Архивы 2001 - Применение устройств электрозащитного и противопожарного отключения АСТРО-УЗО

Применение устройств электрозащитного и противопожарного отключения АСТРО-УЗО в электрических сетях 380 - 220 В

Кузнецов А. П., канд. техн. наук

Устройства электрозащитного и противопожарного отключения (УЗО) предназначены для быстрого отключения контролируемой электроустановки от питающей электросети 220 - 380 В при однофазной или несимметричной трехфазной утечке тока на землю. Утечка тока может быть вызвана повреждением изоляции провода, кабеля электросети и электрических приборов, а также прикосновением человека к токоведущим частям электроустановки.
Повреждение изоляции кабелей, проводов во многих случаях приводит к воспламенению изоляции и пожарам в промышленных, общественных и жилых зданиях. Прикосновение человека к токоведущим частям электроустановки часто сопровождается электротравматизмом.
Число пожаров и жертв от электротравматизма по электротехническим причинам может быть практически исключено или во много раз снижено при использовании устройств электрозащитного и противопожарного отключения.
Защитное отключение получает все большее распространение в России. Оно рекомендовано в качестве одного из основных средств по обеспечению электробезопасности и предотвращению пожаров в электроустановках [1 - 10].
По поручению РАО “ЕЭС России” АО “Фирма ОРГРЭС” проведен анализ опыта эксплуатации устройств УЗО, выпускаемых в Российской Федерации, рассмотрены характеристики и результаты испытаний выпускаемых устройств и отраслевые НТД. Результаты проведенной работы использованы при подготовке рекомендаций по применению и техническому обслуживанию устройств УЗО.
Рекомендации по применению устройств электрозащитного и противопожарного отключения. Современные устройства защитного и противопожарного отключения выполняются на основе электромеханической или электронной базы. Практика показывает, что наиболее высокую надежность работы имеют электромеханические устройства УЗО. Эти устройства более просты и более надежны в эксплуатации и не требуют источника питания.
Устройства УЗО на электронной базе содержат значительно больше элементов, теряют работоспособность при обрыве нулевого проводника сети, требуют дополнительного источника питания и не соответствуют многим требованиям эксплуатации. Указанные недостатки существенно снижают надежность и усложняют работу электроустановки. Применение электронных устройств
УЗО целесообразно только как дополнительные средства защиты.
Электромеханические УЗО срабатывают за счет энергии тока утечки, который вызывает действие электромагнитной защелки и пружинного расцепителя. Электромеханические УЗО (рис. 1), как правило, содержат магнитопровод 1, магнитоэлектрическую защелку 2, резистор тестовой цепи, механизм расцепителя 3, кнопку теста 4, контактную группу, рабочие проводники. Для проверки работоспособности УЗО используется кнопка “Тест”. Срабатывание УЗО при нажатии кнопки и отключение УЗО свидетельствуют о его исправности.
Одним из наиболее перспективных отечественных и зарубежных устройств защитного и противопожарного отключения устройств является электромеханическое устройство АСТРО-УЗО, выпускаемое серийно государственным предприятием “Опытный завод МЭИ”.
Начиная с 1995 г. на различных объектах промышленного, общественного и социально-бытового назначения внедрено более 100 000 устройств АСТРО-УЗО (опыт эксплуатации положительный). Устройства имеют высокую надежность и просты в эксплуатации. Высокие характеристики АСТРО-УЗО подтверждены результатами испытаний на стендах АО “Фирма ОРГРЭС”. Основные технические характеристики устройств АСТРО- УЗО приведены далее.

Габаритные и установочные размеры приведены на рис. 2.

Рис. 1. Структурная схема УЗО

Применение АСТРО-УЗО не требует больших трудозатрат и вместе с тем весьма эффективно - уровень электробезопасности повышается в 100 раз [7].
Монтаж УЗО не требует большой реконструкции электропроводки зданий, в отдельных случаях достаточно установить УЗО во вводном электрощите.
Внедрение УЗО позволяет решить еще одну важную задачу. Во многих промышленных, общественных и жилых зданиях изоляция скрытой электропроводки исчерпала свой ресурс. Замена электропроводки связана с большими трудозатратами и практически не проводится. Поэтому имеется реальная опасность возникновения пожаров в зданиях, вызванных повреждением электропроводки при значительных токах утечки (300 мА и более) [6 - 8].
Наличие УЗО, работающего в “ждущем” режиме, обеспечивает автоматический контроль значений токов утечки. Для повышения электробезопасности и снижения пожароопасности рекомендуется в ряде случаев использовать двухступенчатую селективную систему защитного отключения с отстройкой по времени и току отключения.
При использовании на электростанциях и предприятиях электросетей устройства АСТРО- УЗО устанавливаются на вводных и распределительных щитках, доступных при техническом обслуживании устройств. Места установки АСТРО- УЗО выбираются с учетом включения в зону действия электрозащитных устройств, наиболее опасных, с точки зрения электротравматизма участков электросети, которые могут оказаться под напряжением при повреждении изоляции (розеточные группы, электроинструмент, электродвигатели и др.).
В разветвленных схемах электроснабжения предприятий устройства электрозащитного отключения рекомендуется устанавливать на вводе электросети и ответвлениях сети, питающих группы потребителей, с обеспечением селективного действия установленных устройств.

Рис. 2. Габаритные и установочные размеры АСТРО-УЗО

Устройства защитного отключения устанавливаются последовательно с защитным аппаратом (автоматическим выключателем), при этом номинальный ток устройства должен быть выбран равным или на ступень выше номинального тока защитного аппарата.
Рекомендации по техническому обслуживанию устройств защитного и противопожарного отключения. Перед включением АСТРО-УЗО в эксплуатацию необходимо убедиться в правильности выполнения электрических соединений и надежности затяжки винтов.
Для проверки работоспособности устройства следует подать на входные зажимы напряжение сети, перевести переключатель в положение “Вкл” и нажать кнопку “Тест”. При нажатии кнопки “Тест” устройство должно отключиться, а переключатель должен переключиться в положение “Выкл”. Если устройство не отключается при нажатии кнопки “Тест”, оно должно быть отключено переводом переключателя в положение “Выкл”.
Эксплуатация устройства, не отключающегося при нажатии кнопки “Тест”, не допускается. Устройство должно быть направлено в ремонт, который осуществляется специализированными мастерскими.
Техническое обслуживание УЗО в процессе эксплуатации заключается в регулярной проверке его работоспособности с помощью кнопки “Тест”, проверке фиксации переключателя в положениях “Вкл” и “Выкл” и осмотре электрических соединений.
Периодичность проверки устройства устанавливается в соответствии с требованиями паспорта на устройство, но не реже одного раза в месяц.
Для обеспечения безопасности при эксплуатации УЗО не допускается вскрывать крышку устройства, выполнять монтажные и профилактические операции под напряжением, эксплуатировать неопломбированные устройства.
При контроле электроустановок с применением УЗО необходимо периодически производить измерение “фонового” тока утечки в зоне защиты устройства, а также замер отключающего дифференциального тока, выявление дефектных цепей установки и проверку работоспособности самого УЗО.
Определение реального значения порога срабатывания (отключающего дифференциального тока !д) УЗО проводится по схеме, представленной на рис. 3, при отключенном автоматическом выключателе АВ. С помощью дополнительной цепи с миллиамперметром и регулировочным резистором
искусственно создается дифференциальный ток. В схеме используется миллиамперметр переменного тока с пределами от 0 до 500 мА и переменный резистор с диапазоном регулирования сопротивления в пределах от 0,5 до 500 кОм.
При плавном снижении сопротивления резистора фиксируется показание прибора в момент срабатывания УЗО. Зафиксированное значение тока есть отключающий дифференциальный ток ^ данного УЗО. Значение этого тока согласно требованиям стандартов должно быть в пределах 0,5 In ^ In [4]. Если значение Д выходит за границы указанного диапазона, устройство подлежит замене.
Измерение “фонового” тока утечки на землю производится по схеме, представленной на рис. 3 при включенном АВ. При плавном изменении сопротивления резистора добиваются срабатывания УЗО и фиксируют показание прибора (Im„) в момент срабатывания устройства.

Рис. 3. Схема измерения порога срабатывания АСТРО- УЗО (дифференциального отключающего тока) и тока утечки на землю электроустановки

Рис. 4. Схема комплексной проверки АСТРО-УЗО в составе электроустановки

Ток утечки на землю определяется по формуле

Если значение тока утечки превышает 1/3 значения номинального отключающего дифференциального тока In устройства, то это свидетельствует о том, что в цепях электроустановки имеется дефектная цепь. Для нахождения дефектной цепи проводятся повторные измерения Iут с последовательным отключением отдельных электроцепей.
Для проверки работоспособности устройства в составе электроустановки здания используется переносной прибор АСТРО-ТЕСТ. Проверка производится по схеме, представленной на рис. 4.
Прибор имитирует протекание тока утечки заданного значения, равного номинальному отключающему дифференциальному току УЗО, в течение ограниченного времени до 200 мс. Комплексная проверка позволяет определить целостность защитного проводника PE, правильность выбора уставок и селективность устройства, надежность клеммных соединений в электроустановке.

Выводы

1. Повреждение изоляции кабелей и проводов в электрических сетях 380 - 220 В электрических станций, предприятий электрических сетей, промышленных, общественных и жилых зданий приводит к воспламенению изоляции и пожарам. Прикосновение человека к токоведущим частям в этих сетях может сопровождаться электротравматизмом.
2. Число пожаров и жертв электротравматизма во много раз снижается при использовании устройств электрозащитного и противопожарного отключения, обеспечивающих быстрое отключение контролируемого присоединения.
3. Одним из наиболее перспективных устройств электрозащитного и противопожарного отключения является электромеханическое устройство АСТРО-УЗО, серийно выпускаемое государственным предприятием ОПЗ МЭИ. Устройства имеют высокую эксплуатационную надежность и просты в эксплуатации.

Список литературы

1. Правила устройства электроустановок. М.: НЦ ЭНАС. 1999.
2. Правила технической эксплуатации электрических станций и сетей Российской Федерации. М.: СПО ОРГРЭС, 1996.
3. ГОСТ Р50572.3-91 (МЭК 362-4-41-92). Электроустановки зданий. Требования по обеспечению безопасности. Защита от поражения электрическим током.
4. ГОСТ Р50807-95 (МЭК 755-83). Устройства защитные, управляемые дифференциальным током. Общие требования и методы испытаний.
5. ГОСТ 12.4.155-85 ССБТ. Устройства защитного отключения. Классификация. Общие технические требования.
6. Якобс А. И. Электрозащитная эффективность и надежность устройств защитного отключения. - Электричество, 1996, № 4.
7. Вейнберг М. Е., Кузилин А. В., Якобс А. И. Применение устройств защитного отключения в двухпроводных электрических сетях 220 В - эффективный способ повышения электробезопасности в жилых и общественных зданиях России. - Промышленная энергетика, 1997, № 12.
8. Проблемы применения устройств защитного отключения в аспекте требований пожарной безопасности / Душкин Н. Д., Рязанов А. В., Монаков В. К., Смирнов В. В. - Безопасность труда в промышленности, 1997, № 6.
9. Корякин Р. Н. Научные основы концепции электробезопасности промышленных электроустановок. - Промышленная энергетика, 1997, № 7.
10. Методические указания по испытаниям устройств защитного отключения (УЗО) при сертификации электроустановок зданий. М.: ОАО “Технопарк-Центр”, 1997.