Меры защиты при косвенном прикосновении

Важной мерой, обеспечивающей электробезопасность обслуживающего электроустановки персонала, является защитное заземление или зануление металлических нетоковедущих (конструктивных) частей электроустановок и электрооборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могущих оказаться под напряжением относительно земли в аварийных режимах (в случае повреждения изоляции).

Заземлением называется преднамеренное электрическое соединение какой-либо точки сети, электроустановки или оборудования с заземляющим устройством.

Заземление подразделяется на:

- рабочее заземление;

- защитное заземление.

Преднамеренное электрическое соединение с землёй или с заземляющим устройством нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением вследствие замыкания на корпус и по другим причинам называется защитным заземлением.

Защитное заземление следует отличить от рабочего заземления и от заземления молниезащиты.

Рабочее заземление – преднамеренное соединение с землёй отдельных точек электрической цепи (нейтральных точек источников электрического тока – генераторов, трансформаторов, реакторов и т.п.), а также фазы при использовании земли в качестве фазного или обратного провода. Рабочее заземление предназначено для обеспечения режима работы электроустановки в нормальных или аварийных условиях, и осуществляется соединением проводником заземляемых частей с заземляющим устройство непосредственно или через специальные аппараты – резисторы, разрядники и т.п.

Заземление молниезащиты – преднамеренное соединение с землёй молниеприёмников и разрядников в целях отвода от них токов молнии в землю.

ПУЭ дают следующие основные определения в отношении заземлений:

Рабочим заземлением называется заземление точки или точек токоведущих частей электроустановки, выполняемое для обеспечения работы электроустановки (для обеспечения надлежащей работы установки в нормальных и аварийных режимах).

Рабочее заземление может осуществляться непосредственно или через специальные аппараты (сопротивления, разрядники, реакторы и др.)

Защитным занулением в электроустановках напряжением до 1 кВ называется преднамеренное соединение открытых проводящих частей с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока, с заземленной точкой источника в сетях постоянного тока, выполняемое в целях электробезопасности.

Нулевой защитный проводник – защитный проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для присоединения открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания.

Нулевой рабочий (нейтральный) проводник (N) – проводник в электроустановках до 1 кВ, предназначенный для питания электроприемников и соединенный с глухозаземленной нейтралью генератора или трансформатора в сетях трехфазного тока, с глухозаземленным выводом источника однофазного тока.

Заземляющее устройство – совокупность заземлителя и заземляющих проводников.

Заземляющий проводник – проводник, соединяющий заземляющую точку с заземлителем.

Заземлитель – проводящая часть или совокупность соединенных между собой проводящих частей, находящихся в электрическом контакте с землей непосредственно или через промежуточную проводящую среду.

Напряжение на заземляющем устройстве – напряжение, возникающее при стекании тока с заземлителя в землю между точкой ввода тока в заземлитель и зоной нулевого потенциала.

Сопротивление заземляющего устройства – отношение напряжения на заземляющем устройстве к току, стекающему с заземлителя в землю.

В зависимости от места размещения заземлителя относительно заземляемого оборудования различают 2 типа заземляющих устройств: выносное и контурное.

Выносное заземляющее устройство характеризуется тем, что заземлитель его вынесен за пределы площадки, на которой размещено заземляемое оборудование, или сосредоточен на некоторой части этой площадки. Существенный недостаток выносного заземляющего устройства – отдалённость заземлителя от защищаемого оборудования, вследствие чего на всей площади защищаемой территории коэффициент прикосновения Заземляющие устройства этого типа применяются обычно в сетях с малыми токами замыкания на землю напряжением до 1000 В. Достоинство – возможность выбора места размещения заземляющих электродов (где наименьшее сопротивление грунта).

Контурное заземляющее устройство характеризуется тем, что электроды заземлителя размещаются по контуру (периметру), а также внутри площадки, где размещено заземляемое оборудование. Обычно заземляющие электроды размещают на площадке равномерно, поэтому ещё такое заземляющее устройство называют распространённым.

Различают заземлители искусственные и естественные.

Для искусственных заземлителей применяют обычно вертикальные и горизонтальные стальные электроды.

В качестве вертикальных электродов используют стальные трубы (диаметром 50-60 мм) или угловую сталь (обычно от 40х40 до 60х60 мм) отрезками 2,5-3,0 м. Применяется также прутковая сталь диаметром не менее 10 мм, длиной до 10 м.

Для связи вертикальных электродов и в качестве горизонтальных электродов применяют полосовую сталь сечением не менее 4х12 мм и сталь круглого сечения диаметром не менее 6 мм.

В качестве горизонтальных заземлителей могут использоваться проложенные в земле водопроводные и др. металлические трубы (за исключением трубопроводов с горючими жидкостями и газами), обсадные трубы артезианских колодцев, скважин и т.п.; металлические и ж/б конструкции зданий и сооружений, имеющие соединения с землёй; оболочки электрических кабелей, проложенных в земле.

В качестве естественных заземлителей распределительных устройств (РУ) рекомендуется использовать заземлители опор ВЛ, соединенные грозозащитными тросами линий с заземляющим устройством РУ.

Недостатками естественных заземлителей являются доступность некоторых из них не электротехническому персоналу и возможность нарушения непрерывности соединения протяжённых заземлителей.

При устройстве заземлителей в плохо проводящих грунтах (когда невозможно достичь требуемого сопротивления растеканию) прибегают к специальным мерам, в частности, применяют глубинные заземлители, производят укладку вокруг электродов грунта с повышенной проводимостью, осуществляют специальную обработку почвы, а также осуществляют вынос заземляющего устройства в месте с хорошо проводящим грунтом.

В качестве заземляющих проводников, предназначенных для соединения заземляемых частей с заземлителями, применяют, как правило, полосовую сталь и сталь круглого сечения. Во всех случаях сечение заземляющих проводников в электроустановках выше 1000 В с эффективно заземлённой нейтралью определяется их термической стойкостью при прохождении по ним токов однофазного замыкания на землю. В сетях до и выше 1000 В с изолированной нейтралью заземляющие проводники должны иметь проводимость не менее ¹/₃ проводимости фазных проводов.

Прокладка заземляющих проводников производится открыто по конструкциям зданий. Магистрали заземления и ответвления от них должны быть доступны для омсотра.

В наружных электроустановках заземляющие проводники допускается прокладывать в земле.

Присоединение заземляемого оборудования к магистрали заземления осуществляется с помощью отдельных проводников. Последовательное включение заземляемого оборудования не допускается.

Защитному заземлению подлежат металлические нетоковедущие части электрооборудования, которые вследствие неисправности изоляции и других причин могут оказаться под напряжением и к которым возможно прикосновение людей.

Заземляющие и нулевые защитные проводники, а также заземлители, являющиеся принадлежностью 2-х электрических сетей, питающихся от отдельных трансформаторов (один с изолированной нейтралью, другой – с глухозаземлённой), могут быть общими при любых напряжениях установок. При этом системы заземления и зануления работают независимо друг от друга, хотя аварийные токи их протекают по одним и тем же защитным проводникам и общему заземлителю.

Во избежание выноса потенциала не допускается питание электроприёмников, находящихся за пределами контура заземления электроустановок напряжением выше 1000 В сети с эффективно заземлённой нейтралью, от обмоток до 1000 В с заземлённой нейтралью трансформаторов, находящихся в пределах контура заземляющего устройства.

Заземление служит для превращения замыкания на корпус в замыкание на землю с целью снижения напряжения на корпусе относительно земли до безопасной величины.

Поэтому основным назначением защитного заземления является:

- устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу или другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки оказавшимся под напряжением за счёт снижения до безопасных значений напряжения прикосновения обусловленного замыканием на корпус.

Защитное заземление применяют в 3^хх фазных сетях до 1 кВ с изолированной нейтралью и в сетях выше 1 кВ с любым режимом нейтрали. Принципиальная схема защитного заземления представлена на рис. 4.3.

Рис. 4.3. Принципиальные схемы защитного заземления (а) в сети с изолированной нейтралью и (б) в сети с заземленной нейтралью. 1 – корпуса защитного оборудования; 2 – заземлитель защитного заземления; 3 – заземлитель рабочего заземления нейтрали источника тока; Rз и Ro – сопротивления защитного и рабочего заземлений.

Принцип действия защитного заземления основан на снижении напряжения между корпусом, оказавшимся под напряжением, и землёй до безопасной величины.

Поясним это на примере сети до 1 кВ с изолированной нейтралью.

Если корпус электрооборудования не заземлен и он оказался в контакте с фазой, то прикосновение к такому корпусу человека равносильно прикосновению к фазному проводу. В этом случае ток, проходящий через человека, можно определить по формуле:

При малом сопротивлении обуви, пола и изоляции проводов относительно земли этот ток может достигать опасных значений.

Если же корпус заземлён, то ток, проходящий через человека при R_об= R_n=0, можно определить из следующего выражения:

(4.1)

Это выражение получено следующим путем:

с заземленного корпуса (рис. 4.4) ток стекает в землю через заземлитель (I_з) и через человека (I_h). Общий ток определяется выражением:

Рис. 4.4. К вопросу о принципе действия защитного заземления в сети с изолированной нейтралью.

Из схемы на рис. 4.4 можно определить:

I_h×R_h=I_з R_з = I_общ×R_общ., откуда ток через тело человека будет:

выполнив простейшие преобразования получим выражение (4.1).

При малом R_з по сравнению с R_h и R_из это выражение упрощается:

(4.2)

При R_з= 4 Ом, R_h=1000 Ом, R_из=4500 Ом, ток через тело человека будет:

Такой ток безопасен для человека.

Напряжение прикосновения в этом случае будет также незначительно:

U_пр=I_h×R_h=0,001×1000=1,0 В

Чем меньше R_з – тем лучше используются зашитные свойства защитного заземления.

Защитное зануление

Занулением называется преднамеренное электрическое соединение металлических нетоковедущих частей электроустановки с глухозаземлённой нейтралью обмотки источника тока в 3-х фазных сетях с глухозаземлённой нейтралью, которые могут оказаться под напряжением в результате пробоя изоляции фазного провода на корпус.

Проводник, обеспечивающий указанные соединения зануляемых частей с глухозаземлённой нейтралью источника называется нулевым защитным проводником.

Нулевой защитный проводник отличается от нулевого рабочего проводника, который также соединён с глухозаземлённой нейтральной точкой источника. Он предназначен для питания рабочим током электроприёмника.

Нулевой рабочий проводник, как правило, имеет изоляцию, равноценную изоляции фазных проводников, а сечение его рассчитывается на длительное прохождение рабочего тока.

Защитное зануление применяют в 3^х фазных сетях до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью.

Принципиальная схема зануления представлена на рис. 4.5.

Рис.4.5. Принципиальная схема защитного зануления в сети с глухозаземлённой нейтралью.   1 – корпус потребителя электроэнергии; Rо – сопротивление заземления нейтрали источника тока; Rт – сопротивление повторного заземления нулевого защитного проводника; ВА – автоматический выключатель с защитой.

Основное назначение защитного зануления – устранение опасности поражения электрическим током в случае прикосновения к корпусу и другим нетоковедущим металлическим частям электроустановки, оказавшейся под напряжением вследствие замыкания на корпус за счёт быстрого отключения электроустановки от сети действием защиты.

Однако, поскольку корпус оказывается заземленным через нулевой защитный проводник, в аварийный период (с момента возникновения замыкания на корпус до отключения электроустановки от сети защитой) будет проявляться защитное свойство заземления.

Принцип действия защитного зануления основан на превращении замыкания на корпус в однофазное к.з. с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым отключить поврежденную электроустановку от сети.

Нулевой защитный проводник в схеме защитного заземления предназначен для создания тока однофазного к.з. цепи с малым сопротивлением, чтобы этот ток был достаточным для быстрого срабатывания защиты (т.е. быстрого отключения поврежденной электроустановки от питающей сети).

Учитывая, что занулённые корпуса заземлены через нулевой защитный проводник, в аварийный период проявляются защитные свойства этого заземления - снижается напряжение на корпусе относительно земли.

Таким образом, зануление осуществляет два защитных действия: быстрое автоматическое отключение повреждённой электроустановки от питающей сети и снижение напряжения занулённых металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжением, относительно земли.

Рассмотрим на рис. 4.6 схему без нулевого защитного провода, роль которого выполняет земля (т.е. схема защитного заземления в сети с глухозаземленной нейтралью).

Рис. 4.6. К вопросу о необходимости нулевого защитного проводника в 3-х фазной сети до 1 кВ с заземлённой нейтралью.

При замыкании фазы на корпус в цепи, образовавшейся через землю будет проходить ток:

(4.3)

благодаря которому на корпусе относительно земли возникает напряжение:

(4.4)

Сопротивление обмотки трансформатора источника питания и проводов сети малы по сравнению с R₀ и R_з и их в расчёт можно не принимать.

Ток I_з может оказаться недостаточным, чтобы вызвать срабатывание защиты и электроустановка может не отключиться.

Например, при U_ф=220 В и R₀ = R_з=4 Ом, ток, проходящий через землю, будет равен:

,

а напряжение корпуса относительно земли:

Если ток срабатывания защиты больше 27,5А, то отключения не произойдет и корпус будет находиться под напряжением 110В до тех пор, пока установку не отключат вручную.

Безусловно, при этом возникает угроза поражения людей электрическим током в случае прикосновения к повреждённому оборудованию. Ток через тело человека в этом случае будет равен:

Чтобы устранить эту опасность необходимо обеспечить автоматическое отключение электроустановки, т.е. увеличить ток до величины I_з>I_c.з., что достигается уменьшением сопротивления цепи за счёт введения в схему защитного нулевого провода с малым сопротивлением.

Согласно ПУЭ нулевой защитный проводник должен иметь проводимость не меньше половины проводимости фазного провода. В этом случае ток однофазного к.з. будет достаточным для быстрого отключения поврежденной электроустановки.

Таким образом, в 3^х фазной сети до 1 кВ с заземленной нейтралью без нулевого защитного проводника невозможно обеспечить безопасность при замыкании на корпус, поэтому такую сеть применять запрещается.

Заземление нейтрали предназначено для снижения до безопасного значения напряжения относительно земли нулевого защитного проводника (и всех присоединенных к нему корпусов электрооборудования) при случайном замыкании фазы на землю.

В 4^х проводной сети с изолированной нейтралью при случайном замыкании фазы на землю между нулевым защитным проводом и землёй (рис. 4.7), а следовательно, между каждым зануленным корпусом и землей, возникает напряжение U_к, близкое к значению U_ф. Например, при U_ф=220В, U_к»220В. Что является весьма опасным.

Рис. 4.7. Замыкание фазы на землю в 3-х фазной четырёхпроводной сети до1 кВ с изолированной нейтралью.

В сети с заземленной нейтралью (рис. 4.8) при таком повреждении будет обеспечиваться безопасность, так как при замыкании фазы на землю фазное напряжение U_ф разделится пропорционально сопротивлениям R_зм (сопротивления замыкания фазы на землю) и R_о (сопротивление заземления нейтрали), благодаря чему напряжение между зануленным оборудованием и землей U_к снизится и будет равно:

(4.5)

Рис. 4.8. Замыкание фазы на землю в 3-х фазной четырёхпроводной сети до 1 кВ с заземлённой нейтралью.

Как правило, сопротивление, которое оказывает грунт току замыкания фазы на землю R_зм, во много раз больше сопротивления заземления нейтрали R₀. Поэтому U_к оказывается незначительным.

Например, при U_ф=220В, R₀ =4 Ом, R_зм=100 Ом

При таком напряжении прикосновение к корпусу неопасно.

Очевидно 3^х фазная четырехпроводная сеть с изолированной нетралью имеет опасность поражения электрическим током и применяться не должна.

Для уменьшения опасности поражения людей электрическим током в случаях обрыва нулевого защитного проводника и замыкания фазного проводника на корпус применяют повторное заземление нулевого защитного проводника.

При случайном обрыве нулевого защитного провода и замыкании фазы на корпус (за местом обрыва) отсутствие повторного заземления приведёт к тому, что напряжение относительно земли оборванного участка нулевого защитного провода и всех присоединенных к нему корпусов окажется равным фазному напряжению сети (U_ф) (рис. 4.9, а).

Рис. 4.9. Замыкание фазы на корпус при обрыве нулевого защитного проводника: а) в сети без повторного заземления нулевого защитного проводника; б) в сети с повторным заземлением нулевого защитного проводника.

Это напряжение опасное для человека будет существовать длительно, поскольку поврежденная электроустановка не будет отключаться от защиты, а обрыв нулевого проводника трудно обнаружить, чтобы отключить вручную.

Если же нулевой защитный проводник будет иметь повторное заземление, то при его обрыве сохранится цепь тока I_з через землю (рис. 4.9, б), а напряжение прикосновения на корпусе относительно земли за местом обрыва снизится до назначения:

(4.6)

Корпуса электрооборудования, присоединенные к нулевому защитному проводнику до места обрыва также окажутся под напряжением относительно земли:

Сумма U_к и U₀ равны фазному напряжению:

U_к + U₀= U_ф

Если R_о= R_n, то корпуса, присоединенные к нулевому защитному проводу, как до, так и после обрыва, будут иметь одинаковый потенциал:

U_к = U₀= 0,5U_ф

Этот случай является наименее опасным, так как при других соотношениях R₀ и R_n часть корпусов будет находиться под напряжением большим 0,5U_ф, а другая часть корпусов под напряжением меньшим 0,5U_ф.

Поэтому повторное заземление значительно уменьшает опасность поражения электрическим током, возникающую при обрыве нулевого защитного проводника, но не может обеспечить условий безопасности, которые существовали до обрыва.

В сети, где применяется защитное зануление, запрещается заземлять корпус электроприемника, не присоединив его к нулевому защитному проводу.

Объясняется это тем, что в случае замыкания фазы на заземленный, но не присоединенный к нулевому защитному проводнику корпус электрооборудования (рис. 4.14), образуется цепь тока I_з через сопротивление заземления этого корпуса R_з и сопротивление нейтрали источника тока R₀.

Рис. 4.10. Схема, поясняющая недопустимость заземления и зануления разных корпусов электрооборудования в одной сети.

В результате между этим корпусом и землей возникает напряжение:

U_к = I_з×R_з

Одновременно возникает напряжение между нулевым защитным проводником и землей (между всеми корпусами присоединенными к нулевому защитному проводнику и землей):

U₀= I_з×R₀

При R_з= R_о, U_к и U₀ будут одинаковыми и равными половине фазного напряжения.

Например, в сети с U_ф=220В напряжение между каждым корпусом и землёй будет равно 110В.

Указанные напряжения могут существовать длительно, пока электроустановка не будет отключена от сети вручную, т.к. защита из‑за малого значения тока I_з может не сработать.

Следует отметить, что одновременное заземление и зануление одного и того же корпуса наоборот улучшает условия безопасности, т.к. создаёт дополнительное заземление нулевого проводника.

При замыканиях на корпус зануление создает цепь однофазного короткого замыкания. В результате срабатывает максимально-токовая защита (МТЗ) и аварийный участок цепи отключается от сети. Кроме того, до срабатывания ток к.з. вызывает перераспределение напряжений в сети и, как следствие, снижение напряжения аварийного корпуса относительно цепи (снижается напряжение прикосновения). Быстродействием МТЗ определяется время воздействия поражающего фактора опасности. (Чем меньше время срабатывания защиты, тем меньше опасность поражения человека при прикосновении к зануленному аварийному корпусу).

При замыкании на зануленный корпус в цепи одного из фазных проводов возникает ток короткого замыкания (I_к). Этот ток определяется фазным напряжением источника питания (U), сопротивлением цепи фазного (Z_ф) и нулеваго (Z_н) проводов:

Сопротивление цепи «фаза-нуль» Z_ф+Z_н выражается комплексными величинами. Это объясняется тем, что при протекании больших токов при надлежащем выполнении зануления I_к должен превышать I_ср и тем самым обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты и, следовательно, безопасность людей имеющих контакт с зануленным электрооборудованием.

Зануление как и защитное заземление, необходимо выполнять в следующих случаях:

- в помещениях с повышенной опасностью и особо опасных в отношении поражения электрическим током, а также вне помещений при напряжении электроустановок выше 42 В переменного и 110 В постоянного тока;

- в помещениях без повышенной опасности при напряжении электроустановок 380 В и выше переменного и 440 В и выше постоянного тока;

- во взрывоопасных зонах независимо от напряжения электроустановок (в том числе до 42 В переменного и до 110 В постоянного тока).

Зануление корпусов переносных электроприёмников осуществляется специальной жилой, находящейся в одной оболочке с фазными жилами питающего кабеля и соединяющей корпус электроприёмника с нулевым защитным проводником питающей линии.

Присоединять корпуса переносных электроприёмников к нулевому рабочему проводу линии недопустимо, так как в случае его обрыва все корпуса, присоединённые окажутся под фазным напряжением относительно земли.

Рис. 4.11. Зануление переносного однофазного электроприёмника, включенного между фазами и нулевым рабочим проводами. а – правильно; б - неправильно

Если нулевой рабочий провод линии является одновременно нулевым защитным, то присоединение к нему корпусов электрооборудования должно выполняться отдельным проводником. Запрещается использовать для жтой цели нулевой рабочий проводник, идущий в электроприёмник, т.к. при случайном его обрыве корпус окажется под фазным напряжением.

Рис. 4.12. Зануление переносного однофазного электроприёмника, включенного между фазами проводом и нулевым рабочим, являющимся одновременно нулевым защитным проводником: а – правильно; б - неправильно

ПУЭ нормируют максимальные значения сопротивлений заземляющих устройств:

- в электроустановках напряжением выше 1 кВ в сетях с эффективно заземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства в любое время года должно быть не более 0,5 Ом.

- в электроустановках напряжением выше 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью должно быть R£ 250/I, Ом, но не более 10 Ом, где I –расчетный ток замыкания на землю, А.

- в электроустановках напряжением до 1 кВ в сетях с глухозаземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства, к которым присоединены нейтрали генератора или трансформатора в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линейных напряжениях 660, 380 и 220 В источника 3-х фазного тока или 380, 220 и 127 В источника однофазного тока.

- В электроустановках напряжением до 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью сопротивление заземляющего устройства используемого для защитного заземления открытых проводящих частей в системе IT должно быть

R £ U_пр /I, Ом

Автоматическое отключение питания

Для обеспечения автоматического отключения электроустановки (защитного отключения) при возникновении в ней опасности поражения электрическим током применяют быстродействующие защиты.

Защитное отключение обеспечивает безопасность путем ограничения времени протекания через человека опасного тока. Защита осуществляется устройством защитного отключения (УЗО), которое постоянно контролирует условия поражения и осуществляет отключения сети (или участка сети) при возникновении опасности поражения человека электрическим током.

Функционально УЗО является быстродействующим защитным выключателем(выключателем дифференциальным), реагирующим на дифференциальный ток в проводниках, подводящих электроэнергию к защищаемому оборудованию.

Принцип действия УЗО основан на применении электромагнитного векторного (по величине и фазе) сумматора токов, который фактически является дифференциальным трансформатором тока.

Устройство и принцип действия однофазного УЗО представлен на рис. 4-13.

Рис. 4-13. Устройство и принцип работы УЗО

Питающие нагрузку силовые проводники, проходящие сквозь окно магнитопровода сумматора (1), образуют встречно включённые первичные обмотки дифференциального трансформатора тока.

В нормальном режиме, при отсутствии дифференциального тока (тока утечки), в силовых проводниках протекает рабочий ток нагрузки. Если обозначить ток, протекающий по направлению к нагрузке I₁, а от нагрузки I₂, то I₁=I₂. Равные токи во встречно включённых первичных обмотках дифференциального трансформатора тока наводят в магнитном сердечнике равные по величине, но встречно направленные магнитные потоки Ф₁ и Ф₂. При этом результирующий магнитный поток равен нулю и пороговый элемент (2) УЗО находится в состоянии покоя.

В аварийном режиме (при пробое изоляции на корпус электроприёмника) при прикосновении человека к открытым токопроводящим частям или к корпусу по фазному проводнику через УЗО, кроме тока нагрузки I₁, будет протекать дополнительный ток – ток утечки I_D.

Неравенство токов в первичных обмотках (I₁+I_D) в фазном проводнике и тока I₂ в нулевом проводнике вызовет появления небаланса магнитных потоков и появления во вторичной обмотке трансформированного дифференциального тока. При превышении этого тока значения уставки порогового элемента (2), последний сработает, подействует на исполнительный механизм (3) и УЗО разомкнёт силовые контакты. В результате, защищаемая УЗО электроустановка, обесточивается.

Для периодического контроля работоспособности (исправности) УЗО предусматривается цепь тестирования кнопкой Т.

Схемы одно и 3-х фазного УЗО, а также их условные обозначения приведены на рис. 4-14.

Рис. 4-14. Схемы одно и трёхфазного УЗО, а также их условные обозначения

При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны присоединяться к глухозаземленной нейтрали источника (зануляться) в сетях с глухозаземленной нейтралью (если применена система TN), и заземляться в сетях с изолированной нейтралью (в системах IT), а также в сетях с глухозаземленной нейтралью (в системах ТТ), где проводящие части электроустановок заземлены при помощи заземления, электрически не связанного с заземлителем нейтрали.

В электроустановках, в которых в качестве защитной меры применяется автоматическое отключение питания, должно быть выполнено уравнивание потенциалов.

Время автоматического отключения питания нормируется ПУЭ. В таблице 4.1. приведено наибольшее допустимое время защитного автоматического отключения.

Таблица 4.1.