Схемотехника и принцип действия УЗО

Принципиальная схема УЗО включает  себя такие функциональные группы:

• дифференциальный трансформатор тока (используется в большинстве УЗО), который измеряет баланс токов между входящими в него проводниками (на рис. 8.2): 1 и 2 – это его первичные обмотки, а 3 – вторичная обмотка;
• пусковой элемент (это, как правило, электромагнитное реле), который служит для управления (воздействия) исполнительным механизмом;
• исполнительный механизм, который предназначен для аварийного отключения защищаемой цепи;
• кнопка «Тест», предназначенная для контроля исправности УЗО путем создания имитации тока утечки.

Принципиальная электрическая схема электромеханического однофазного УЗО представлена на рис. 8.2.

Рассмотрим работу принципиальной схемы УЗО. При исправности контролируемой линии нет заданного тока утечки. При этом дифференциальный трансформатор находится в состоянии покоя (равновесия), потому что токи в встречно включенных первичных обмотках трансформатора равны.

Равные магнитные потоки, идущие навстречу друг другу, взаимовычитаются равны нулю. Поэтому во вторичной обмотке не возникает электромагнитное поле, а, значит, нет напряжения. Значит, и не возникает ЭДС, способная воздействовать на реле, на основе которого собран пусковой механизм.

А как только происходит утечка на защищаемой (контролируемой) линии, равная значению срабатывания УЗО (как правило, от 10 до 30 мА), то нарушатся равенство в первичных обмотках трансформатора. Вследствие этого возникает электромагнитное поле в первичных и вторичных катушках, которое образует связь по напряжению. В итоге, во вторичной обмотке возникает напряжение срабатывания реле (пусковой элемент), которое воздействует на исполнительный механизм и отключает контактную группу, обесточивая, таким образом, защищаемую линию.

Следует помнить, что УЗО требует ежемесячной проверки, которая осуществляется нажатием кнопки «Тест». При этом происходит замыкание цепи, имитирующей искусственную утечку тока и срабатывание устройства защитного отключения. Отсутствие срабатывания укажет на полную неисправность устройства.

Схема трехфазного УЗО аналогична схеме однофазного. Она отличается количеством первичных обмоток (рис. 8.3).

Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.
Основные функциональные блоки УЗО представлены на рис. 8.4.

Важнейшим функциональным блоком УЗО является дифференциальный трансформатор тока, рассмотренный выше. В абсолютном большинстве УЗО, производимых и эксплуатируемых в настоящее время во всем мире, в качестве датчика дифференциального тока используется именно трансформатор тока.

Пусковой орган (пороговый элемент) выполняется, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле прямого действия или электронных компонентах. Исполнительный механизм включает в себя силовую контактную группу с механизмом привода (рис. 8.4).