Закрити

  Авторизація

Логін
Пароль
Запам'ятати на 2 тижні?

Забули пароль?
Якщо ви незареєстровані, пройдіть реєстрацію
Останні новини
Останні новини
«Volvo» представила електровантажівку із запасом ходу 300 км
18.09.2018р.

«Volvo Trucks» презентувала нову електричну вантажівку...

На горі Хом'як у Карпатах встановили сонячні панелі
18.09.2018р.

На вершині карпатської гори Хом’як змонтували...

Родина завдяки CЕС заробляє 6 тис грн за місяць
17.09.2018р.

Родина Марчуків з села Дубище Чуднівського району...

Львів цілком перейде на відновлювану енергетику
14.09.2018р.

Учора, під час офіційного відкриття Міжнародного...

Стенди від E.NEXT – Таращанському коледжу
13.09.2018р.

Нещодавно електротехнічна компанія «E.NEXT-Україна»...

Опитування
Опитування

Вам подобається оновлений портал?

8677
19.06.2007р. |
Як уберегти людину від ураження електрострумом – пристрої захисного вимкнення
Електричний струм, за своєю природою, не має жодної з фізичних ознак чи властивостей, за якими можна його сприйняти зором чи слухом. Лише у випадку дотику людини до струмопровідної частини електрообладнання, яка перебуває під напругою, через тіло протікає електричний струм. І тут уже – не до пізнання природи струму. Електротравматизм складає значну частину загальної кількості нещасних випадків.
"Електротема" № 1 (57) 2005 року

Дія електричного струму залежить від багатьох факторів: тривалості, параметрів електричної мережі, умов навколишнього середовища, перехідного опору та опору тіла людини, який, своєю чергою, залежить від вологості шкіри, розміру поверхні контакту, шляху протікання струму, індивідуальних особливостей організму тощо.

Протікаючи через тіло, електричний струм викликає теплову, хімічну та біологічну дію. Теплова дія проявляється у вигляді опіків шкіри та перегріву внутрішніх органів. Хімічна – призводить до електролізу крові та інших рідин в організмі. Біологічна дія струму спричиняє небезпечне збудження клітин та тканин організму. В результаті цих процесів виникають порушення ряду фізіологічних функцій організму – дихання, роботи серця, обміну речовин тощо. Наслідки струму витоку на організм людини наведені у таблиці.

Струм, що протікає через тіло людини, мА

Відчуття

Результат

0,5

не відчувається. Слабкі відчуття:кінцівками пальців, через рану

безпечно

15

неможливо відпустити провідник

неприємно, але безпечно

40

судоми тіла, судома діафрагми

небезпека задухи протягом декількох хвилин

80

вібрація шлуночка серця

надзвичайно небезпечно, приводить до швидкої смерті

Незважаючи на встановлені у розподільних щитах автоматичні вимикачі, які при перевантаженні мережі (перевищенні певного допустимого значення струму) вимикаються, вони не можуть захистити людину від ураження струмом. Вимикачі розраховані на струм 15-20 А, а за напруги 220 В така величина струму небезпечна для людини. Щоб запобігти ураженню, необхідно встановлювати пристрої, які відслідковують витоки струму з мережі – пристрої захисного вимкнення (ПЗВ).

Принцип роботи

Пристрій вмикається до електричної мережі таким чином, щоб поля, які наводяться струмами фази та нейтралі, були протилежно направлені, проходячи через тороїдне осердя пристрою, тому вони компенсують одне одного. У випадку виникнення витоку, струми, які протікають у нейтралі та фазі, стають нерівними, тобто порушується баланс компенсації, і в обмотці тороїда починає протікати струм, величину якого оцінює реле різницевого струму. При перевищенні певного значення реле розмикає коло.

Принцип дії пристрою базується на застосуванні електромагнітного векторного суматора струмів – диференційного трансформатора струму. Порівняння поточних значень струмів за амплітудою і фазою проводиться електромагнітним шляхом – за допомогою диференційного трансформатора струму. Сумарний електромагнітний потік осердя – ΦΣ, пропорційний різниці струмів у провідниках, які є первинною обмоткою трансформатора, iN та iL, наводить у вторинній обмотці трансформатора струму відповідну ЕРС, під дією якої у колі вторинної обмотки протікає струм iΔвт, також пропорційний різниці первинних струмів.

Слід відзначити, що до магнітного осердя трансформатора струму електромеханічного ПЗВ ставляться високі вимоги щодо якості: висока чутливість, лінійність характеристики намагнічування, температурна та часова стабільність тощо.

З цієї причини для виготовлення осердь трансформаторів струму, які застосовуються при виробництві ПЗВ, використовується аморфне (некристалічне) залізо.

Функційні блоки

Пусковий орган ПЗВ (пусковий елемент), переважно, виконується на чутливих магнітоелектричних реле прямої дії або електронних компонентах. Виконавчий механізм містить силову контакторну групу з механізмом ПЗВ. У нормальному режимі, за відсутності диференційного струму (струму витоку) у силовому колі, по провідниках, які проходять через вікно магнітопроводу трансформатора струму, протікає робочий струм навантаження. Провідники, які проходять через вікно, утворюють увімкнені назустріч первинні обмотки диференційного трансформатора струму.

Якщо позначити струм, який протікає у напрямі до навантаження І1, а від навантаження І2, то можна записати рівність: І1=`І2.` Рівні струми в обмотках наводять в осерді трансформатора струму рівні, але векторно зустрічно направлені магнітні потоки Ф1 та Ф2. Результівний магнітний потік та струм у вторинній обмотці диференційного трансформатора дорівнюють нулю, при цьому пусковий орган перебуває у нерухомому стані.

При дотику людини до відкритих струмопровідних частин або до корпусу електроприймача, на яких виник пробій ізоляції, по фазному провіднику крім, струму навантаження І1, протікатиме ще додатковий струм (ІΔ) – струм витоку.

Нерівність струмів у первинних обмотках (I1+ ІΔ у фазному провіднику та І2, що дорівнює І1, у нульовому робочому провіднику) викликає небаланс магнітних потоків і, як наслідок, виникнення у вторинній обмотці трансформованого диференційного струму.

Якщо цей струм перевищує значення уставки порогового елементу пускового органу, то він спрацьовує і діє на виконавчий механізм. Виконавчий механізм складається з пружинного проводу, спускового механізму та групи силових контактів, розмикає електричне коло. В результаті електроустановка, яка перебуває під захистом ПЗВ, знеструмлюється.

Класифікація

ПЗВ, які нині випускаються, поділяються на такі групи:

АС – пристрій, що реагує на змінний синусоїдний диференційний струм, який виникає раптово, або повільно зростає;

А – пристрій, що реагує на змінний синусоїдний та пульсуючий постійний диференційні струми;

В – реагує на змінний та постійний та випрямлений диференційні струми;

S– селективний пристрій захисного вимкнення (з витримкою часу вимкнення);

G– той, що й групи “S”, але з меншою витримкою часу.

Диференційні струми витоку можуть відрізнятись від синусоїдної форми і ставати пульсуючими або навіть приймати форму згладженого постійного струму. В останньому випадку застосовувати ПЗВ типу АС неможливо. Обладнання, при порушенні ізоляції якого можлива поява змінного або постійного струму витоку, слід підключати до окремої лінії з використанням універсального пристрою типу В.

Розрізняють також пристрої залежні і незалежні від напруги живлення. Такими є електромеханічні ПЗВ: джерелом енергії, необхідної для їх роботи, слугує сигнал (диференційний струм), на який ці пристрої реагують. Електронні ПЗВ функційно залежать від напруги живлення, ці прилади для вимкнення потребують енергію, яка надходить або від контрольованої мережі, або від зовнішнього джерела. Тому електронні пристрої менш надійні, ніж електромеханічні. Окрім того, вони є неефективними при обриві нульового проводу у колі, яке надходить до ПЗВ. У цьому випадку пристрій не спрацює, а на електроустановку по фазному проводу виноситься небезпечний для людського життя потенціал.

Переважно, західні виробники оснащують електронні ПЗВ функцією вимкнення електроустановки, яка перебуває під захистом, при зниканні живлення захисного апарату. Це досягається застосуванням електромагнітного реле, яке працює в режимі самоутримання. При зникненні напруги на вивідних затискачах пристрою якір реле відпадає, силові контакти розмикаються, і захисна установка знеструмлюється. В результаті гарантується захист від ураження.

Електротехнічні норми Німеччини, Австрії, Франції та ряду інших європейських країн допускають застосовувати тільки ПЗВ, які не залежать від напруги живлення. Апарати іншого типу дозволяється використовувати тільки для додаткового захисту.

Існує ще клас комбінованих ПЗВ, оснащених вбудованим захистом від надструмів (струм, який перевищує номінальне навантаження). Ці пристрої розробляються практично усіма виробниками ПЗВ, але, переважно, частка цих апаратів у загальному обсязі пристроїв захисного вимкнення не перевищує 1-2 %. Конструктивною особливістю ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів є те, що механізм розмикання силових контактів запускається при дії на нього будь-якого з трьох елементів: котушки з осердям струмової відсічки, яка реагує на струм короткого замикання; біметалевої пластини, яка реагує на струми перевантаження; магнітоелектричного роз’єднувача, який реагує на диференційний струм. Застосування ПЗВ з вбудованим захистом від надструмів доцільно тільки в обґрунтованих випадках, наприклад для одиночних споживачів електроенергії.

ПЗВ випускаються на номінальні струми витоку 10, 30, 100, 500 та 1000 мА. При цьому ПЗВ на струми 100 мА (і більше) використовуються, здебільшого, у певних випадках – для забезпечення селективності. Пристрої на струми 300 мА застосовують для захисту від виникнення пожежі при замиканні на землю. В якості додаткового захисту при використанні електричних нагрівальних кабелів (тепла підлога) рекомендується використовувати ПЗВ струмом до 30 мА.

Час спрацювання пристроїв різний – залежно від їх призначення. Щоб забезпечити селективність спрацювання (при послідовному вмиканні ПЗВ), ці пристрої повинні відрізнятись не тільки номінальним струмом вимкнення, а й часом спрацювання.

Селективні пристрої мають витримку часу (при спрацюванні) та маркування. У дво- та багатоступеневих схемах час спрацювання ПЗВ, яке розташоване ближче до джерела живлення, не повинне перевищувати трикратного часу спрацювання ПЗВ, яке розташоване ближче до споживача.

Використання

Житлові та громадські приміщення. У групових лініях, які живлять штепсельні розетки для переносних електричних пристроїв, використовуються ПЗВ з номінальним диференційним струмом спрацювання 30 мА. ПЗВ встановлюються, якщо пристрої захисту (автоматичні вимикачі, запобіжники) не забезпечують заданого часу автоматичного вимкнення при номінальній напрузі 220 В, або розетки розміщені назовні приміщень чи у приміщеннях з підвищеною вологістю (ванні, душові кімнати).

У житлових будинках слід використовувати ПЗВ типу “А”, які реагують на змінні та пульсуючі струми, або “АС”, які реагують тільки на змінні струми витоку. Джерелами пульсуючого струму, наприклад, є пральні машини з регуляторами швидкості обертання барабану, регульовані джерела світла, телевізори, комп’ютери тощо.

Пристрої типу “А”дорожчі, але їх сфера застосування більша, ніж у пристроїв типу “АС”. Річ у тім, що обладнання, яке містить електронні компоненти, при пробої ізоляції на землю може створювати несинусоїдні, але однонаправлені постійні пульсуючі потоки. У цьому випадку зміна індукції, яка викликана однонаправленим постійним струмом у диференційному трансформаторі (реле різницевого струму) стандартного АС-типу, має низьку величину. Ця величина недостатня, щоб дати необхідну енергію для відкривання контактів вимикача. У цих випадках необхідно використовувати ПЗВ типу “А”. Його спрацювання досягається за рахунок магнітного тороїду з низькою величиною надлишкової індукції та електронного кола у вторинній обмотці трансформатора.

До одного ПЗВ можна приєднувати декілька групових ліній через окремі автоматичні вимикачі. Встановлення пристроїв у лініях, які живлять стаціонарно встановлене обладнання і світильники, а також у загальних мережах освітлення не обов’язкове. У житлових будинках рекомендується використовувати ПЗВ на квартирних щитках.

Промислові підприємства. Підвищені вимоги до якості електроустановок на об’єктах промисловості зумовлені тим, що їх постійно контролює кваліфікований персонал, який проводить планові періодичні випробування заходів електробезпеки. Однак, сфера застосування ПЗВ широка. У приміщеннях промислових підприємств ПЗВ з установкою не більше 30 мА застосовуються для захисту кіл штепсельних розеток, до яких вмикається ручний електроінструмент.

Сільськогосподарські об’єкти. Небезпека нещасних випадків, які викликані електричним струмом, на об’єктах сільського господарства надзвичайно велика. Причиною цього є важкі умови експлуатації електрообладнання (підвищена вологість, агресивне середовище тощо), некваліфіковане обслуговування та порушення правил електробезпеки. Для усіх групових кіл, від яких живляться штепсельні розетки, необхідний захист від прямого дотику з номінальним диференційним струмом вимкнення, не більшим 30 мА.

Як вибирати ПЗВ?

При придбанні ПЗВ передусім слід звернути увагу на цілісність упакування. Річ у тім, що ПЗВ, у тому числі й електромеханічне не можна піддавати ударам. Якщо є пошкодження корпусу – пристрій використовувати не можна. Виробник зазначає такі параметри:

- напруга та номінальний струм або струм навантаження. Ці величини повинні відповідати величинам мережі;

- диференційний струм вимкнення або межа спрацювання. Вони мають стандартну величину – 10, 30, 100, 300 мА. Перша – 10 мА, найчутливіша, пристрої з такою межею спрацьовують при невеликих струмах. Їх рекомендується встановлювати там, де є небезпека ураження струмом при великій вологості повітря. 30 мА – найбільш розповсюджений пристрій, який зазвичай встановлюється на будь-якому об’єкті: у квартирі, гаражі тощо. Ці ПЗВ пожежобезпечні й електрозахищені, мають час спрацювання – 30 мс, за цей час ураження не відчувається. Пристрої межею чутливості 100 мА можна встановлювати на сходових майданчиках житлових будинків, але для квартир необхідно встановлювати ще один пристрі - 300 мА (протипожежний);

- час спрацювання пристрою:стандартний час спрацювання, який становить 30-40 мс. Але існують ще пристрої із витримкою часу, які призначені для роботи при послідовному з’єднанні декількох пристроїв захисту. При такому використанні ПЗВ повинно затримувати спрацювання, щоб вимкнулись пристрої захисту, які встановлені ближче до споживача. При послідовному вмиканні декількох пристроїв першим повинен спрацювати той пристрій, який має найменшу межу чутливості;

- тип пристрою. Пристрої типу АС реагують на синусоїдний змінний струм. Більш прогресивні пристрої – типу А, які реагують на синусоїдний змінний та пульсуючий постійний струм.

Юрій ІВАНОВ.

У матеріалі використано інформацію ДП “ИЭК Україна”.

Теги та ключові фрази
захисту від ураження електрострумом, при якій напрузі вимикаються пристрої захистного вимкненя, пристрої захисиного вимкнення википедия, "як вибрати ПЗВ", значення та будова захісного вімкнення, захисним вимкненням? Його типи., електроТЕМА Іванов, принцип роботи диференційного вимикача, людина павук лего сыты, розрізнити постійний та змінний електрострум


Поділіться цією інформацією в соцмережах, дякуємо за популяризацію порталу:
Також Ви можете:

Додати до закладок Підписатись Версія для друку




Інші статті
17.11.2010р.

Електричні щити 2

Електричний щит - це початок всієї електричної частини будівлі, і не важливо, що це - величезний завод у мегаполісі або скромний будиночок у селі. Скрізь є електричні щити

05.02.2010р.

Комплектні пристрої для електропостачання будмайданчика

Схема тимчасового електропостачання містить джерела й споживачів електроенергії, силові пункти й розподільні мережі. Джерелами електропостачання на будівельному майданчику є трансформаторні підстанції стаціонарного або пересувного типу. За відсутності джерел або мереж електропостачання можна застосовувати тимчасові пересувні електростанції на автомобільні шасі, що працюють на рідкому паливі.

При використанні матеріалів посилання на www.proelectro.info (для інтернет ресурсів з гіперссилкою) обов'язкове.