Вернутся на страницу ⇒ УЗО и Диф.защита ⇒ Электрика
Рис. 1
Электронные УЗО – функционально зависят от напряжения питания. Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника. Но применение таких устройств более ограничено в силу их меньшей надежности, подверженности воздействию внешних факторов (общий вид электронного однофазного УЗО на рис. 1).
Особенности электронных УЗО:
Термины «электронные УЗО» и «электромеханические УЗО» не отражают сути этих изделий и не используются в нормативных документах. Согласно ГОСТ Р 50807-95 любое УЗО — это «механический коммутационный аппарат или совокупность элементов, которые при достижении (превышении) дифференциальным током заданного значения при определенных условиях эксплуатации должны вызвать размыкание контактов». В любом УЗО имеется, по крайней мере, два электронных элемента: измерительный дифференциальный трансформатор, осуществляющий обнаружение дифференциального тока, и резистор в устройстве эксплуатационного контроля, позволяющий моделировать аварийный дифференциальный ток для проверки работоспособности УЗО. Таким образом, чисто «электронных УЗО» и чисто «электромеханических УЗО» нет. Учитывая недостаточную проработку в последние годы терминологии, что отмечается во многих публикациях, и использование технической общественностью терминов «электронные УЗО» и «электромеханические УЗО», ниже будем их использовать как наиболее короткие синонимы стандартных терминов на сегодняшний день (на рис. 2 показана маркировка электронного УЗО).
Рис. 2
В данном разделе ниже рассмотрены основные особенностями электронных УЗО по сравнению с электромеханическими:
- наиболее простая конструкция механизма. Фактически механизм отечественных электронных УЗО состоит из механизма автоматических выключателей, конструкция которых достаточно хорошо отработана, имеет высокую надежность и низкую стоимость. Механизм управляемого дифференциальным током расцепителя, позволяющего производить автоматическое размыкание контактов УЗО, в большинстве случаев встроен в выключатель, хотя иногда его размещают вместе с измерительным дифференциальным трансформатором в устройстве дифференциального тока и механически связывают с выключателем. Электронные элементы установлены на печатных платах, технология производства которых обеспечивает высокую надежность УЗО при работе в самых суровых климатических условиях. В электромеханических УЗО к механизму выключателя, порой имеющему специальное исполнение, вместо печатной платы имеется реле с постоянным магнитом, воздействующим на механизм выключателя, и механизм взвода этого реле. В некоторых электромеханических УЗО имеются также электронные элементы, защищающие реле от воздействия сверхтоков, или допускающие осуществлять выдержку времени отключения;
- высокая чувствительность к дифференциальному току, простота регулировки и стабильность тока срабатывания. Это обусловлено электронной схемой усиления сигнала, поступающего с вторичной обмотки измерительного дифференциального трансформатора, и сравнения его с эталонным сигналом, имеющим высокую стабильность. В связи с этим электронные УЗО могут быть выполнены с любым требуемым значением номинального отключающего дифференциального тока, и иметь при этом практически одинаковую стоимость. В электромеханических УЗО функцию измерения и сравнения дифференциального тока выполняет реле, повышение чувствительности которого, например, до 10 мА, значительно повышает стоимость УЗО. К тому же, ток срабатывания электромеханических УЗО имеет большой разброс от одного образца к другому, существенно изменяется по мере старения, зависит от воздействия магнитных полей в месте размещения УЗО, от температуры окружающего воздуха;
- получение любых требуемых характеристик. Возможности электроники безграничны, в связи с чем электронные УЗО практически без увеличения стоимости могут иметь тип А по условиям функционирования при наличии постоянной составляющей в дифференциальном токе, а при умеренном увеличении стоимости могут иметь исполнения с выдержкой времени — тип S для обеспечения селективности, а также выполняющие целый ряд дополнительных функций — защиту от временных перенапряжений, защиту от грозовых импульсных напряжений, защиту от повышенной температуры, световую сигнализацию о включенном состоянии и о наличии напряжения в питающей сети, дистанционное управление отключением и т.п. В электромеханических УЗО выполнение требований, предъявляемых к УЗО типа А и тип S, приводит к значительному увеличению их стоимости, а дополнительные функции, как правило, отсутствуют, что связано с усложнением конструкции (в одном изделии определенного габарита сложно установить узлы и элементы как электромеханических УЗО, так и электронных УЗО), с чрезмерным удорожанием УЗО и с дальнейшим снижением их надежности.
Единственным, как указано в начале, недостатком электронных УЗО является зависимость их работы от напряжения сети, понижающегося или вообще пропадающего при некоторых авариях в защищаемой электросети. Возможно это свойство электронных УЗО чрезмерно преувеличенно и используется в конкурентной борьбе, и не оказывает существенного влияния на электробезопасность электроустановок, в которых используют УЗО.
Рис. 3
Сегодня предлагается множество электронных приборов защиты УЗО, стоимость их в несколько раз ниже, чем электромеханических, главные недостатки – не срабатывают при падении напряжения питания и более низкая надежность. Ниже приведем примеры характеристик, конструктивных особенностей и типы электронных УЗО.
Электронное УЗО состоит в основном из тех же компонентов, что и электромеханическое. Отличие в том, что чувствительный магнитоэлектрический элемент выполнен в виде электронной схемы, на рис. 2 и рис. 3 выделены обозначения, где указывается, что данное УЗО является электронным. В состав схемы входят элементы сравнения, фильтр, выпрямитель и усилитель. Таким образом, работа электронного УЗО в значительной мере зависит от напряжения питания.
Электронные УЗО, функционально зависят от напряжения питания:
Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника. Применение устройств, функционально зависящих от напряжения питания, более ограничено в силу их меньшей надежности, подверженности воздействию внешних факторов и др. Однако основной причиной меньшего распространения таких устройств является их неработоспособность при часто встречающейся и наиболее опасной по условиям вероятности электропоражения неисправности электроустановки, а именно – при обрыве нулевого проводника в цепи до УЗО по направлению к источнику питания. В этом случае “электронное” УЗО, не имея питания, не функционирует, а на электроустановку по фазному проводнику выносится опасный для жизни человека потенциал.
В конструкции “электронных” УЗО, производимых за рубежом (в США, Японии, Южной Корее) и в некоторых европейских странах (рис. 4), как правило, заложена функция отключения от сети защищаемой электроустановки при исчезновении напряжения питания. Эта функция конструктивно реализуется с помощью 
электромагнитного реле, работающего в режиме самоудерживания. Силовые контакты реле находятся во включенном положении только при протекании тока по его обмотке (аналогично магнитному пускателю).
1 – Дифференциальный трансформатор тока
2 – Электронный усилитель
3 – Цепь теста
4 – Удерживающее реле
5 – Блок управления
Н – Нагрузка
Т – Кнопка “Тест”
Рис. 4 УЗО с функцией отключения от сети
При исчезновении напряжения на вводных зажимах устройства якорь реле отпадает, при этом силовые контакты размыкаются, защищаемая электроустановка обесточивается. Подобная конструкция УЗО обеспечивает гарантированную защиту от поражения человека в электроустановке и в случае обрыва нулевого проводника.
В данной статье возможны изменения или дополнения, следите за обновлениями.
Вернутся на страницу ⇒ УЗО и Диф.защита ⇒ Электрика
