗО отключит все группы автоматов, которые есть в квартире. Это безусловно минус данной схемы, так как определить, где конкретно произошла утечка, будет проблематично. Придется выключить все автоматы после УЗО, включить УЗО и включать по одному каждый автомат. Тот, после которого устройство отключится и будет питающим «проблемную» линию.

Плюсом же данной схемы является существенная экономия, так как нужно будет купить всего одно двухполюсное УЗО, которое стоит порядка 1500 — 2500 рублей (в зависимости от производителя).

Обратите внимание, что в схеме предусмотрено заземление (PE), которое идет непрерывно от заземляющей шины к каждой розетке согласно ПУЭ 1.7.83. Такой же вариант заземления использован и в последующих схемах.

Способ 2: общее УЗО и групповые УЗО

Эта схема является несколько усложненным вариантом предыдущей. Здесь в щитке после вводного автомата устанавливается общее УЗО, от которого фаза отходит к каждому автомату, а ноль приходит на нулевую шину N (между вводным автоматом и УЗО стоит дополнительно счетчик). Затем фаза от каждого группового автомата идет на каждое групповое УЗО, на которые также приходит ноль с нулевой шины.

Такая схема фактически двойную защиту. Если произойдет утечка дифференциального тока на какой-либо линии, тогда отключится только один групповой УЗО, и найти проблему будет несложно. В случае, если групповое УЗО окажется неисправным, тогда сеть отключит общее УЗО.

Преимущество такой схемы подключения в двойной защите — вероятность, что неисправны и групповое, и общее УЗО практически нулевая.Но придется потратиться на дополнительные устройства. Существует вариант установки только групповых УЗО без общего — будет чуть дешевле, но теряем одну ступень защиты.

Счетчик электрической 3-х фазной сети

Видео “Вариант схемы трехфазного щита с УЗО”

В первую очередь необходимо определить схему, по которой будет проводиться монтаж защитного оборудования в частном доме или квартире. Специалисты в области электротехники рекомендуют использовать готовые схемы подключения УЗО и автоматических выключателей. Они могут быть рассчитаны на подсоединение таких устройств к однофазным кабелям, двухфазным и трехфазным. Также на схемы могут учитывать возможность подведения защитной нулевой жилы к контуру заземления в доме, если такой был предусмотрен.

Так не редко по данной схеме делается подключение УЗО и автоматических выключателей отдельно на ванную комнату, подвалы или мастерские, гараж, а также на каждый этаж большого частного дома. Данная схема считается более востребованной, если в здании одновременно может быть подключено одновременно много мощной электротехники, которые увеличивают нагрузку на цепь.

В зависимости от типа самого силового кабеля и будет отличаться схема подключения. При вводе в схему заземления нужно учесть дополнительный кусок провода для ответвления жилы с заземлением.

Схема с подключением трехфазного УЗО позволяет обеспечить одновременно защиту для потребителей с однофазным и трехфазным силовым кабелем. Если заранее рассчитывается подключение заземления к заземляющему контуру дома, то желательно поместить счетчик энергоснабжения между автоматическим выключателем и самим УЗО.

Отметим самые важные условия выбора УЗО. Технические характеристики УЗО должны соответствовать параметрам электрической сети и нагрузке, к которой подключается УЗО. Например, если УЗО рассчитано на напряжение сети до 240В переменного тока, то естественно его нельзя применять при 380В:

Вкратце можно подытожить: назначение УЗО — защищать человека и его имущество от неприятностей, которые могут возникнуть при ухудшении изоляции токоведущих частей (например — может возникнуть пожар) и УЗО это современное, высокоэффективное средство от электротравматизма. В современных условиях применение УЗО позволяет обеспечить электробезопасность действием защиты — автоматического отключения источника питания.

Для этого потребуется обязательно оба провода питания — и фазный и нулевой рабочий. При этом УЗО сравнивает, что бы по фазному проводу на нагрузку ушло электроэнергии столько же, сколько вернется обратно по нулевому рабочему проводу. Если происходит утечка электрического тока, появляется разностный ток, УЗО сразу реагирует и отключает нагрузку.

Есть и трехфазные УЗО, но принцип работы у них точно такой же, отличаются они от однофазных только количеством полюсов (четыре полюса) и тем, что сквозь ТТНП проходит не два проводника, а четыре — три фазы и рабочий ноль.

Трехфазное УЗО

Рассмотрим устройство и принцип работы УЗО более подробно. Устройство защитного отключения состоит из:

Основной элемент УЗО — это реагирующий на разностный ток дифференциальный трансформатор тока или еще его называют трансформатор тока нулевой последовательности (ТТНП). У электромеханических УЗО ТТНП представляет из себя тороидальный магнитопровод с намотанной вторичной обмоткой. В качестве первичной обмотки выступают фазные и нулевые провода, подключенные на нагрузку и проходящие обязательно сквозь магнитопровод.

Принцип УЗО

Различные типы УЗО делятся по следующим основным техническим параметрам:

Более подробно с параметрами, типами и требованиями к УЗО можно ознакомиться в ГОСТ Р 50807-95, ГОСТ Р 51326.1-99 и ГОСТ Р 51327.1-99

Выбор УЗО

Отметим самые важные условия выбора УЗО. Технические характеристики УЗО должны соответствовать параметрам электрической сети и нагрузке, к которой подключается УЗО. Например, если УЗО рассчитано на напряжение сети до 240В переменного тока, то естественно его нельзя применять при 380В:

Следующее условие выбора УЗО — по дифференциальному отключающему току. Здесь выбирается требуемый параметр – 10, 30 мА или выше. Следует учитывать важную деталь: в целях электробезопасности применяют УЗО до 30 мА. В целях пожарной безопасности – с диф. током от 100мА и выше.

Оставляйте Ваши вопросы и комментарии и, конечно же — обращайтесь к нам, получите оптимальные решения для Вас и Вашего бизнеса по технологии ПССГ®!