Средства защиты, независимые от электрической сети

В случае неисправности не требуется отключать прибор; эти средства защиты работают без использования защитного провода. К средствам защиты, независмым от электрической сети, относятся защитная изоляция, безопасное низкое напряжение и защитное разделение.

Защитная изоляция (рис. 4). Все части, которые в случае неисправности могут оказаться под напряжением относительно земли, помимо основной изоляции дополнительно закрываются сверху изоляционным кожухом или отделяются от токопроводящей части прибора посредством изоляционных прокладок.

Рис. 4. Защитная изоляция

Безопасное низкое напряжение (рис. 5). Безопасные низкие напряжения – это переменные напряжения до 50 В. Они должны генерироваться посредством трансформаторов или вращающихся преобразователей, при этом со стороны выхода низкого напряжения не должно быть никаких токопроводящих соединений с сетью питания.

Рис. 5. Безопасное низкое напряжение

* PEN = защитное заземление (PE) + ноль (N)

Защитное разделение (рис. 6). Между сетью питания и нагрузкой включается трансформатор, который со стороны выхода не соединен с землей, т.е. в случае неисправности между прибором и землей не будет напряжения. Разделительный трансформатор чаще всего имеет коэффициент трансформации 1: 1, т.е. он не изменяет величину напряжения.

Рис. 5. Защитное разделение

Средства защиты, зависимые от электрической сети

Эти средства защиты работают только с защитным проводом PE (защитное заземление). В качестве защиты применяются устройства защиты от перегрузки по току (предохранители, линейные защитные автоматы) и автоматы защитного отключения тока утечки (защитные выключатели тока утечки), которые в случае неисправности отсекают прибор от электрической сети.

Защита с помощью устройств защиты от перегрузки по току

Этот вид защиты раньше назывался «зануление». Генератор напряжения заземляется напрямую. Токопроводящие части корпуса и прибора соединяются с землей генератора напряжения через защитный провод PE (имеет изоляцию желто-зеленого цвета). В случае неисправности замыкание на массу приводит к короткому замыканию, которое через заданное время вызывает срабатывание устройств защиты от перегрузки по току (например, предохранителей, линейных защитных автоматов) и отсекает прибор от электрической сети (рис. 1).

Рис. 1. Устройства защиты от перегрузки по току

В переносных приборах, к которым электроэнергия подается через штепсельный разъем, защитный провод PE должен быть соединен с соответствующими защитными контактами штепсельной вилки или розетки (Рис. 2).

Рис. 2. Переносная нагрузка с защитным проводом

Автоматы защитного отключения тока утечки (рис. 3). Их задача состоит в том, чтобы в случае неисправности в течение 0,2 с отключить все провода на входе нагрузки. Все провода (например, L1, N), идущие от электрической сети к защищаемому прибору, проводятся через суммирующий трансформатор тока. Защитный провод PE не проводится через суммирующий трансформатор тока.

Пока нет никакой неисправности, входной ток (I_L) равен выходному току (I_N), т.е. магнитные поля, возникающие в обтекаемых током катушках, взаимно компенсируют свое действие в суммирующем трансформаторе тока.

В случае неисправности по защитному проводу PE течет частичный ток (ток утечки I_F), т.е. токи в суммирующем трансформаторе тока (I_L, I_N) не равны между собой по величине.

Магнитные поля в обтекаемых током катушках уже не компенсируют свое действие. В выходной обмотке суммирующего трансформатора индуцируется напряжение, которое включает реле защелки и отсекает от электрической сети все провода на входах нагрузок. С помощью контрольной кнопки P можно проверить исправность защитного выключателя тока утечки.

ВОПРОСЫ НА ПОВТОРЕНИЕ

1. Какая связь в электрической цепи описывается законом Ома?

2. От каких величин зависит электрическая мощность?

3. От каких величин зависит работа электрического тока?

4. Какие единицы применяются для измерения работы электрического тока?

5. Что понимается под коэффициентом полезного действия?

6. Почему КПД всегда меньше 1?

7. Как ведут себя напряжение и ток в при последовательном соединении?

8. Каково отношение между полным сопротивлением и частичными сопротивлениями при параллельном соединении?

9. Какие действия может производить электрический ток?

10. Какие виды неисправностей могут происходить в электрических установках?