|
Применение УЗО в электроустановках каждой из рассмотренных систем заземления имеет свои особенности.
На рис. 8.1—8.5 приведены примеры включения УЗО в различных системах сетей.
На рис. 8.1 показан пример применения УЗО в электроустановке системы ТN-S.
Рис. 8.1. Применение УЗО в системе ТN-S
1 — заземление источника питания (на подстанции); 2 — защитное заземление электроустановки здания (во вводном щите); 3 — открытые проводящие части.
Режим ТN-S по мнению специалистов обеспечивает лучшие условия электробезопасности при эксплуатации электроустановок и наиболее благоприятен для успешного функционирования УЗО.
В системе ТТ все открытые проводящее части электроустановки присоединены к заземлению, электрически независимому от заземлителя нейтрали источника питания.
До настоящего времени ПУЭ запрещали применение системы ТТ в электроустановках зданий.
ГОСТ Р 50669-94 «Электроснабжение и электробезопасность мобильных (инвентарных) зданий из металла или с металлическим каркасом для уличной торговли и бытового обслуживания населения. Технические требования» предписывает применение системы ТТ как основной в случае подключения указанных электроустановок к вводно-распределительным устройствам соседнего (капитального) здания.
В стандарте ГОСТ Р 50571.3-94 п. 413.1.4 указано, что в системе ТТ устройства защиты от сверхтока могут использоваться для защиты от косвенного прикосновения только в электроустановках, имеющих заземляющие устройства с очень малым сопротивлением. При этом гарантированное отключение питания электроустановки должно производиться при появлении на открытых проводящих частях электроустановки напряжения не более 50 В. На рис.8.2 показан пример применения УЗО в электроустановке системы ТТ.
Рис. 8.2. Применение УЗО в системе ТТ
1 — заземление источника питания; 2 — защитное заземление электроустановки здания; 3 — открытые проводящие части.
В реальных условиях осуществить автоматическое отключение питания электроустановки системы ТТ с помощью автоматических выключателей по ряду причин (необходимости обеспечения большой кратности тока короткого замыкания, низкого сопротивления заземляющего устройства и др.) весьма проблематично.
Эффективное решение проблемы автоматического отключения питания дает применение чувствительных УЗО.
В п. 1.7.59 ПУЭ (7-е изд.) содержится требование обязательного применения УЗО для обеспечения условий электробезопасности в системе ТТ. При этом уставка (номинальный отключающий дифференциальный ток) должна быть меньше значения тока замыкания на заземленные открытые проводящие части при напряжении на них 50 В относительно зоны нулевого потенциала.
Это означает, что в электроустановках индивидуальных жилых домов, коттеджей, дачных (садовых) домов и других частных сооружений, где не всегда имеется возможность выполнить заземлитель с требуемыми нормами параметрами, необходимо применять систему ТТ с обязательной установкой УЗО. В этом случае требования к значению сопротивления заземлителя значительно снижаются.
Допустимые значения сопротивления заземления Rз в зависимости от номинального отключающего дифференциального тока IΔn применяемого УЗО приведены в табл. 8.5.
IΔn
Rз, Ом
|
10
5000
|
30
1650
|
100
500
|
300
165
|
500
100
|
В системе IТ значение тока замыкания на землю определяется состоянием изоляции сети относительно земли. При хорошем состоянии изоляции (высоком сопротивлении относительно земли) ток замыкания на землю очень мал. В случае прямого прикосновения человека к токоведущим частям электроустановки ток через тело человека также определяется сопротивлением изоляции и при сопротивлении изоляции выше определенного значения не представляет опасности для жизни. Таким образом, уровень сопротивления изоляции является в сетях IT фактором, определяющим как надежность, так и электробезопасность их эксплуатации. Поскольку в сетях IT очень важно поддерживать сопротивление изоляции на высоком уровне, ведение автоматического постоянного контроля изоляции обязательным электрозащитным мероприятием.
Применение УЗО в сетях IT регламентируется ПУЭ 7-го издания следующим образом (п. 1.7.58): «...В таких электроустановках для защиты при косвенном прикосновении при первом замыкании на землю должно быть выполнено защитное заземление в сочетании с контролем изоляции сети или применены УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА».
В электроустановках системы IT устройства контроля изоляции подают сигнал при первом замыкании на землю. Если до устранения первого замыкания происходит второе замыкание на землю, то происходит срабатывание УЗО (рис. 8.3).
Рис. 8.3. Применение УЗО в системе IТ
1 — защитное заземление электроустановки здания; 2 — открытые проводящие части; УКИ — устройство контроля изоляции.
Рис. 8.4. Применение УЗО в системе ТN-C-S
1 — заземление источника питания; 2 — защитное заземление электроустановки здания; 3 — открытые проводящие части.
На рис. 8.4 показано применение УЗО в электроустановке здания системы ТN-C-S. Здесь РЕN-проводник разделяется на N- и PE- проводники не для всей электроустановки здания, а только для ее части. Первый электроприемник установлен в той части электроустановки здания, в которой имеется РЕN-проводник. Второй электроприемник используется в части электроустановки здания, где применяется нулевой защитный проводник.
В стандарте ГОСТ Р 50571.3–94 в примечаниях к п. 413.1.3.8 имеются ограничения на применение УЗО в качестве защитного аппарата в системе ТN:
1. В системе ТN-С не должны применяться устройства защиты, реагирующие на дифференциальный ток.
2. Когда устройство защиты, реагирующее на дифференциальный ток, применяют для автоматического отключения в системе ТN-C-S, РЕN-проводник не должен использоваться на стороне нагрузки. Присоединение защитного проводника к РЕN-проводнику должно осуществляться на стороне источника питания по отношению к устройству защиты, реагирующему на дифференциальный ток.
При этом, согласно указанному стандарту допустимо использовать УЗО в тех частях электроустановки здания, где электрические цепи с РЕN-проводниками расположены до входных выводов УЗО.
В п. 1.7.80 ПУЭ 7-го издания имеется указание: «Не допускается применять УЗО, реагирующее на дифференциальный ток, в четырехпроводных трехфазных цепях (система ТN-С). В случае необходимости применения УЗО для защиты отдельных электроприемников, получающих питание от системы ТN-С, защитный РЕ-проводник электроприемника должен быть подключен к РЕN-проводнику цепи, питающей электроприемник, до защитно-коммутационного аппарата».
Это означает, что как исключение для защиты отдельных электроприемников ПУЭ допускают применение УЗО в системе TN-C, при соблюдении определенных условий — соединения открытых проводящих частей электроприемников к РЕN-проводнику со стороны источника питания по отношению к УЗО. На рис.8.5 приведен пример применения УЗО в электроустановке системы ТN-С.
Рис. 8.5. Применение УЗО в системе ТN-C
1 — заземление источника питания; 2 — защитное заземление электроустановки здания; 3 — открытые проводящие части.
До настоящего времени большая часть электроустановок в нашей стране работает с системой заземления подобной TN-C (без защитного проводника РЕ).
Необходимо подробнее рассмотреть функционирование УЗО в таких электроустановках.
В такой электроустановке, при пробое изоляции на корпус электроприемника в случае, если этот корпус не заземлен (например, холодильник или стиральная машина на изолирующем основании), УЗО, включенное в цепь питания электроприемника, не сработает, поскольку нет цепи протекания тока утечки — отсутствует разностный (дифференциальный) ток.
При этом на корпусе электроприемника окажется опасный потенциал относительно земли.
В этом случае при прикосновении человека к корпусу электроприемника и протекании через его тело тока на землю, превышающего номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО (ток уставки) IΔi, УЗО среагирует и отключит электроустановку от сети, в результате жизнь человека будет спасена.
Это означает, что в рассмотренном случае с момента нарушения изоляции и возникновения на корпусе электроприемника электрического потенциала до момента отключения дефектной цепи от сети существует период потенциальной опасности поражения человека.
Из вышеизложенного следует, что и в электроустановках с системой заземления TN-C применение УЗО также оправдано, поскольку это устройство и в таких электроустановках обеспечивает эффективную защиту от электропоражения.
|
