Skip to content. | Skip to navigation

Personal tools
You are here: Home Номенклатурно-методичний каталог Пристрої захисного вимкнення Принцип дії та конструктивні особливості ПЗВ

Принцип дії та конструктивні особливості ПЗВ

Технічні терміни "захисне вимкнення", "пристрій захисного вимкнення", "пристрій захисту від струму витоку" логічно та достатньо повно відображають призначення ПЗВ. Інші назви, наприклад, міжнародне (МЕЮу) - КСО (Кесіиаі Сиггепї Оеуісе -пристрій струмової різниці); німецьке - РІ (ЗЬиїгсЬаїїег - захисний вимикач струму витоку); французьке - ОО (Оіз]опс1;еиг ОігГегепсіеІ - диференційний вимикач); англійське -ЕЬСВ (ЕагїЬ Ьеа1іа§е Сігсиії Вгеаііег - вимикач струму витоку на землю) чи КССВ (Кесіиаі Сігсиії Сиггепї Оеуізе - пристрій сумової різниці в колі); американське - СРСІ (Стошісі Раиіі Сігсиії Іпіеггиріеиг - вимикач струму витоку на землю) - також відображають призначення пристрою. Поняття "диференційний струм", "струмова різниця" трактуються як струми небалансу в колі, що контролюється.

Пристрій захисного вимкнення за призначенням повинен бути вимикачем швидкої дії. У випадку появи в мережі струму витоку, величина якого перевищує уставку ПЗВ, він повинен автоматично від'єднати від мережі установку (або її частину), яка через нього під'єднана до електричної мережі. Цим забезпечується обмеження величини і тривалості протікання струму через тіло людини у випадку прямого дотику. Таким чином, найважливішою особливістю захисного вимкнення є те, що воно, по суті, - єдиний електрозахисний захід, який забезпечує захист людини від ураження у випадках:
- прямого контакту зі струмопровідними частинами електроустановок в режимі ТТ з глухим заземленням
нейтралі;
-  непрямого дотику з струмопровідними частинами в режимі ізольованого нуля ІТ ( випадок подвійної
несправності) і в режимі ТМ нейтралі з багатократним заземленням ( розрив захисного провідника і т.д.);
- однофазного КЗ на корпус.

ПЗВ запобігають виникненню пожежі у випадках пошкоджень ізоляції, які супроводжуються обмеженими, але небезпечними струмами КЗ.

Встановлено, що полум'я може виникнути при струмах від ЗООмА, що значно менше робочих струмів і природньо, що іншими захистами запобігати цьому неможливо.

У випадках однофазних коротких замикань з більшими струмами (одиниці, десятки ампер), до яких також нечутливий максимальнострумовий захист, ПЗВ можуть забезпечити індикацію пошкодження чи вимкнення пошкодженої ділянки.
І нарешті, ПЗВ надають можливість запобігти крадіжкам електроенергії з використанням деяких схем та пристроїв, які набули розповсюдження останнім часом.

Таким чином, ПЗВ з дією від струмів витоку можуть виконувати певні особливі функції, які не характерні для інших пристроїв. Щодо властивості забезпечення захисту людини від ураження електричним струмом, їх можна вважати єдиним активним засобом, на відміну від пасивних (ізоляція, огорожі тощо).

Вперше пристрої захисного вимкнення були запропоновані та запатентовані в 1928 році німецькою фірмою К\\^Е (Кеш - Ме5І?а11І5пе Еіесїгігіїаеїз \\^ег!іе). Тоді ж були проведені випробування ПЗВ з участю людини. Результати випробувань ПЗВ з чутливістю ЮмА та часом спрацювання 0,1 сек були дуже обнадійливими, пристрій працював чітко та надійно. Людина відчувала лише слабкий і короткочасний удар електричним струмом.

З 50-х років починається виробництво та запровадження ПЗВ провідними технічно розвиненими країнами: Німеччиною,Австрією, Францією, США, ПАР та іншими. В кінці 70-х років процес впровадження ПЗВ набуває масового характеру. Цьому сприяло, з одного боку, бажання знизити рівень електротравматизму в мережах низької напруги, з іншого, значні досягнення в розробці та виготовленні простих, надійних, компактних та відносно дешевих пристроїв.

В основу принципу дії ПЗВ покладено метод виявлення різниці струмів або струму витоку між фазою і землею. При досягненні струму витоку певної величини відбувається миттєве автоматичне вимикання живлення.

В нормальному режимі алгебраїчна (векторна) сума струмів робочих провідників (фазних та робочої нейтралі) будь-якого електроприймача чи відгалуження дорівнює сумарному струму витоку на землю. Для симетричної трифазної системи цей струм наближений до нуля, а для однофазного відгалуження (з фазним та робочим нейтральним проводами) визначається опором ізоляції фазного провода відносно землі і становить незначну величину (до кількох міліампер). У випадку прямого дотику людини чи при незначному пошкодженні ізоляції будь-якої фази сумарний струм витоку значно збільшується (до десятків чи сотень міліампер). Цей струм нескладно виділити - за допомогою фільтра струмів нульової послідовності, наприклад,
трансформатора струму з тороїдальним осердям 1 (рис.2.1), яке охоплює всі робочі провідники. На вторинній обмотці цього  трансформатора струму, замкненій на обмотку електромагнітного елемента 2, виділяється струм, пропорційний сумарному струму витоку. Якщо зусилля, яке утворює осердя електромагніту, перевищує зусилля пружини, осердя зміщується і за допомогою відповідної механічної тяги
звільняє защіпку механізму розчеплення 3. За допомогою попередньо зведеної під час увімкнення основних контактів 4 пружини, механізм вимкнення їх розмикає. В схемі пристрою передбачено коло 5 для тестування працездатності.

Конструкція ПЗВ і склад його елементів за останні 40 років принципово не змінилися (трансформатор струму, електромагнітне реле-защіпка, механічний розчеплювач, головні контакти). Оскільки основною специфікою призначення пристроїв є захист людського життя від ураження електричним струмом, то головною задачею конструкторів було максимальне підвищення надійності їх функціонування. З цієї причини величезна кількість вироблених провідними фірмами ПЗВ (до 95%) - електромеханічні пристрої, хоча існує значна кількість дослідних та серійних електронних пристроїв. Електроніка надає найрізноманітніші можливості реалізації задач, повчязаних з виявленням струму витоку, виділенням та обробкою сигналу, забезпеченням спрацювання силового розчеплювача тощо. В США було розроблено ПЗВ, в якому всі функції виконуються мікропроцесором, а електронна схема пристрою виконана у вигляді спеціалізованої великої інтегральної схеми (ВІС). Ідеологія виконання розподільчих мереж у побуті в США принципово відрізняється від прийнятої в Європі, тому орієнтація на цей досвід не доцільна.

Багаторічний досвід експлуатації ПЗВ, на основі якого розроблені жорсткі електротехнічні норми, а також велика значимість його призначення - захист людського життя, визначили тенденцію розвитку конструкції ПЗВ на користь електромеханічних пристроїв. Висока надійність електромеханічних ПЗВ визначається мінімальною кількістю елементів конструкції, простотою та точністю виконання, відсутністю споживання електроенергії та спеціального джерела живлення в режимі чергування. Спрацювання ПЗВ відбувається за рахунок струму витоку, який ініціює дію електромагнітного реле-защіпки. Споживана кількість енергії -мінімальна і становить долі вата.

Провідні фірми Європи (Мегііп Оегіп, Р&О, АВВ, Кіоеішег - Моеііег та інші) в основному виробляють електромеханічні ПЗВ та у незначній кількості - електронні. Однак застосування останніх згідно нормативних документів допускається лише як додаткових до електромеханічних ПЗВ.

Особливостями конструкції сучасних ПЗВ є: використання спеціального матеріалу для осердя трансформаторів струму із строго регламентованими магнітними характеристиками; виготовлення електромагнітного реле-защіпки за високопрецизійною технологією; застосування високонадійного механічного розчеплювача та механізму пружини з індикатором положення контактів.

Конструктивно пристрої захисту від сумарного струму витоку виконують в модифікаціях:
- реле - приставки до автоматичного вимикача з дією на його механізм розчеплення;
- вимикача навантаження з розчеплювачем сумарного струму витоку;
-  автоматичний вимикач з розчеплювачем сумарного струму витоку, а також тепловим та електромагнітним розчеплювачем;
- модуля сумарного струму витоку (іноді електронний ) з тороїдами зовнішньої установки.

Для індивідуального захисту використовують також ПЗВ - розетки на струм витоку І п ЮмА, ЗОмА. Існують також варіанти забезпечення пральних машин, холодильників, прасок тощо з вмонтованими ПЗВ, в тому числі у вилки.

Document Actions
This is Flow Diazo Theme