Устройство защитного отключения (УЗО)

Устройство защитного отключения (УЗО) предназ-начено для защиты людей от поражения электрическим током при контакте с токопроводящими частями электроустановок и для предотвращения возгораний, пожаров, возникающих вследствие длительного протекания токов утечки и развивающихся из них токов короткого замыкания.

УЗО применяется для комплектации вводно-распределительных устройств (ВРУ), вводных и распределительных щитов, устанавливаемых в общественных зданиях - детских дошкольных учреждениях, школах, профессионально-технических, средних, специальных и высших учебных заведениях, гостиницах, санаториях, мотелях, библиотеках, крытых спортивных и физкультурно-оздоровительных учреждениях, бассейнах, саунах, театрах, клубах, кинотеатрах, магазинах, предприятиях общественного питания, предприятиях бытового обслуживания, торговых павильонах, киосках и т.п., жилых зданиях - индивидуальных и многоквартирных жилых домах, дачах, садовых домиках, общежитиях, бытовых помещениях и т.п., в административных зданиях, производственных помещениях - цехах, мастерских, АЗС, автомойках, ангарах, гаражах, складских помещениях и т.п..

К объектам, подлежащим оснащению УЗО, относятся: вновь строящиеся, реконструируемые, капитально ремонтируемые жилые дома, общественные здания, промышленные сооружения и хозпосгройки, независимо от форм собственности и ведомственной принадлежности.

Функционально УЗО можно определить, как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемой электроустановке.

Структуру УЗО формируют из следующих основных функциональных блоков: (рис.37):

· датчика дифференциального тока (1);

· блока управления с пороговым элементом (2);

· Исполнительного механизма (3);

· цепи тестирования (4).

В абсолютном большинстве УЗО, применяемых в настоящее время, в качестве датчика дифференциального тока используют трансформатор тока (называемый иногда, применительно к трехфазным целям, трансформатором тока нулевой последовательности – ТТНП. Пороговый элемент выполняют, как правило, на чувствительных магнитоэлектрических реле или электронных компонентах.

Исполнительный механизм включает в себя сильноточную контактную группу с механизмом привода.

В нормальном режиме, при протекании рабочего тока нагрузки и при отсутствии дифференциального (разностного) тока - тока утечки (Iл), токи в прямом и обратном проводниках, образующих встречно включенные первичные обмотки дифференциального трансформатора тока УЗО (1), равны по модулю (I₁-I₂) и наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но векторно - встречно направленные магнитные потоки Ф1 и Ф2.

В результате этого ток во вторичной обмотке равен нулю и не вызывает срабатывания порогового элемента блока управления (2).

1.Датчик дифференциального тока; 2. Блок управления с порого-вым элементом; 3. Исполнительный механизм; 4. Цепь тестирования

Рисунок 37 - Структура устройства защитного отключения УЗО

При возникновении дифференциального тока, например, утечки на землю или прикосновения человека к токоведущим частям - баланс токов, а, следовательно, и магнитных потоков, нарушается и во вторичной обмотке появляется трансформированный дифференциальный ток (ток небаланса), который вызывает срабатывание порогового элемента, воздействующего на исполнительный механизм (3). Исполнительный механизм воздействует на привод контактной группы и защищаемая цепь обесточивается.

Конструкции УЗО по способу технической реализации разделяются на следующие две категории:

1. УЗО, функционально не зависящие от напряжения питания (электромеханические). Источником энергии, необходимой для выполнения операции отключения, является сам сигнал: ток утечки, на который оно реагирует;

2. УЗО, функционально зависящие от напряжения питания (электронные). Их механизм для выполнения операции отключения нуждается в энергии, получаемой либо от контролируемой сети, либо от внешнего источника питания.

Для жилых, общественных и других зданий необходимо применять УЗО, не требующие источника питания (электромеханические). Применение электронных устройств, для работы которых необходим источник питания, допускается только в качестве дополнительных (дублирующих) к основному.

В европейских, странах - Германии, Австрии, Франции электротехнические нормы допускают применение УЗО только первой категории - не зависящих от напряжения питания. УЗО второй категории разрешено применять только в качестве дополнительной защиты к устройствам первой категории для конечных потребителей, например, для электроинструмента, передвижных электроприемников и т.п.

Не допускается применение УЗО в электроустановках, внезапное отключение которых может привести по технологическим причинам к возникновению ситуаций, опасных для пользователей и обслуживающего персонала, к отключению пожарной, охранной сигнализации и т.п.

В особо опасных помещениях, для ответственных и конечных потребителей дополнительно применяются УЗО, встроенные в розеточные блоки. Дляпереносных электроприборов и электроинструмента рекомендуется использовать УЗО-розетки и УЗО-вилки, входящие в комплект электроприборов, или в виде шнура-удлинителя.

УЗО, применяемые в электроустановках зданий на объектах Российской Федерации, должны отвечать требованиям действующего (ГОСТ Р 50807-95) и в обязательном порядке пройти сертификационные испытания по утвержденной Главгосэнергонадзором и Главгосстандартом программе в специализированном на УЗО сертификационном центре с выдачей российского сертификата соответствия и его регламентированным ежегодный инспекционным контролем.

7. Техникоэкономическое обоснование
предлагаемого инженерного решения

Предлагаемая методика приемлема для использования в курсовом проектировании. При выполнении этого раздела в дипломном проектировании необходимо обязательно консультироваться с консультантом по экономическим вопросам.

Для проведения экономического обоснования необходимо сравнить два варианта.

Первый - базовый вариант, который использовался до предлагаемого дипломником решения.

Второй - новый вариант, предлагаемый дипломником.

В табл. 7 приведены цены на оборудование и материалы по первому и второму варианту.

Таблица 7 - Цены по каталогу _________ (текущего года)

Наименование	Кол.	Цена, руб.
за единицу	общая
Всего

Капитальные вложения базового и проектируемого вариантов рассчитываются по формулам:

(56)

(57)

где: К_баз и К_пр – капитальные вложения базовые и проектируемые соответственно (руб); С_об – стоимость оборудования (руб.); С_тр – транспортные расходы (руб); С_монт – расходы на монтажные работы (руб);
Пр – прочие расходы (руб).

Внедрение новых технических решений обычно способствует повышению выхода продукции. Поэтому это процентное увеличение выхода продукции необходимо дипломнику найти, используя специальною литературу.

Эксплуатационные издержки определяются по формуле:

(58) (59)

где И_БАЗ, И_пр – издержки базового и проектируемого вариантов соответственно; ЗП – заработная плата персонала (можно взять из годовых отчетов хозяйства); А – амортизационные отчисления (14%), руб;

, руб; , руб;

ТР – отчисления на текущий ремонт (18%), руб;

, руб; , руб;

ОП, ОХ – соответственно производственные и хозяйственные издержки (20% и 13%), руб. Определяются аналогично.

Годовая экономия текущих издержек, с учетом разницы выхода продукции:

(60)

где: Э_год – годовая экономия текущих издержек, руб;

∆Y – разница между выходом продукции базового и
проектируемого вариантов, руб.

Приведенные затраты:

(61)

(62)

где: ПЗ_БАЗ, ПЗ_пр – соответственно базовые и проектируемы приведенные затраты, руб;

Е_Н – нормативный коэффициент эффективности капиталовложений, 0,15.

Годовой экономический эффект:

(63)

Срок окупаемости капитальных вложений:

(64)

Фактический коэффициент эффективности капитальных вложений:

(65)

Основные технико-экономические показатели сводим в табл. 8.

Таблица 8 - Технико-экономические показатели

№	показатели	Вариант
базовый	проектируемый
1.	Капитальные вложения, руб
2.	Издержки, руб
3.	Годовая экономия текущих издержек, руб
4.	Приведенные затраты,руб
5.	Годовой экономический эффект, руб
6.	Сроки окупаемости капитальных вложений, год
7.	Фактический коэффициент эффективности капитальных вложений

ЛИТЕРАТУРА

а) основная

1. Ерошенко Г.П. Эксплуатация электрооборудования / Г.П.Ерошенко, А.П.Коломиец, Н.П.Кондратьева, М.А.Таран, Ю.А. Медведько: учебник (Допущено МСХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311400 – Электрификация и автоматизация с.-х.). - М.: КолосС,- 2005.

2. Коломиец А.П. Электропривод и электрообору-дование / А.П.Коломиец, Н.П.Кондратьева, И.Р.Влады-кин, С.И.Юран: учебник (Допущено МСХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311300 – Механизация с.-х.). - М.: КолосС, 2006

3. Коломиец А.П. Монтаж электрооборудования и средств автоматизации / А.П.Коломиец, Н.П.Кондрать-ева, С.И.Юран, И.Р.Владыкин: учебник (Допущено МСХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311400 – Электрификация и автоматизация с.-х.). - М.: КолосС, 2007.

4. Судник А.С. Автоматизация технологических процессов. / А.С.Судник, И. Ф.Бородин. - М.:- КолосС, 2005.

5. Сукманов В.И. Электрические машины и аппараты. – М.: Колос, 2001. – 296 с.: ил.

6. Шичков Л.П. Электрический привод. / Л.П Шичков: учебник для ВУЗов – М.: КолосС, 2006

б) дополнительная

1. Коломиец А.П. Устройство, ремонт и обслуживание электрооборудования в сельскохозяйственном производстве. / А.П.Коломиец, Г.П.Ерошенко, Н.П.Кондрать-ева, И.Р.Владыкин, С.И.Юран и др.: учебник. – М.:
Издательский центр «Академия», 2003

2. Коломиец А.П. Электробезопасность на предприятиях./ А.П.Коломиец, В.А.Потапов, Н.П.Кондратьева, И.Р. Владыкин: учебное пособие для студентов ВУЗов. – Ижевск: РИО «Шеп», 2003

3. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (с изм. и доп.). – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003

4. Правила технической эксплуатации электроуста-новок потребителей. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003

5. Правила устройств электроустановок (ПУЭ), издание седьмое, раздел 1 (главы 1.1; 1.2; 1.7; 1.9), раздел 7 (главы 7.5; 7.6; 7.10) – М.: Изд во НЦ ЭНАС, 2003

6. Правила устройств электроустановок (ПУЭ), изда-ние седьмое, раздел 6, раздел 7 (главы 7.1; 7.2). – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002

7. Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства: учебное пособие. – М.: Информагротех, 1999

Приложения

Приложение А

Дата добавления: 2015-06-29