Устройство защитного отключения (УЗО)

Устройство защитного отключения (УЗО) предназначено 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).

Рисунок 366 Структура устройства защитного отключения УЗО

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

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.

6. Технико– экономическое 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

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

ЛИТЕРАТУРА

А) основная

1. Лекомцев, П.Л. Дипломное проектирование / Лекомцев П.Л. – Ижевск: ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА. – 2010. – 18 с.

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

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

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

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

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

7. Шичков, Л.П. Электрический привод. / Шичков, Л.П // Учебник,–М.: КолосС, 2006. – 279 с.: ил.

Б) дополнительная

1. Коломиец, А.П., Устройство, ремонт и обслуживание электрооборудования в сельскохозяйственном производстве. / Коломиец А.П., Ерошенко Г.П., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р., Юран С.И. и др.//Учебник. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 368 с.

2. Коломиец, А.П., Электробезопасность на предприятиях./ Коломиец А.П., Потапов В.А., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р // Учебное пособие для студентов ВУЗов – Ижевск: РИО «Шеп», 2003, 148с.

3. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок (с изм. и доп.). – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. - 192с.

4. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. – 208 с.

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. - 176с.

6. Правила устройств электроустановок (ПУЭ), издание седьмое, раздел 6, раздел 7 (главы 7.1; 7.2). – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002, - 80с.

7. Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства / Учебное пособие. – М.: Информагротех, 1999. – 536 с.

Приложения

Приложение А

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: