В устройствах защитного отключения этого типа импульсом, вызывающим отключение электроустановки, является возникновение тока нулевой последовательности в разбалансированной сети при аварийных ситуациях (рисунок 6).

Рисунок 6 – Схема УЗО, реагирующая на появление тока нулевой последовательности

1 – электроустановка, 2 – автоматический выключатель, 3 – трансформатор тока нулевой последовательности, 4 – реле тока, 5 – заземление корпуса.

В устройстве защитного отключения датчиком, воспринимающим и преобразующим импульс на отключение электроустановки 1 служит трансформатор тока нулевой последовательности 3 (ТТНП), который своим токопроводом охватывает все провода данного участка питающего электрокабеля (рисунок 7).

рис.6 рис.7

Рисунок 7 – Схема трансформатора тока нулевой последовательности

1 – магнитопровод (сердечник) разъемный; 2 – электрокабель; 3 – провода (фазы) кабеля – первичные обмотки трансформатора; 4 – вторичные обмотки.

Фазы кабеля в этом случае играют роль его первичных одновитковых обмоток.

В результате магнитные потоки, создаваемые в магнитопроводе ТТНП токами первичных обмоток складываются, а суммарный поток обусловливающий возникновение тока во вторичной обмотке ТТНП. Ток вторичной обмотки проходит через токовое реле РТ и является тем импульсом, при котором срабатывает УЗО, отключая аварийную электроустановку.

Благодаря разъемности конструкции ТТНП, он может быть установлен для работы в любом доступном месте временно или постоянно.

Устройство и работа лабораторного стенда.

Лабораторный стенд предназначен для экспериментальной проверки УЗО, реагирующего на ток нулевой последовательности, электрическая схема которого представлена на рисунке 8.

Источником питания схемы является электроток осветительной сети напряжением 220В. Роль электроустановки в схеме выполняет реостат Р1. Для регистрации тока нагрузки в цепь реостата включен амперметр А. В качестве поврежденной электрической линии, питающей эту электроустановку, применен отрезок двужильного кабеля 1 и электрически связанный с ним дополнительный проводник 2. Ток нулевой последовательности в схеме искусственно имитируется пропусканием тока через дополнительный проводник 2 .

Рисунок 8 – Электрическая схема стенда

1 – двужильный кабель; 2 – дополнительный проводник тока утечки; Р1 – реостат, задающий нагрузку (электроустановка); Р2 – реохорд, регулирующий ток утечки; РТ – реле тока; ОК – отключающая катушка; ТТНП – трансформатор тока нулевой последовательности.

Этот ток есть не что иное, как ток утечки через якобы поврежденную изоляцию электрокабеля. Ток утечки регулируется реохордом Р2 и контролируется миллиамперметром мА. В качестве датчика тока утечки используется трансформатор тока нулевой последовательности (рисунок 7). Первичной обмоткой трансформатора является двужильный кабель. Вторичная обмотка расположена на кольцевом магнитопроводе (сердечнике). Выводы вторичной обмотки подключены к отключающей катушке автоматического выключателя.

Расположение приборов на панели стенда показано на рисунке9.

 Рисунок 9 – Расположение приборов на панели стенда

1, 2 – амперметры нагрузки и токов утечки; 3 – сигнальная лампочка;

4, 5 – переключатели уровня тока утечки, при которых схема работает в режимах “сигнал” и “отключение”; 6 – реостат, задающий ток нагрузки в сети; 7 – кнопочная станция (пуск, стоп); 8 – выключатель милиамперметра 2; 9 – резистор (реохорд), изменяющий плавно ток утечки; 10, 11 – выключатели питания всего стенда.

Амперметр 1 фиксирует ток нагрузки, создаваемый реостатом 6. Милиаперметром 2 фиксируется ток утечки. С целью расширения лабораторных возможностей, в схеме предусмотрено несколько вариантов токов утечки (уставок), при которых срабатывает УЗО. Эти варианты (а, б, в) на стенде устанавливаются переключателями 4 и 5.

При достижении заданной величины тока утечки (норматив уставки – входной величины тока от ТТНП до ТР) переключателем 9, загорается сигнальная лампочка 3. В реальных условиях рабочий персонал, увидев это, должен выяснить причину утечек тока и устранить ее.

При дальнейшем повышении тока утечки резистором 9 схема сработает на отключение нагрузки (неисправной электроустановки) и стенд обесточится автоматически. По величине разницы токов отключения и сигнала можно косвенно судить о степени опасности поражения электротоком людей и объектов. Если эта разница незначительна – это означает, что опасность поражения велика, если она намного превышает ток сигнала, то опасность в этом случае меньше и поэтому УЗО “не торопится” отключить повреждение. Например, повреждение электросети в рабочем помещении (цехе) и повреждение электросети в степи. Реакция на неисправность будет адекватна степени опасности.