Отчет БЖД лаб 1. Отчет по лабораторной работе 1 Устройства защитного отключения (узо)
 Скачать 0.51 Mb.
|
|
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) Отчет по лабораторной работе №1 «Устройства защитного отключения (УЗО)» Выполнила: Студентка группы КА-4-04 Москва, 2007г. Цель работы: Изучение назначения, принципа действия, конструкции и основных технических характеристик устройств защитного отключения (УЗО). Теоретическое введение: В основе действия защитного отключения, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением, Из всех известных электрозащитных средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей. Другим, не менее важным свойством УЗО является его способность осуществлять защиту от возгораний и пожаров, возникающих на объектах вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования. Принцип действия УЗО: Принцип действия УЗО дифференциального типа основан на применении электромагнитного векторного сумматора токов - дифференциального трансформатора тока.  Рис. 1. Дифференциальный трансформатор тока Сравнение текущих значений двух и более (в четырехполюсных УЗО - 4-х) токов по амплитуде и фазе наиболее эффективно, т.е. с минимальной погрешностью, осуществляется электромагнитным путем - с помощью дифференциального трансформатора тока (рис.1). Суммарный магнитный поток в сердечнике - ФΣ, пропорциональный разности токов в проводниках, являющихся первичными обмотками трансформатора, iм и iL. наводит во вторичной обмотке трансформатора тока соответствующую ЭДС, под действием которой в цепи вторичной обмотки протекает ток iΔвm, также пропорциональный разности первичных токов. Основные функциональные блоки УЗО представлены на рис. 2. Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока 1. Пусковой орган (пороговый элемент) 2 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 - 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. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке, как I1, а от нагрузки как I2, то можно записать равенство: I1= I2 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 7, протекает дополнительный ток - ток утечки (IΔ), являющийся для трансформатора тока дифференциальным (разностным).  Рис. 2. Принцип действия УЗО Неравенство токов в первичных обмотках (I1 + IΔ в фазном проводнике и I2 равный I1, в нулевом рабочем проводнике) вызывает небаланс магнитных потоков и, как следствие, возникновение во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. Если этот ток превышает значение уставки порогового элемента пускового органа 2, последний срабатывает и воздействует на исполнительный механизм 3. Исполнительный механизм, обычно состоящий из пружинного привода, спускового механизма и группы силовых контактов, размыкает электрическую цепь. В результате защищаемая УЗО электроустановка обесточивается. Для осуществления периодического контроля исправности (работоспособности) УЗО предусмотрена цепь тестирования 4. При нажатии кнопки «Тест» искусственно создается отключающий дифференциальный ток. Срабатывание УЗО означает, что оно в целом исправно. Описание стенда: В центральной части лицевых панелей представлены мнемосхемы, иллюстрирующие принцип работы устройства защитного отключения. Работа состоит из двух частей: - исследбванйе характеристик двухполюсного УЗО (выполняется на панели «А») - исследование работы четырехполюсного УЗО в составе электроустановки (выполняется на панели «Б»).  Рис. 3. Лицевая панель «А» стенда На панели «А» расположены: -двухполюсное устройство защиты от сверхтоков (автоматические выключатели с характеристикой В) «АВ1»; - УЗО типа Ф-2211 производства фирмы АСТРО-УЗО (ГП ОПЗ МЭИ); - двухполюсное устройство защиты от сверхтоков (автоматические выключатели с характеристикой В) «АВ2»; - переключатель нагрузки «Iн»; - регулятор дифференциального тока «IΔ»: - цифровой миллиамперметр для измерения дифференциального тока «IΔn»; - электронный секундомер «ВРЕМЯ»; - кнопка запуска счета времени электронного секундомера «ПУСК»; - кнопка сброса показаний электронного секундомера «СБРОС»; - переключатель формы дифференциального тока «ДИФФ.ТОК»; - переключатель режима измерений «РЕЖИМ»; - вольтметр «Uс»; - амперметр «In»  Рис. 4. Лицевая панель «Б» стенда На панели «Б» расположены: - четырехполюсное устройство защиты от сверхтоков (автоматический выключатель с характеристикой В) «АВ1»; - УЗО типа Ф-1212 производства фирмы АСТРО-УЗО (ГП ОПЗ МЭИ), - четырехполюсное устройство защиты от сверхтоков (автоматический выключатель с характеристикой В) «АВ2»; - регулятор дифференциального тока «IΔ»; - цифровой миллиамперметр для измерений дифференциального тока «IΔ»: - переключатель фаз «ФАЗА»: - кнопка для замыкания цепи утечки тока «УТЕЧКА»; - выключатель для разрыва нулевого проводника «S1»; - переключатель варианта нагрузки «ВАРИАНТ». Измерения: Таблица 1
Таблица 2
Таблица 3
Контрольные вопросы: 1. В чем состоит принцип защиты УЗО? В основе действия защитного отключения, как электрозащитного средства, лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека при непреднамеренном прикосновении его к элементам электроустановки, находящимся под напряжением, Из всех известных электрозащитных средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей. 2. Привести основные параметры УЗО. Номинальное напряжение Un — действующее значение напряжения, при котором обеспечивается работоспособность УЗО Un = 220, 380 В. Номинальный ток In – значение тока, которое УЗО может пропускать в продолжительном режиме работы. In = 6;16;25:40;63;80:100;125 А. Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn - значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации. IΔn = 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0.3, 0,5 А. Номинальный не отключающий дифференциальный ток IΔn0 - значение дифференциального тока, которое не вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации. IΔn0 = 0,5 IΔn Предельное значение неотключающего сверхтока Inm - минимальное значение неотключающего сверхтока при симметричной нагрузке двух и четырехполюсных УЗО или несимметричной нагрузке четырехполюсных УЗО. Inm = 6 In Сверхток - любой ток, который превышает номинальный ток нагрузки. Номинальная включающая и отключающая способность (коммутационная способность) Im- действующее значение ожидаемого тока, который УЗО способно включить, пропускать в течение своего времени размыкания и отключить при заданных условиях эксплуатации без нарушения его работоспособности. Минимальное значение IΔm = 10 In или 500 А (выбирается большее значение). Номинальный условный ток короткого замыкания Inс - действующее значение ожидаемого тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий, при заданных условиях эксплуатации, без необратимых изменений, нарушающих его работоспособность. Inс = 3000; 4500; 6000; 10 000 А. Номинальный условный дифференциальный ток короткого замыкания IΔс - действующее значение ожидаемого дифференциального тока, которое способно выдержать УЗО, защищаемое устройством защиты от коротких замыканий при заданных условиях эксплуатации без: необратимых изменений, нарушающих его работоспособность. IΔс = 3000; 4500; 6000; 10 000 А. Номинальное время отключения Tn — промежуток времени между моментом внезапного возникновения отключающего дифференциального тока и моментом гашения дуги на всех полюсах. 3. Какие параметры УЗО характеризует его качество и надежность? 4. В чем различие понятий: «номинальный отключающий дифференциальный ток» и «отключающий дифференциальный ток»? Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn - значение дифференциального тока, которое вызывает отключение УЗО при заданных условиях эксплуатации. 5. Указать область применения УЗО различных типов. 6. Объяснить понятие: «комбинированное УЗО». Существует класс приборов — УЗО со встроенной защитой от сверхтоков, так называемые «комбинированные» УЗО. Конструктивной особенностью УЗО со встроенной защитой от сверхтоков является то, что механизм размыкания силовых контактов запускается при воздействии на него любого из трех элементов — катушки с сердечником токовой отсечки, реагирующей на ток короткого замыкания, биметаллической пластины, реагирующей на токи перегрузки, и магнитоэлектрического расцепителя, реагирующего на дифференциальным ток. 7. Дать сравнительную характеристику УЗО, «зависимых» и «независимых» от напряжения сети. Применение устройств, функционально зависящих от напряжения питания, более ограничено в силу их меньшей надежности, подверженности воздействию внешних факторов и др. Однако основной причиной меньшего распространения таких устройств является их неработоспособность при часто встречающейся и наиболее опасной по условиям вероятности электропоражения неисправности электроустановки, а именно — при обрыве нулевого проводника в цепи до УЗО по направлению к источнику питания. В этом случае «электронное» УЗО, не имея питания, не функционирует, а на электроустановку по фазному проводнику выносится опасный для жизни человека потенциал. 8. Как зависит выбор уставки УЗО от значения «фонового» тока утечки в сети? Номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО (уставка) IΔn должен не менее чем в три раза превышать суммарный ток утечки защищаемой цепи электроустановки — IΔ: IΔn > 3 IΔn Суммарный ток утечки электроустановки замеряется специальными приборами, либо определяется расчетным путем. При отсутствии фактических (замеренных) значений тока утечки в электроустановке ПУЭ (п. 7.1.ВЗ) предписывают принимать ток утечки электроприемников из расчета — 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки цепи из расчета — 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. 9. Выбор уставки УЗО для различных потребителей. В некоторых случаях, для определенных потребителей значение уставки задается нормативными документами. В ГОСТ Р 50669—94 применительно к зданиям из металла или с металлическим каркасом задается значение уставки УЗО не выше 30 мА. Временные указания предписывают: для сантехнических кабин, ванных и душевых устанавливать УЗО с током срабатывания: 10 мА, если на них выделена отдельная линия; в остальных случаях, (например, при использовании одной линии для сантехнической кабины, кухни и коридора) допускается использовать УЗО с уставкой 30 мА (п. 4.15); в индивидуальных жилых домах для групповых цепей, питающих штепсельные розетки внутри дома. включая подвалы, встроенные и пристроенные гаражи, а также в групповых сетях, питающих ванные комнаты, душевые и сауны УЗО с уставкой 30 мА; Для устанавливаемых снаружи штепсельных розеток УЗО с уставкой 30 мА (п. 6.5). В ПУЭ (7-е изд. п. 7.1.84) рекомендуется для повышения уровня защиты от возгорания при замыканиях на заземленные части на вводе в квартиру, индивидуальный дом и тому подобное установка УЗО с током срабатывания до 300 мА. 10. Как влияет ток нагрузки на точность и быстродействие работы УЗО? | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||