Опубликовано

УЗО принцип работы

Дифференциальный ток электрический, ток утечки – что это такое и по какому принципу он действует.

Тема: что собой представляет ток электрический дифференциальный, его работа.

Само название «дифференциальный» произошло от английского слова «different», что означает — отличный, другой, а в русском языке прижилось прочно название «электрический ток утечки». Так обозначают электрический ток, который стекает прямо в землю либо же на иные токопроводящие части (металлические основания и корпуса электроприборов) в неповрежденной электроцепи.

Такой электрический ток не протекает по воздуху, ему обязательно необходим электрический проводник, и, обычно, подобным проводником выступает само человеческое тело. Появление подобных электрических токов — совсем не редкость, и возникают они в результате электрического пробоя диэлектрической изоляции кабелей и проводов, плохих соединений и т.д. В итоге прямых (прямое прикосновение фазного электрического проводника) или косвенных (контактирования с токопроводящим корпусом бытовых электроприборов, находящихся под напряжением по причине случайного пробоя электрического провода) контактов человеческое тело может получить серьёзную травму либо даже летальный исход.

При нормальной работе электрической сети приходящий поток электронов (ток на одной жиле токонесущего провода при варианте однофазной сети) будет приравниваться уходящему потоку электронов (ток на второй жиле двухпроводного кабеля). То есть, разница между силой тока в этих двух проводах будет равна нулю. При аварийном возникновении электрического пробоя проводника появляется замыкание его на токопроводящий корпус. Если человек случайно прикоснётся к этому корпусу (на котором находится фазное напряжение) образуется новая электрическая цепь, в которой человеческое тело пропускает через себя часть тока, идущего на землю. Это вызовет протекание дифференциального тока.

В данном случае, ток, приходящий по одному проводу уже не будет равен электрическому току уходящему, то есть, разница между ними (а именно — дифференциал) и будет являться величиной тока утечки. Эта утечка будет представлять собой дифференциальный ток. Электрическим проводником для дифференциального тока может быть не только человек. Это могут быть любые токопроводящие части, которые электрически соединены с землёй. К примеру, устаревшая электропроводка, у которой нарушена изоляция. В случае, когда соседи сверху Вас затопили и намокли стены, где заложена ветхая проводка. В данном случае влага контактирует с оголённым участком проводки и замыкает её на землю.

Дифференциальные токи в любом случае представляют собой негативный фактор. В случае контактирования токонесущих частей с телом человека, возникает опасность для самого человека. Если дифференциальный ток возникает по причине неисправной электрической проводки или иных подобных электрически проводящих частей контактирующих с землёй возникает опасность появления как минимум потери электроэнергии, а как максимум, это большая вероятность пожара.

Для борьбы с нежелательным дифференциальным током существуют специальные электротехнические устройства. Они называются дифференциальной защитой. Их принцип действия основан на простом действии. Внутри этих устройств имеется своеобразный датчик (дифференциальный трансформатор), который отслеживает разность входящих и выходящих токов, проходящих через данное устройство защиты. Если всё работает в нормальном режиме, и нет никаких утечек на землю, то значит, значения силы тока на двух проводах будут равны, а, следовательно, разницы между ними тоже не будет (дифференциального тока).

Но как только происходит контакт с землёй (будь, то из-за человека или электросистемы) в дифференциальном трансформаторе на отслеживающей обмотке появляется разностное напряжение, которое передаётся усилительному и исполнительному устройству. Как только поступил сигнал о наличии дифференциального тока, сразу же срабатывает устройство защиты и разрывает электрические контакты между источником электроэнергии и непосредственным потребителем. В результате такого аварийного отключения обеспечивается надёжная защита от поражения человека электрическим током и от вероятного возникновения пожара из-за чрезмерного перегрева электропроводки.

Токи утечки — что такое и чем опасны

Что же такое токи утечки? И, что самое важное, как они могут утекать? На самом деле, какой бы смешной не казалась тема, это очень важно. Вы скажете, ну ты ведь писал про устройства защитного отключения? И вы будете правы. Но есть несколько причин, по которым устройства защитного отключения — не панацея. Первое, и самое важное — они имеют в большинстве случаев бытовое применение, их достаточно редко используют в промышленных масштабах. Второе — это сильно не дешевые устройства, которых для офисного здания понадобиться на солидную сумму. Стоит сразу оговориться, мы не говорим про утечку тока дома, в разлитую в ванной комнате лужу. Домашняя ванна нас сегодня очень мало интересует. Сегодня речь пойдёт о токах утечки в промышленных масштабах. Мы с вами будем говорить про токи утечки в современных жилых и административных зданиях. По большей части, эта статья конечно же имеет отношение в офисным зданиям и заводам, ведь там у тока больше шансов сбежать в непонятном направлении. Ведь ток имеет свойство двигаться по любым металлам и совершенно не важно, что это — провод или стальная труба. Понятно, что в стальной обстановке току сложнее передвигаться, он встречает большое сопротивление и со временем теряется. Но до того, как он потеряется, он может серьёзно навредить человеку. Так что ни секунды не раздумывая переходим к обсуждению утечек электрического тока.

Давайте быть честными сами с собой — инженерные сети в нашей стране отставлять желать лучшего. В нашей электросети постоянно скачет напряжение, но это не самое страшное. Есть гораздо более глобальная проблема — их техническое состояние. И внешне они может быть и выглядят хорошо, и только что построены, но все не так радужно. Во-первых, с каждым днём растёт потребление электроэнергии. Кто-то постоянно покупает новые телевизоры, стиральные машины, кондиционеры и все такое прочее. Соответственно, с каждым днём растёт нагрузка на сеть, которая к сожалению преимущественно состоит из старых и достаточно изношенных участков. Теперь давайте, все таки обозначим проблему — токи утечки. Причин возникновения подобных утечек тока, не одна и не две. Сейчас рассмотрим самые популярные причины возникновения утечек. Самая основная — это человеческий фактор. Странно, не правда ли? Но это самая настоящая правда. Те кто живут в старых домах помнят, что их стены торчат два провода, ноль и фаза. В случае с трёхфазным электричеством, три фазных провода и один ноль. Но сейчас в домах, полным ходам идут капитальные ремонты и взамен старой двух проводной проводки приходят новая. Новая проводка состоит уже из трёх или пяти проводов, в зависимости от количества фаз. В такую проводку, помимо фазных проводов и нуля, добавляется ещё и заземление. И тут возникает самая основная проблема в виде путаницы. Многие просто напросто путают куда какие провода подключать. В итоге подключают ноль вместо земли и наоборот. Или вообще, оба провода прикручивают к одной клеммной колодке. И вот, казалось бы, совершенно не очевидна проблема, а последствием становиться утечка тока. Есть и другие проблемы, из за которых возникают утечки тока — разрушение изоляции потребителей. Так же причиной могут стать выход из стоя изоляции нулевого проводника или разболтавшиеся контакты. В конечном итоге, мы получаем кучу липовых причин, из-за которых могут быть фатальные последствия.

Давайте теперь разбираться, что же делают токи утечки, и что в них плохого, ну или хорошего. Токи утечки оказывают негативное влияние не только на компьютеры, технику и инженерные системы, они вредны для человека. Токи утечки опасны тем, что создают магнитное поле. Такие поля сами по себе появляются вокруг мощных электродвигателей. Так же не исключено появление подобных магнитных полей вокруг трансформаторов. Но в промышленности, там где нет людей, это одно. А там где люди есть? Давным-давно доказано, что помимо техники токи утечки бегают почти по всем металлоконструкциям того или иного здания. Причина их «Беготни» заключена именно внутри этого дома. Как правило, это одна из вышеописанных причин, так что к ним возвращаться не будем. Инженерными конструкциями по которым блуждают токи утечки может быть совершенно все, что угодно от железных перекрытий до водопроводных труб. Важно понимать, что магнитное поле на этих конструкциях есть и при правильной, безошибочной схеме подключения. Просто при корректной работе систем заземления, это поле уже на расстоянии пятнадцати сантиметров от труб совершенно не ощущается приборами. В тот момент, когда появляются токи утечки, магнитное поле вокруг инженерных систем резко возрастает. Оно рассеивается постепенно, по мере отдаления от места появления.

Всемирной организацией здравоохранения описано множество вариантов воздействия магнитного поля на человека. Поверьте, медицинские последствия для человека могут быть плачевными. При постоянном контакте с магнитными полями, параметры которых превышают допустимые пределы, у человека повышается риск заболевания раком, может изменяться поведение. Но даже это не самое страшное. Магнитное поле влияет непосредственно на мозг человека, что может привезти к потери памяти и другим проблемам, основанным на работе мозга. Так же у тех кто постоянно контактирует с магнитными полями, характеристики которых многократно превышают допустимые, наблюдается увеличение числа самоубийств. Есть нормы, которым должны подчиняться магнитные поля, генерируемые техникой. Не нужно переживать, эти нормы написаны профессиональными учеными, которые знают что делают. Плюс к этому, ученые при формировании норм опираются на многочисленные опыты, так что переживать не о чем.

Ради безопасности здания от электрических аварий, в каждом доме есть система уравнивания потенциалов. Она состоит почти из всех металлоконструкций в здании, это и трубы, и перекрытия, и арматура. А представьте, что вместо того, что бы уравнять потенциал и забрать в себя лишнюю энергию этого не сделают. Ведь в этом случае может произойти короткое замыкание и, например, пожар. Так же токи утечки, создавая магнитное поле мешают работе офисной техники. Токи утечки способны создавать помехи для мобильной связи. Так же утечки тока по инженерным системам и трубам, не в лучшую сторону сказываются на их долговечности. Доказано, что токи утечки приводят к ускоренной коррозии инженерных систем. Кому хочется менять водопроводные трубы в два раза чаше, лишь потому, что кто-то неправильно сделал электричество? А теперь самое страшное. В Москве, во время проведения капитальных ремонтов в 2015 году было зафиксировано более двухсот объектов, на которых были токи утечки.

Стоит задуматься о ом, где мы живем. Важно наконец-то начать набирать на работу грамотных электриков. Ну а если нет такой возможности и некоторые компании набирают неквалифицированный персонал, его нужно обучать. Ведь мало какая компания хочет нести убытки. А в случае ошибок при монтаже систем энергоснабжения они неизбежны. Не важно чем занимается компания. Она может заниматься управлением жилой недвижимостью, быть застройщиком или собственником офисного здания. Убытки никому не нужны. Не нужно испытывать судьбу. Просто надо все делать на совесть и все будет хорошо.

До новых встреч.

Медицинское оборудование, инструменты, мебель и расходные материалы.

Ультразвуковая мойка УЗО 10-01 «МЕДЭЛ» с ванной рабочим объёмом 10 литров предназначена для предстерилизационной очистки медицинских инструментов.

Габаритные рамеры: 320х245х100

Полезный объем: 10л.

Сегодня, когда на дворе 21 век — век электроники и высоких технологий, во многих российских лечебно-профилактических учреждениях загрязненный медицинский инструмент (хирургический, гинекологический и т.д.) очищается персоналом вручную, после чего происходит его дезинфекция и стерилизация. При ручном мытье колющего и режущего инструмента возможно травмирование рук медперсонала с последующим заражением внутрибольничной инфекцией.

Ультразвуковые мойки УЗО

предназначены для предстерилизационной очистки инструментов и изделий медицинского назначения особенно мелких, сложной конфигурации, колющих и режущих от различных загрязнений в виде:

— твердых и жидких пленок из масел и жиров растительного, минерального (новые инструменты) и животного происхождения;
— твердых осадков: пыли, костной ткани и т.д.;
— водорастворимых и частично растворимых полярных органических и неорганических соединений: сахар, кровь, белок и т.д.
— продуктов коррозии.

Размеры зоны обработки ультразвуковой мойки УЗО10-01: 320х245х100 мм. Сливание раствора из ванны происходит самотёком с помощью сливной трубки.

Чтобы избежать заражения инструменты сначала дезинфицируют, а уже после — обрабатывают вручную ершами, щетками, ватно-марлевыми тампонами. Но и здесь обнаружены свои подводные камни: многие дезинфицирующие растворы обладают фиксирующим действием, после них очистить инструменты становится еще труднее. В результате — трудоемкость ручной очистки многократно возрастает. Большинство этих проблем снимается с внедрением в процесс предстерилизационной очистки ультразвуковых машин, а именно УЛЬТРАЗВУКОВЫХ МОЕК УЗО «МЕДЭЛ».

Ультразвуковая очистка является наиболее эффективным методом отмывки предметов сложной конфигурации, выполненных из различных материалов (металл, стекло, пластмасса). При этом промываемый предмет помещается в моющий раствор, и очистка происходит за счет воздействия ультразвука. Основными явлениями, которые обеспечивают эффективную очистку, являются акустические потоки раствора и кавитация.

Интенсификация дезинфекционных мероприятий за счет использования ультразвуковой мойки УЗО:

— Инструмент, прошедший цикл дезинфекции в емкость-контейнере ЕДПО с заранее уложенной на дно поддона пластиной-отражателем, промывается под проточной водой прямо в поддоне и в нем же помещается в корпус рабочей ванны УЗО для предстерилизационной очистки.
— После установки крышки с излучателем таймером задаётся требуемое для очистки время. Установленное и текущее время фиксируются на цифровом табло.
— Образуемые ультразвуковым излучателем колебания вызывают возникновение в жидкой среде упругих волн и невидимых глазом пульсирующих воздушных пузырьков. Это порождает гидродинамическое воздействие на обрабатываемые поверхности, в результате которого происходит удаление с них загрязнений в раствор.
— После проведения ультразвуковой очитки инструмент вновь промывается проточной водой и только после этого извлекается из поддона для сушки и стерилизации.
— Качество очистки, соответствующее требованиям СЭС, обеспечивается режимами работы и выполнением требований, описанных в сопроводительной документации.
Преимущества ультразвуковой мойки УЗО «МЕДЭЛ»:

В отличии от традиционных моек, которые «вынуждены» работать в области повышенных мощностей, ултразвуковые мойки УЗО функционируют, обеспечивая ту же эффективность очистки при мощностях в 2-3 раза меньших.

И здесь ВАЖНО подчеркнуть три момента:

1. существенным образом снижается пагубное влияние ультразвука на дезинфицирующую активность (живучесть) растворов;

2. значительно уменьшаются размеры кавитационных пузырьков, что приводит к увеличению их проникающей способности и, следовательно более качественной очистке — ОНИ способны «пролезть» даже в глухих отверстиях, щели сложных шероховатых поверхностей, ушко игл и т.п.;

3. создаётся щадящий режим очистки, котрый не приводит к порче (затуплению) инструментов.

Организация ультразвуковых моек УЗО на базе полимерных емкостей-контейнеров ЕДПО и конструктивное расположение источника ультразвука в крышке дает ещё ряд очевидных преимуществ их перед аналогами:

— позволяет повысить производительность труда за счёт возможности поточного метода обработки;
— обеспечить возможность УЗ-обработки на любой стадии этапов дезинфекции и предстерилизационной очистки, т.е. в любой момент времени, пока инструменты находятся в поддоне;
— позволяет исключить тактильный контакт с обрабатываемым инструментом, начиная с момента его сбора после применения до этапа стерилизации;
— приводит к возможности экономного расходования дезинфецирующих и моющих средств.

Принцип работы УЗО

Принцип работы УЗО ? — этим вопросом задаются многие.

Как известно из курса электротехники, электрический ток течет из сети по фазному проводу через нагрузку и возвращается обратно в сеть по нейтральному проводу. Это закономерность легла в основу работы УЗО.

Принцип работы устройства защитного отключения основан на сравнивании величины тока на входе и выходе защищаемого объекта.

При равенстве этих токов Iвх = Iвых УЗО не реагирует. Если Iвх > Iвых УЗО чувствует утечку и срабатывает.

То есть, токи протекающие по фазному и нейтральному проводу, должны быть равны (это касается однофазной двухпроводной сети, для трехфазной четырехпроводной сети ток в нейтрали равен сумме токов которые протекают в фазах). Если токи не равны – значит имеется утечка, на которую и реагирует УЗО.

Рассмотрим принцип работы УЗО более детально.

Основным элементом конструкции устройства защитного отключения является дифференциальный трансформатор тока. Это тороидальный сердечник на который намотаны обмотки.

При нормальной работе сети, электрический ток протекающий в фазном и нулевом проводе создает в этих обмотках переменные магнитные потоки, которые равны по величине, но противоположны по направлению. Результирующий магнитный поток в тороидальном сердечнике будет равен:

Ф∑ = ФL — ФN = 0

Как видно из формулы магнитный поток в тороидальном сердечнике УЗО будет равен нулю, следовательно ЭДС в контрольной обмотке наводится не будет, ток в ней, соответственно тоже. Устройство защитного отключения в этом случае не работает и находится в спящем режиме.

Теперь представим что человек коснулся электроприбора который в результате повреждения изоляции оказался под фазным напряжением. Теперь через УЗО кроме тока нагрузки будет протекает дополнительный ток — ток утечки.


В этом случае, токи в фазном и нулевом проводе не будут равны. Результирующий магнитный поток также не будет равен нулю:

Ф∑ ≠ 0

Под воздействием результирующего магнитного потока в контрольной обмотке возбуждается ЭДС, под действием ЭДС в ней возникает ток. Ток возникший в контрольной обмотке приводит в действие магнитоэлектрическое реле которое отключает силовые контакты.

Максимальный ток в контрольной обмотке появится тогда когда в одной из силовых обмоток тока не будет. То есть, это ситуация когда человек коснется фазного провода, например в розетке в этом случае ток в нулевом проводе протекать не будет.

Несмотря на то, что ток утечки весьма невелик, УЗО оснащают магнитоэлектрические реле с высокой чувствительностью, пороговый элемент которого способен среагировать на ток утечки 10 мА.

Ток утечки это один из основных параметров по которому выбирают УЗО. Существует шкала номинальных дифференциальных токов отключения 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.

Следует понимать, что устройство защитного отключения реагирует только на токи утечки и не работает при перегрузках и коротких замыканиях. Не сработает УЗО и в том случае, если человек одновременно возьмется за фазный и нулевой провод. Это происходит по тому, что человеческое тело в этом случае можно представить как нагрузку, через которую проходит электрический ток.

Из-за этого вместо УЗО устанавливают дифференциальные автоматы, которые по своей конструкции объединяют одновременно УЗО и автоматический выключатель.

Проверка работоспособности УЗО

Для того чтобы осуществлять контроль исправности (работоспособности) УЗО, на его корпусе предусмотрена кнопка «Тест», при нажатии на которую искусственно создается ток утечки (дифференциальный ток). Если устройство защитного отключения исправно, то при нажатии на кнопку «Тест» оно отключится.

Специалисты рекомендуют производить такой контроль примерно один раз в месяц.

Устройство УЗО и принцип действия

Рад приветствовать вас, уважаемые читатели сайта elektrik-sam.info.

В этой статье мы подробно рассмотрим устройство и принцип работы устройства защитного отключения УЗО, рассмотрим на примерах как работает УЗО.

УЗО относятся к электрическим аппаратам защиты, как и автоматические выключатели. Для чего же были придуманы эти интересные устройства, неужели установки автоматических выключателей недостаточно?

Со временем изоляция проводов стареет, так же она может быть повреждена, могут ослабнуть контактные соединения токоведущих частей приборов. В результате этих факторов появляются утечки тока, которые могут вызвать искрение и привести к возгоранию.

Также человек может случайно коснуться рукой за оголенный фазный провод, который находится под напряжением. Дети, оставшись без присмотра родителей, могут «изучать» электричество, вставляя в розетку металлический предмет. В этом случае человека ударит током, произойдет утечка тока через тело на землю, а это очень опасно, ведь величина тока в этом случае может достигать нескольких сотен миллиампер.

Обычные автоматические выключатели на такую «незначительную» для них утечку тока не отреагируют. Они срабатывают только на токи перегрузки и при коротком замыкании.

Например, у автомата номиналом 10А с время-токовой характеристикой срабатывания В, тепловой расцепитель начнет срабатывать при токе, превышающем номинальный на 13%, т.е. 11,3А, причем время срабатывания будет больше одного часа. А при токе, превышающем номинальный на 45%, т.е. 14,5А в течение одного часа. Электромагнитный расцепитель автоматического выключателя будет срабатывать при значениях тока от 30А.

Поэтому, чтобы защитить людей от поражения электрическим током и для предотвращения опасной утечки тока, которая может привести к пожару в результате повреждения изоляции электропроводки или бытовых приборов применяются устройства защитного отключения.

У автоматических выключателей основной параметр – номинальный ток.

Основной же параметр УЗО – это его чувствительность (номинальный отключающий дифференциальный ток, так называемая «уставка» по току утечки).

Для защиты человека в бытовых электросетях от поражения электрическим током используют УЗО чувствительностью 10 и 30 мА.

Для защиты от возможного возникновения пожара служат УЗО чувствительностью 100 или 300 мА.

Если проводка неразветвленная, с малым количеством групп, то может использоваться одно общее УЗО на 30 мА, как противопожарное, так и для защиты человека от поражения электрическим током.

Давайте рассмотрим устройство и принцип действия УЗО

Конструктивно УЗО собрано в корпусе из диэлектрического материала. Внутри содержит трансформатор тока, выполненный на тороидальном ферромагнитном сердечнике с тремя обмотками – две первичные и одна обмотка управления.

Две первичные токовые обмотки включены встречно. Первая обмотка образована фазным проводом, в ней протекает ток к нагрузке (к потребителю). Вторая обмотка образована нулевым проводом, в ней протекает обратный ток от нагрузки (от потребителя).

Как работает УЗО?

В обычном режиме, когда в цепи нет утечки, токи, протекающие в обоих обмотках равны по значению, но противоположно направленны. При протекании в обмотках, эти токи наводят в сердечнике трансформатора тока магнитные потоки. Наведенные магнитные потоки направлены встречно и компенсируют друг друга, поэтому суммарный магнитный ФΣ поток равен нулю.

Предположим, что произошел пробой изоляции на корпус электроприбора.

В этом случае токи в фазном и нулевом проводах будут различны. По фазному проводнику через УЗО кроме тока нагрузки IL будет протекать еще дополнительный ток — ток утечки ID, который для трансформатора тока будет дифференциальным (т.е. разностным). Разные по значению токи в первичных обмотках (IL + ID в фазном проводнике и IN, равный по значению IL, в нулевом рабочем проводнике) будут наводить в сердечнике разные по значению магнитные потоки. Результирующий магнитный поток будет отличен от нуля. По закону электромагнитной индукции он будет наводить электрический ток в обмотке управления. Если этот ток достигнет значения, достаточного для срабатывания электромагнитного реле Р, то оно сработает, приводя в движение расцепитель, силовые контакты УЗО разомкнутся. В результате электроустановка, находящаяся под защитой УЗО обесточится.

Аналогично, если человек прикоснется к открытым токопроводящим частям или к корпусу электроприбора, на который произошел пробой изоляции, возникнет ток утечки, который потечет через тело человека на землю. В обмотке управления УЗО будет наводиться ток, который приведет к срабатыванию электромагнитного реле Р и цепь обесточится.

Для периодического контроля исправности УЗО предусмотрена кнопка «Тест». При нажатии на нее искусственно создается ток утечки. Если УЗО исправно, оно должно срабатывать при нажатии на эту кнопку.

По конструктивному исполнению УЗО бывают электромеханические (они не зависят от напряжения питания) и электронные (нуждаются в дополнительном источнике питания, который получают от контролируемой цепи, либо от дополнительного источника). В свою очередь, бывают электронные УЗО, которые отключают защищаемую цепь при исчезновении напряжения в питающей сети, и бывают не отключающие защищаемую цепь.

Как не подключая к электрической сети, определить тип УЗО смотрите в статье Как определить тип УЗО — электромеханическое или электронное?

Так же эти два типа УЗО различно ведут себя при аварийном режиме работы электросети, например, при достаточно часто встречающемся в наших домах обрыве нулевого провода.

Теперь вы знаете, как работает УЗО.

Подробно Устройство и принцип действия УЗО смотрите в видео

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *