Устройства защитного отключения (УЗО) предназначены для защиты людей от поражения электрическим током при контакте с проводящими частями электроустановок и должны способствовать снижению количества пожаров, возникающих вследствие длительного протекания токов утечки и развивающихся из них токов короткого замыкания.

Возможность применения УЗО следует предусматривать на стадии проектирования и реконструкции электроустановок зданий. УЗО входят в состав вводно-распределительных устройств, вводных и распределительных щитов, устанавливаемых в зданиях различного функционального назначения, а именно: здания для целей образования, воспитания и подготовки кадров, здания для научно-исследовательских, проектных, общественных учреждений, здания и сооружения для целей здравоохранения и отдыха, (лечебные, физкультурно-оздоровительные, спортивные, культурно-просветительные, зрелищные), здания для торговли, общественного питания и бытового обслуживания, а также жилые здания (квартирные дома, индивидуальные жилые дома, дачи, садовые домики, бытовые помещения).

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток утечки в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.

В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока.

Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока. В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока. В литературе по вопросам конструирования и применения УЗО этот трансформатор иногда называют трансформатором тока нулевой последовательности — ТТНП, хотя понятие «нулевая последовательность» применимо только к трехфазным цепям и используется при расчетах несимметричных режимов многофазных цепей.

Пусковой орган (пороговый элемент)выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах.

Исполнительный механизм (3)включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода. В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока утечки, в силовой цепи по проводникам, проходящим сквозь окно магнитопровода трансформатора тока (1) протекает рабочий ток нагрузки. Проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода, образуют встречно

включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока.

Равные токи во встречно включенных обмотках наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2. Результирующий магнитный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю. Пусковой орган (2) находится в этом случае в состоянии покоя.

При прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприемника, на который произошел пробой изоляции, по фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки протекает дополнительный ток — ток утечки, являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).

 Рисунок 5 – Схема УЗО, реагирующая на появление напряжения на корпус относительно земли

1 - электроустановка, 2 – автоматический выключатель, 3 – заземлитель корпуса, 4 – вспомогательный заземлитель; РН – реле напряжения, ОК – отключающая катушка автоматического выключателя, Rз и Rв – сопротивление защитного и вспомогательного заземления, Iз и Iр – ток замыкания и ток, проходящий через реле напряжения РН.

Датчиком в этой схеме служит реле напряжения РН, включенное между защищаемым корпусом 1 и вспомогательным заземлителем 4. При замыкании одной из фаз на корпус в начале проявляется защитное свойство заземления (З), снижающее электрический потенциал корпуса до некоторого уровня jк. Если jк превысит допустимую по электробезопасности величину jдоп, при котором напряжение прикосновения к корпусу Uпр будет выше допустимого Uдоп, сработает устройство защитного отключения и поврежденная электроустановка автоматически отключается от сети.

Входная величина электрического параметра при которой датчик УЗО реагирует на отключение аварийной электроустановки называется уставкой.

Входная величина тока и напряжения датчика УЗО, при которой наступает отключение не должна превышать предельно допустимых значений.