Рис. 18.4. Принципиальная схема устройства защитного отключения для сети с заземленной нейтралью
В практике имеют место случаи, когда устройство защитного заземления не может обеспечить безопасной эксплуатации электрической установки или по экономическим соображениям невыгодно его устройство. Это может быть в установках с изолированной нейтралью при устройстве заземления в грунтах с плохой проводимостью, как, например, песчаных, скалистых, вечномерзлых и т. п. В установках с глухозаземленной нейтралью, особенно значительно удаленных от подстанции, в которых ток однофазного короткого замыкания равен или незначительно превышает 3Iвс или 3Iа.н (см. формулу 19.12), срабатывание защиты происходит за время, достигающее нескольких десятков секунд. В этих случаях целесообразно, особенно в помещениях с повышенной опасностью, в дополнение к защитному заземлению применять защитное отключение либо вообще вместо заземления устраивать защитное отключение. Сущность защитного отключения заключается в том, что при аварийном замыкании на землю или на корпус оборудования или при прикосновении человека к одной оголенной фазе трехфазной сети срабатывает специальный аппарат, который автоматически отключает электроустановку. Тем самым снимается опасность поражения человека электрическим током. Время действия защитного отключения с момента возникновения однофазного замыкания не должно превышать 0,2 сек.
Для осуществления защитного отключения участка сети или отдельного вида оборудования в автоматические выключатели или контакторы встраиваются специальные реле защитного отключения. Реле состоит из электромагнитной катушки с сердечником, у которого в обесточенном состоянии контакт реле замкнут. Этот контакт включается последовательно с кнопкой «стоп» в цепь управления автоматического выключателя или контактора защищаемого электроприемника.
При аварийном замыкании по катушке реле пройдет значительно больший ток, чем до замыкания, и вследствие этого сердечник катушки втянется и разомкнет
контакт реле в цепи управления автоматического выключателя или контактора, тем самым автоматический выключатель или контактор получит импульс на отключение от сети поврежденного участка или электроприемника. Защитное отключение может применяться как в установках с изолированной, так и с глухозаземленной нейтралью. Существует много схем защитного отключения. На рис. 18.4 дана для примера принципиальная схема защитного отключения в сети с заземленной нейтралью. Токовое реле, встроенное в выключатель, включается в цепь трансформатора тока, через который пропускаются все рабочие провода и нулевой провод, если он имеется. Это важно для того, чтобы избежать ложных срабатываний при несимметричных нагрузках (сумма векторов токов в фазах и нулевом проводе равна нулю). При замыкании на заземленный корпус наступает небаланс токов и через катушку реле потечет ток небаланса. Реле сработает и откроет свой нормально замкнутый контакт в цепи управления выключателя «В», что вызовет отключение. Кнопка
К и дополнительное сопротивление rд служат для проверки работы реле и системы защиты в целом.
Защитное отключение имеет ряд преимуществ перед обычным заземлением:
- быстродействие;
- независимость от величины тока срабатывания автоматов и предохранителей;
- независимость от асимметричных режимов и перегрузок в сети.
Вместе с тем защитное отключение требует применения специального оборудования.
Следует рассматривать защитное отключение как перспективное и прогрессивное мероприятие по электробезопасности.
