С. Защитное отключение
Защитное отключение выполняется в дополнение или взамен заземления.
Отключение осуществляется автоматами. Защитное отключение рекомендуется в тех случаях, когда безопасность не может быть обеспечена путем устройства заземления или когда его трудно выполнить.
Защитное отключение обеспечивает быстрое- не более 0,2 с автоматическое отключение установки от питающей сети при возникновении в ней опасности поражения током. Такая опасность может возникнуть при замыкании фазы на корпус электрооборудования, при снижении изоляции фаз относительно земли (повреждении изоляции, замыкании фазы на землю); при появлении в сети более высокого напряжения, при случайном прикосновении человека к токоведущим элементам, находящимся под напряжением.
Преимуществами защитного отключения являются: возможность его применения в электрических установках любого напряжения и при любом режиме нейтрали, срабатывание при малых напряжениях на корпусе - 20-40 В и быстрота отключения, равная 0,1 - 0,2 с.
Защитное отключение осуществляется посредством выключателей или контакторов, снабженных специальным отключающим реле. Существует много различных типов защитно-отключающих устройств. Схема одного из них приведена на рис. 76. Выключатель защитного отключения состоит из электромагнитной катушки, сердечник которой в обычном положении удерживает рубильник или специальный автомат включенным в сеть. Электромагнитная катушка одним выводом присоединяется к корпусу защищаемой электроустановки, а другим - к заземлителю. При достижении на корпусе защищаемой электроустановки напряжения свыше 24- 40 В через катушку электромагнита проходит ток, вследствие чего сердечник втягивается внутрь катушки и рубильник под действием пружины выключает ток, снимая напряжение с защищаемой установки.
Применения УЗО в электроустановках жилых, общественных, административных и бытовых зданий можно рассматривать только в случае питания электроприёмников от сети 380/220 с системой заземления TN-S или TN-C-S.
УЗО являются дополнительным средством защиты человека от поражения электрическим током. Кроме того, они осуществляют защиту от возгорания и пожаров, возникающих вследствие возможных повреждений изоляции, неисправностей электропроводки и электрооборудования. При нарушении нулевого уровня изоляции, прямом прикосновении к одной из токоведущих частей или при обрыве защитных проводников УЗО является практически единственным быстродействующим средством защиты человека от поражения электрическим током.
Принцип действия УЗО основан на работе дифференциального трансформатора тока.
Суммарный магнитный поток в сердечнике пропорционален разности токов в проводниках, являющихся первичными обмотками трансформатора тока. Под действием ЭДС в цепи вторичной обмотки протекает ток, пропорциональный разности первичных токов. Этот ток и приводит в действие пусковой механизм.
В нормальном рабочем режиме результирующий магнитный поток равен нулю, ток во вторичной обмотке дифференциального трансформатора также равен нулю.
Функционально УЗО можно определить как быстродействующий защитный выключатель, реагирующий на разницу токов в проводниках, подводящих электроэнергию. Если в двух словах описывать принцип работы устройства, то оно сравнивает ток, ушедший в квартиру, с током, который вернулся из квартиры. Если эти токи оказываются разными, УЗО мгновенно отключает напряжение. Это поможет избежать вреда для человека в случаях повреждения изоляции проводов, при неосторожном обращении с электропроводкой или электроприборами.
Поэтому и родилось такое техническое решение, как ферромагнитный сердечник с тремя обмотками: - “токоподводящей”, “токоотводящей”, “управляющей”.
Ток, соответствующий подаваемому на нагрузку фазному напряжению, и ток, отходящий от нагрузки в нейтральный проводник, наводят в сердечнике магнитные потоки противоположных знаков. Если никаких утечек в нагрузке и защищаемом участке проводки нет, суммарный поток будет нулевым. В противном же случае (касание, повреждение изоляции и пр.) сумма двух потоков становится отличной от нуля. Возникающий в сердечнике поток наводит электродвижущую силу в обмотке управления. К обмотке управления через прецизионное устройство фильтрования всевозможных помех подключено реле. Под воздействием возникающей в обмотке управления ЭДС реле разрывает цепи фазы и нуля.
Существуют две основные категории УЗО:
- 1) Электронные
- 2) Электромеханические
Электромеханические УЗО состоят из следующих основных функциональных блоков.
В качестве датчика тока используется дифференциальный трансформатор тока.
Пороговый элемент выполненный на чувствительном магнитоэлектрическом реле.
Исполнительный механизм.
Цепь тестирования, искусственно создающая дифференциальный ток, для контроля исправности устройства.
В большинстве стран мира получили распространение именно электромеханические УЗО. Данный тип УЗО сработает в случае обнаружения тока утечки при любом уровне напряжения в сети т.к. сетевое напряжение никак не влияет на формирование тока, уровень которого и является определяющим при определении момента срабатывания магнитоэлектрического элемента.
При использовании работоспособного (исправного) электромеханического УЗО гарантируется в 100% случаях срабатывание реле и соответственно отключение подачи энергии потребителю.
В электронных УЗО функции порогового элемента и, частично, исполнительного механизма выполняет электронная схема.
Электронное УЗО строится по той же схеме, что и электромеханическое. Разница заключается в том, что место чувствительного магнитоэлектрического элемента занимает элемент сравнения (компаратор, стабилитрон). Для работоспособности такой схемы понадобится выпрямитель, небольшой фильтр. Т.к. трансформатор тока нулевой последовательности - понижающий (в десятки раз), то также необходима цепочка усиления сигнала, которая кроме полезного сигнала также будет усиливать помеху (или сигнал небаланса присутствующий при нулевом токе утечки). Очевидно, что момент срабатывании реле, в данном типе УЗО, определяется не только током утечки, но и сетевым напряжением.
Забегая вперёд необходимо отметить, что стоимость электронных УЗО ниже электромеханических примерно в 10 раз.
В европейских странах подавляющее большинство УЗО - электромеханические.
Преимущества электромеханических УЗО - их полная независимость от колебаний и даже наличия напряжения в сети. Это особенно важно, поскольку в электрических сетях случается обрыв нулевого провода, в результате чего возрастает опасность поражения электротоком.
Применение электронных УЗО целесообразно, когда необходима подстраховка в целях безопасности, например в особо опасных, влажных помещениях. В некоторых странах в вилках электробытовых приборах уже встроены УЗО, это определено требованиями правил.
Для выбора УЗО с достаточной точностью необходимо учесть два параметра:
- 1) Номинальный ток
- 2) Ток утечки (ток срабатывания).
Номинальный ток - это тот максимальный ток, который будет протекать по вашему фазному проводу. Найти значение тока легко, зная максимальную потребляемую мощность. Необходимо поделить потребляемою мощность для худшего случая(максимальная мощность при минимальном Cos(ц)) на фазное напряжение. Не имеет смысл ставить УЗО на ток больший, чем номинальный ток автомата стоящего перед УЗО. В идеале, с запасом, берем УЗО на номинальный ток равный номинальному току автомата.
Существуют УЗО с номинальными токами 10,16,25,40 (А).
Ток утечки (ток срабатывания) - обычно10мА или 30мА если УЗО ставиться в квартиру/дом для защиты жизни человека, а 100-300мА на предприятие для предотвращения пожаров, при обгорании проводов. (ПУЭ 7-е издание п.п. 1.7.50 требует для дополнительной защиты от прямого прикосновения в электроустановках до 1 кВ применять УЗО с номинальным отключающим дифференциальным током не более 30 мА.).
Кроме УЗО, устанавливаемых на распределительном щитке, можно встретить электророзетки со встроенным УЗО. Эти устройства бывают двух видов: первый устанавливается на место существующей розетки, второй подсоединяется к имеющейся розетке, и затем уже в него включается вилка от электроприбора.
К преимуществам данных устройств можно отнести отсутствие необходимости замены в домах старой застройки электропроводку, а к недостаткам - высокую стоимость (розетки со встроенным УЗО обойдутся примерно в 3 раза дороже, чем УЗО, устанавливаемые на распределительный щит).
УЗО должно быть защищено автоматом (УЗО не предназначено для отключения больших токов.).
Существуют аппараты, совмещающие в себе функции УЗО и автомата.
Такие устройства называются УЗО-Д со встроенной защитой от сверхтоков. У этих УЗО цена традиционно выше, но в некоторых случаях без таких устройств защитного отключения обойтись невозможно.
Для наиболее эффективного применения УЗО предпочтительнее устанавливать устройства по следующей схеме:
- а) УЗО (30 мА на защиту всей квартиры, устанавливается в щитке на лестничной клетке)
- б) УЗО (10 мА) на каждую линию (например, на линии, питающие стиральную машину, «теплые» полы, и т.д., устанавливается в индивидуальный внутриквартирный щиток).
Удобный вариант, поскольку при возникновении какой-либо проблемы с электропроводкой или электроприборами будет отключаться только соответствующая линия, а не вся квартира.
Недостатки данной системы - более высокие затраты и необходимость иметь значительно больше свободного места. Более чем одно УЗО, как правило, удается установить лишь в индивидуальный внутриквартирный щиток, специально спроектированный для этих целей. В обычном щитке на лестничной площадке для этого, как правило, не хватает места.
Для защиты электрооборудования квартиры с применением УЗО необходимо также учесть опасность кратковременного повышения напряжения в случае кроткого замыкания, грозовом разряде на линию электропередачи, и прочих аварийных ситуациях в службе электроснабжения. В результате возможен выход из строя дорогостоящей бытовой техники.
В этом случае очень эффективно применение устройства защиты от перенапряжения совместно с УЗО. В аварийной ситуации при повышении напряжения варистор начинает сбрасывать лишнее напряжение на землю, а УЗО, обнаружив разницу между "вытекающим" и "втекающим" обратно током (разницу, соответствующую току "утечки" на землю), просто отключит сетевое питание, не допустив выхода из строя бытовых электроприборов, и варистора УЗИП. В результате, если использовать разрядник перенапряжения в комплекте с УЗО, то электросеть при повышении напряжения будет просто отключаться.
7. Задача №1
Рассчитать методами удельной мощности и светового потока потребное количество светильников с ЛЛ для общего освещения помещения с электронно-вычислительной техникой и разместить светильники на плане помещения. При этом минимальная освещенность 400 лк., высота рабочей поверхности от пола - 0,8 м; коэффициент отражения света от потолка Рп = 70...50%, стен Pс= 50% и рабочей поверхности Pр=- 30...10%.
1. Определяют высоту, м, подвеса светильника над рабочей поверхностью по формуле:
h = Н - h р- hс.
h = 3,6 - 0,8 - 0,6 = 2,2 м
где Н - высота помещения, м; hр - высота рабочей поверхности от пола;
hc - высота свеса светильника от основного потолка.
2. Вычисляют освещаемую площадь помещения, м2, по формуле:
S = 24 * 6 = 144 м 2
где A и В - длина и ширина помещения, м.
3. Для расчета освещения методом удельной мощности находим табличную удельную мощность Рm и значения величин Кт = 1,5 и Zт = 1,1. Для светильников с УПС35 -4 х 40 вначале определяют условный номер группы = 13. При этом для светильника УПС35 -4 х 40 Рm дана для Е =100 лк, поэтому следует производить ее перерасчет для Еmin по формуле:
Рm = 7,7 + 7,7*0,1 = 8,47
РУ = Рm Emin / E100
РУ = 8,47*400 / 100 = 33,88 Вт/м 2
4. Определяют суммарную мощность, Вт, для освещения заданного помещения по формуле:
Р суммарное = Ру S Kз Z / (Кт Zт)
Р суммарное = 33,88*144*1,5*1,3/ 1,5*1,1 = 5766 Вт
где Кз - коэффициент запаса, устанавливаемый Кз = 1,5; Z - коэффициент неравномерности освещения Z = 1,3
5. Находят потребное количество светильников, шт., по формуле:
Nу = Рсуммарное/ (ni РА)
Nу = 5766/4*40 =36 шт
где РА - мощность лампы в светильнике, Вт; ni - число УПС35 -4 х 40
в светильнике, шт.
6. Для расчета освещения методом светового потока вычисляют индекс помещения по формуле:
i = S / h (A + B)
i = 144/ 2,2* (24+6) = 2,2
7. Находим КПД - коэффициент полезности действия:
8. Находим световой поток заданной (принятой) лампы ФА, лм.:
9. Определяют потребное количество светильников, шт., по формуле:
Nc = 100 Emin S Kз Z / ni ФА K
Nc = 100* 400* 144*1.5*1.3/4*2200*45* 0,9 = 32
где K - коэффициент затенения для помещений с фиксированным положением работающего (конторы, чертежные и др.), равный 0,8...0,9 ; остальные обозначения расшифрованы выше.
10. Разрабатываем рациональную схему равномерного размещения светильников N в помещение.
Расстояние, м, между светильниками и рядами этих светильников определяют по формуле:
Коэффициент зависимости от кривой силы света
L = (0,6…0,8) * 2,2 = 1,32….1,76 м
l k 0.24 * L = 0,24 * (1,32…1,76) = 0,32….0,42 м
При размещении светильников УПС35 -4 х 40 располагают, как правило, рядами - параллельно рядами оборудования или оконным проемам. Поэтому определяют расстояния L и l k .
11. Если по конструктивным особенностям помещения предусматривают разрывы lp , м, между светильниками, то lp 0,5 h. В этом случае размещение светильников лучше вести через суммарную их длину l по формуле:
l = 32* 1,270 = 41 м
где lc - длина светильника, м.
12. Определяем размещения общего количества светильников в помещении, шт., по формулам:
N p = 41/24 = 1,7 2
N .c.p = N c / N p
N .c.p = 32/2 = 16 шт
N общ. = N p* N .c.p
N общ. = 2 * 16 = 32 шт
13. Проверяем фактическую освещенность по формуле:
E = 32* 4*2200*45*0,9/ 100*144*1,5*1,3 = 406 лк. 400 лк.
A -L p.c. - 2 l k / N .c.p - 1
L p.c. = l c * N .c.p
L p.c. = 1,270 * 16 = 20,32
24- 20,32 - 2*0,4 / 16-1 = 0,19 м
B - 2 l k / N .p - 1
6 - 2*0,4/ 2-1 = 5,2 м
Схема размещения светильников типа УСП 35-4х40
Подобрать необходимый вентилятор, тип и мощность электродвигателя и указать основные конструктивные решения.
- 1. Определяем площадь помещения, где необходима механическая вентиляция:
- S = A*B
- S = 9*12 = 108 м 2
- 2. Находим удельную тепловую нагрузку:
q = Q изб / S
q = 10*10 3 /108 = 92,6 Вт/ м 2 400 Вт/м 2
3. Находим расход воздуха для удаления избытка тепла:
L я = 3,6 * Q изб / 1,2*(t y - t п)
L я. т. = 3,6 * 10*10 3 / 1,2* (23-16) = 4286 м 3 /ч
L я. з. = L я. т. * 0,65
L я. з. = 4286 * 0,65 = 2786 м 3 /ч
4. Находим наличием выделяющихся вредных веществ в помещении потребный расход воздуха, м3/ч, определяют по формуле:
L вр = m вр / Cg - C n
L вр = 1,0 * 10 3 / 8,0 - 0 = 125 м 3 /ч
5. Расчет значения Lб, м3/ч, ведут по массе выделяющихся вредных веществ в данном помещении, способных к взрыву определяют по формуле:
L б = m вр /0,1* C нк - C n
L б = 1,0 * 10 3 / 0,1*20*10 3 - 0 = 0,5 м 3 /ч
6. Находим минимальный расход наружного воздуха (Lmin, м*м*м/ч), определяемому по формуле:
L min = 40 * 60 * 1,5 = 3600 м 3 /ч
Выбираем самый большой расход воздуха 4286 м 3 /ч = L n
Если L n > Lmin, то значение L n принимают как окончательное
- 4286 > 3600.
- 7. КТА 1-8 ЭВМ - Lв = 2000 м3/ч; Lх = 9,9 кВт.
КТА 2-5-02 - L в = 5000 м 3 /ч; L х = 24,4 кВт.
n в = L n * K в / L в
n в = 4286 * 1 / 2000 = 2,13 шт
n х = Q изб * K в / L х
n х = 10 * 1 / 9,9 = 1,012 шт
n в = 4286 * 1 / 5000 = 0,86 1 шт
n х = 10 * 1 / 24,4 = 0,41шт
Схема по размещению механической вытяжной вентиляции в помещении
Для чего используют защитное отключение?
Опасность поражения током обусловливается напряжением прикосновения (£ / доя1, В) а затем силой тока, который может пройти через тело человека (/ "А). Как известно.
где /? А - сопротивление тела человека, Ом.
Если напряжение прикосновения в момент касания человека к корпусу или фазы сети превышает допустимое значение, то возникает реальная угроза поражения током и степени защиты в этом случае может стать только разрыв цепи тока, отключение соответствующего участка сети. Для выполнения этой задачи используют защитное отключение.
Защитным отключением называется быстродействующая защита, который обеспечивает автоматическое отключение электроустановки при возникновении опасности поражения человека током.
Заземление и зануление не всегда гарантируют безопасность людей. Защитное отключение значительно быстрее зануление отключает поврежденный участок установки чем более гарантированно обеспечивает защиту людей от поражения электрическим током.
В каких случаях применяют защитное выключение?
Защитное отключение применяют только в электрических установках напряжением до 1000 В качестве самостоятельную защиту или одновременно с заземлением:
в передвижных электроустановках с изолированной нейтралью генератора;
в стационарных установках с изолированной нейтралью для защиты работающих с ручными электроинструментами;
в стационарных электроустановках с глухозаземленной нейтралью на отдельных удаленных от трансформаторов потребителям большой мощности, на которых защита зануление неэффективен;
в условиях повышенной опасности поражения электрическим током. Сфера применения устройств защитного отключения практически не ограничена. Они могут использоваться в сетях любого назначения и с любым режимом нейтрали. Однако наибольшее распространение они получили в пределах до 1000 В, особенно там, где трудно осуществлять эффективное заземление или зануление, когда есть высокая вероятность случайного прикосновения к токоведущим частям (передвижные электроустановки, ручной электроинструмент).
Какие требования предъявляются к защитного отключения и какие функции оно выполняет?
Защитное отключение можно использовать как основной вид защиты или вместе с заземлением и занулением.
К устройству защитного отключения ставят следующие требования: самоконтроль, надежность, высокая чувствительность и малое время выключения.
Защитное отключение отдельно или в совокупности с другими средствами защиты выполняет следующие функции:
защита при замыкании на землю или корпус оборудования;
защиту при появлении опасных токов утечки;
защиту при переходе высшего напряжения на сторону низшего;
автоматический контроль круга защитного заземления и зануления.
Как выполняется защитное отключение?
Защитное отключение выполняется очень чувствительными и быстродействующими защитными возникающими устройствами. Чувствительность и скоротечна действие их значительно превышает автоматические выключатели или другие меры элементы.
В электрических схемах защитных отключающих устройствах используют чувствительные элементы, реагирующие на появление тока в нулевом проводе, напряжения на корпусе поврежденного электрооборудования и др.
Защитные отключающие устройства срабатывают по 0,1-0,05 с, в то время как зануление 0,2 и более секунд. При такой кратковременной длительности прохождения тока через тело человека безопасным будет ток даже величиной 500-600 мА. Учитывая, что сопротивление тела человека 1000 Ом, то ток приведенной величины может протекать по телу человека только в том случае, когда его напряжение будет составлять 500-650 В, а такого напряжения в электрических сетях напряжением 380/220 В с заземленной нейтралью быть не может даже при аварийном режиме в чрезвычайных ситуациях.
Защитное отключение также применяется в тех случаях, когда устройство заземления будет вызывать значительные трудности (скальные грунты) или будет нецелесообразным вследствие подвижного фронта работ.
Поэтому защитные отключающие устройства является надежной защитой людей от поражения электрическим током.
Одной из мер обеспечения безопасности в электроустановках является использование малых напряжений порядка 36,34,12 В и менее: для ламп местного освещения у станков; для переносных ламп (12 В); питания электропаяльников, электродрели и другого электрического инструмента.
Защитник Windows – это встроенный компонент операционной системы, который помогает защитить компьютер от вредоносных программ, таких как вирусы, программы-шпионы и другие, потенциально небезопасные приложения.
По сути Windows Defender это тот же антивирус, только бесплатный, если не учитывать стоимость самой операционной системы. Так зачем же его отключать, если он выполняет такие полезные функции, за него не надо дополнительно платить и отдельно устанавливать?
Дело в том, что защитник Windows выполняет только базовую защиту компьютера. Антивирусы сторонних разработчиков справляются с защитой ПК намного лучше. Можете сами в этом убедиться, посмотрев на каком месте находится Defender по данным исследований лаборатории AV-Test (изображение кликабельно).
С другой стороны, если вы «прилежный» пользователь компьютера и сети Интернет, не заходите на подозрительные сайты, не скачиваете и не используете пиратский софт, используете только проверенные носители информации, то Защитника Windows 10 вам будет вполне достаточно для обеспечения минимальной безопасности.
Но вернемся к основной теме статьи. Как все-таки отключить защитник Windows 10?
В первую очередь следует отметить, что Defender сам автоматически отключается при установке дополнительного антивирусного программного обеспечения, при условии, что система корректно распознает ПО стороннего разработчика.
Далее рассмотрим вариант, который я сознательно не включал в общий список способов деактивации Defender. Дело в том, что он имеет только временное действие. Через некоторое время или после перезагрузки компьютера защитник вновь перейдет в рабочее состояние. Это особенность Windows 10. В Windows 8.1 таким методом можно было полноценно отключить встроенный антивирус.
- Откройте параметры компьютера (Windows + I ).
- Зайдите в раздел «Обновление и безопасность ».
- Выберите пункт «Защитник Windows » в меню слева.
- Отключите параметр «Защита в реальном времени »
Теперь рассмотрим способы, которые полностью отключают Defender.
Отключение Защитника Windows 10 навсегда
Способ 1 – Через реестр
1. Откройте окно «Выполнить » (Windows +R ), введите команду regedit и нажмите «ОК ».
2. Перейдите к следующей ветви реестра:
HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Policies\Microsoft\Windows Defender
3. Кликните правой кнопкой мыши на пустом месте слева и создайте параметр DWORD (32 бита) с именем .
4. Двойным щелчком мыши откройте только что созданный параметр, присвойте ему значение 1 и нажмите «ОК ».
Теперь можете закрыть редактор реестра и проверить действие этого метода через параметры компьютера. Там вы можете убедиться, что все настройки, связанные с Defender стали неактивными. Вы также можете попробовать запустить встроенный антивирус, нажав ссылку в самом низу «Открыть Защитник Windows ».
В результате вы получите сообщение о том, что защитник Windows 10 отключен групповой политикой.
Если вы захотите вновь активировать отключенный защитник Windows 10, то достаточно удалить параметр DisableAntiSpyware или изменить его значение на 0.
Способ 2 – С помощью редактора локальной групповой политики
1. Запустите команду gpedit.msc через окно «Выполнить » (Windows + R ).
2. Перейдите к следующему разделу:
Конфигурация компьютера -> Административные шаблоны -> Компоненты Windows -> Endpoint Protection
В некоторых версиях (сборках) Windows 10 этот раздел может называться Windows Defender или Защитник Windows .
3. В этом разделе слева найдите пункт «» и откройте его.
4. Активируйте этот параметр, как показано на изображении ниже и нажмите «ОК ».
Закройте редактор групповой политики и можете, как и в первом способе, проверить отключился ли Defender.
Если нужно обратно включить Защитник Windows, выполните все действия, описанные выше, и присвойте параметру значения «Не задано ». При этом для активации встроенного антивируса может потребоваться перезагрузка.
Способ 3 – Программа NoDefender
Если описанные выше способы не помогли, вы можете попробовать утилиты, специально созданные для отключения Защитника Windows. Одной из таких является NoDefender .
Внимание! Используйте это способ только в крайнем случае. Программы такого плана официально не поддерживаются разработчиками Windows, и поэтому никто не дает никаких гарантий, что они не повлияют на работоспособность операционной системы.
Перед использованием NoDefender обязательно делайте резервную копию системы. Также стоит отметить, что процесс отключения защитника с помощью этой утилиты является необратимым. По крайней мере, функционал программы не позволяет обратно включить Defender.
2. Распакуйте полученный архив и запустите программу.
3. В первом окне программы нажмите «Next ».
5. Отключите следующие параметры: защита в реальном времени, облачная защита и автоматическая отправка образцов .
7. Затем нажмите «Next » и на последнем шаге «Exit ».
Все. Защитник Windows 10 отключен. Теперь если попробуете активировать Defender, будет выведено сообщение «Приложение отключено и не ведет наблюдение за компьютером ».
Разработчики приложения утверждают, что повторный запуск NoDefender позволяет снова активировать защитник. У меня сделать это не получилось.
Защитное отключение – это система защиты, автоматически отключающая электроустановку при возникновении опасности поражения человека электрическим током (при замыкании на землю, снижении сопротивления изоляции, неисправности заземления или зануления). Защитное отключение применяется тогда, когда трудно выполнить заземление или зануление, а также в дополнение к нему в некоторых случаях.
В зависимости от того, что является входной величиной, на изменение которой реагирует защитное отключение, выделяют схемы защитного отключения: на напряжение корпуса относительно земли; на ток замыкания на землю; на напряжение или ток нулевой последовательности; на напряжение фазы относительно земли; на постоянный и переменный оперативные токи; комбинированные.
Одна из схем защитного отключения на напряжение корпуса относительно земли приведена на рис. 13.2.
Рис. 13.2. Схема защитного отключения на напряжение корпуса относительно земли
Основным элементом схемы является защитное реле РЗ. При замыкании на корпус одной фазы корпус окажется под напряжением выше допустимого, сердечник реле РЗ втягивается и замыкает цепь питания катушки автоматического выключателя АВ, в результате чего электроустановка отключается.
Достоинством схемы является простота. Недостатки: необходимость иметь вспомогательное заземление RВ; неселективность отключения в случае присоединения нескольких корпусов к одному заземлению; непостоянство уставки при изменениях сопротивления RВ. Устройства защитного отключения, реагирующие на ток нулевой последовательности, применяют для любых напряжений как с заземленной, так и с изолированной нейтралью.
Пожары и взрывы
Пожары и взрывы являются самыми распространенными чрезвычайными событиями в современном индустриальном обществе.
Наиболее часто и, как правило, с тяжелыми социальными и экономическими последствиями происходят пожары на пожароопасных и пожаровзрывоопасных объектах.
К объектам на которых наиболее возможны взрывы и пожары, относятся:
Предприятия химической, нефтеперерабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности;
Предприятия, использующие газо- и нефтепродукты в качестве сырья для энергоносителей;
Газо- и нефтепроводы;
Все виды транспорта, перевозящие взрыво- и пожароопасные вещества;
Топливозаправочные станции;
Предприятия пищевой промышленности;
Предприятия, использующие лакокрасочные материалы и др.
ВЗРЫВО И ПОЖАРООПАСНЫМИ веществами и смесями являются;
Взрывчатые вещества и пороха, применяемые в военных и промышленных целях, изготавливаемые на промышленных предприятиях, хранящиеся на складах отдельно и в изделиях и транспортируемые различными видами транспорта;
Смеси газообразных и сжиженных углеводородных продуктов (метана, пропана, бутана, этилена, пропилена и др.), а также сахарной, древесной, мучной и пр. пыли с воздухом;
Пары бензина, керосина, природный газ на различных транспортных средствах, топливозаправочных станциях и др.
Пожары на предприятиях могут возникать также вследствие повреждения электропроводки и машин, находящихся под напряжением, топок и отопительных систем, емкостей с легковоспламеняющимися жидкостями и т. д.
Известны также случаи взрывов и пожаров в жилых помещениях по причине неисправности и нарушения правил эксплуатации газовых плит.
Характеристика горючих веществ
Вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания, называются горючими в отличие от веществ, которые на воздухе не горят и называются негорючими. Промежуточное положение занимают трудно горючие вещества, которые возгораются при действии источника зажигания, но прекращают горение после удаления последнего.
Все горючие вещества делятся на следующие основные группы.
1. ГОРЮЧИЕ ГАЗЫ (ГГ) - вещества, способные образовывать с воздухом воспламеняемые и взрывоопасные смеси при температурах не выше 50° С. К горючим газам относятся индивидуальные вещества: аммиак, ацетилен, бутадиен, бутан, бутилацетат, водород, винилхлорид, изобутан, изобутилен, метан, окись углерода, пропан, пропилен, сероводород, формальдегид, а также пары легковоспламеняющихся и горючих жидкостей.
2. ЛЕГКОВОСПЛАМЕНЯЮЩИЕСЯ ЖИДКОСТИ (ЛВЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки не выше 61° С (в закрытом тигле) или 66° (в открытом). К таким жидкостям относятся индивидуальные вещества: ацетон, бензол, гексан, гептан, диметилфорамид, дифтордихлорметан, изопентан, изопропилбензол, ксилол, метиловый спирт, сероуглерод, стирол, уксусная кислота, хлорбензол, циклогексан, этилацетат, этилбензол, этиловый спирт, а также смеси и технические продукты бензин, дизельное топливо, керосин, уайтспирт, растворители.
3. ГОРЮЧИЕ ЖИДКОСТИ (ГЖ) - вещества, способные самостоятельно гореть после удаления источника зажигания и имеющие температуру вспышки выше 61° (в закрытом тигле) или 66° С (в открытом). К горючим жидкостям относятся следующие индивидуальные вещества: анилин, гексадекан, гексиловый спирт, глицерин, этиленгликоль, а также смеси и технические продукты, например, масла: трансформаторное, вазелиновое, касторовое.
4. ГОРЮЧИЕ ПЫЛИ (ГП) - твердые вещества, находящиеся в мелкодисперсном состоянии. Горючая пыль, находящаяся в воздухе (аэрозоль), способна образовывать с ним взрывчатые смеси. Осевшая на стенах, потолке, поверхностях оборудования пыль (аэрогель) пожароопасна.
Горючие пыли по степени взрыво- и пожароопасности делятся на четыре класса.
1-й класс - наиболее взрывоопасные - аэрозоли, имеющие нижний концентрационный предел воспламенения (взрываемости) (НКПВ) до 15 г/м3 (сера, нафталин, канифоль, пыль мельничная, торфяная, эбонитовая).
2-й класс - взрывоопасные - аэрозоли имеющие величину НКПВ от 15 до 65 г/м3 (алюминиевый порошок, лигнин, пыль мучная, сенная, сланцевая).
3-й класс - наиболее пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ, большую 65 г/м3 и температуру самовоспламенения до 250° С (табачная, элеваторная пыль).
4-й класс - пожароопасные - аэрогели, имеющие величину НКПВ большую 65 г/м3 и температуру самовоспламенения, большую 250° С (древесные опилки, цинковая пыль).
В соответствии с НПБ 105-03 здания и сооружения, в которых размещаются производства, подразделяются на пять категорий.
| Категория помещения | Характеристика веществ и материалов находящихся (обращающихся) в помещении |
| А взрыво- пожароопасная | Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 28° С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные парогазовоздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим в таком количестве, что расчетное избыточное давление взрыва в помещении превышает 5кПа. |
| Б взрыво- пожароопасная | Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки более 28° С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные пыле- или паро-воздушные смеси, при воспламенении которых развивается расчетное избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5 кПа. |
| В1 - В4 пожароопасная | Горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются в наличии или обращаются, не относятся к категориям А или Б |
| Г | Негорючие вещества и материалы в горячем, раскаленном или расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени, горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива |
| Д | Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии |
ПРИМЕРЫ производств, размещенных в помещениях категорий А, Б, В, Г и Д.
Категория А: цехи обработки и применения металлического натрия и калия, нефтеперерабатывающие и химические производства, склады бензина и баллонов для горючих газов, помещения стационарных кислотных и щелочных аккумуляторных установок, водородные станции и др.
Характер развития пожара и последующего за ним взрыва в значительной мере зависит от огнестойкости конструкций - свойства конструкций сохранять несущую и ограждающую способность в условиях пожара. В соответствии со СНиП 2.01.02.85 различают пять степеней огнестойкости зданий и сооружений: I, II, III, IV, V.
Огнестойкость строительных конструкций характеризует следующие параметры:
1) минимальный предел огнестойкости строительной конструкции - время в часах от начала воздействия огня на конструкцию до образования в ней сквозных трещин или достижения температуры 200° С на поверхности, противоположной воздействию огня.
2) максимальный предел распространения огня по строительным конструкциям определяемый визуально размер повреждения в сантиметрах, которым считается обугливание или выгорание материалов, а также оплавление термопластичных материалов за пределами зоны нагрева.
Все строительные материалы по возгораемости делятся на три группы: НЕСГОРАЕМЫЕ, ТРУДНОСГОРАЕМЫЕ и СГОРАЕМЫЕ.
К НЕСГОРАЕМЫМ материалам и конструкциям относятся применяемые в строительстве металлы и неорганические минеральные материалы и изделия из них: песок, глина, гравий, асбест, кирпич, бетон и др.
К ТРУДНОСГОРАЕМЫМ относятся материалы и изделия из них, состоящие из сгораемых и несгораемых компонентов: кирпич саманный, гипсовая сухая штукатурка, фибролит, ленолиум, эбонит и др.
К СГОРАЕМЫМ относятся все материалы органического происхождения: картон, войлок, асфальт, рубероид, толь кровельный и др.
Основные понятия о пожарах и взрывах.
ПОЖАР - это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб.
ГОРЕНИЕ - химическая реакция окисления, сопровождающаяся выделением большого количества тепла и обычно свечением. Для возникновения горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя (обычно кислорода воздуха, а также хлор, фтор, йод, бром, оксиды азота) и источника зажигания. Кроме того необходимо, чтобы горючее вещество было нагрето до определенной температуры и находилось в определенном количественном соотношении с окислителем, а источник зажигания имел бы достаточную энергию.
ВЗРЫВ - чрезвычайно быстрое выделение энергии в ограниченном объеме, связанное с внезапным изменением состояния вещества и сопровождающееся образованием большого количества сжатых газов, способных производить механическую работу.
Взрыв является частным случаем горения. Но с горением в обычном понятии его роднит лишь то, что это окислительная реакция. Для взрыва характерны следующие особенности:
Большая скорость химического превращения;
Большое количество газообразных продуктов;
Мощное дробящее (бризантное) действие;
Сильный звуковой эффект.
Продолжительность взрыва составляет время порядка 10-5...10-6 с. Поэтому его мощность весьма велика, хотя запасы внутренней энергии у взрывчатых веществ и смесей не выше, чем у горючих веществ, сгорающих в обычных для них условиях.
При анализе взрывных явлений рассматривают две разновидности взрыва: взрывное горение и детонация.
К первому относятся взрывы топливовоздушных смесей (смеси углеводородов, паров нефтепродуктов, а также сахарной, древесной, мучной и прочей пыли с воздухом). Характерной особенностью такого взрыва является скорость горения порядка нескольких сотен м/с.
ДЕТОНАЦИЯ - весьма быстрое разложение взрывчатого вещества (газо-воздушной смеси). распространяющееся по нему со скоростью в несколько км/с и характеризующееся особенностями, присущими любому взрыву, указанному выше. Детонация характерна для военных и промышленных взрывчатых веществ, а также для топливно-воздушных смесей, находящихся в замкнутом объеме.
Отличие взрывного горения от детонации состоит в скорости разложения, у последней она на порядок выше.
В заключении следует сравнить три вида разложения: обычное горение, взрывное и детонацию.
Процессы ОБЫЧНОГО ГОРЕНИЯ протекают сравнительно медленно и с переменной скоростью - обычно от долей сантиметра до нескольких метров в секунду. Скорость горения существенно зависит от многих факторов, но, главным образом, от внешнего давления, заметно возрастая с повышением последнего. На открытом воздухе этот процесс протекает сравнительно вяло и не сопровождается сколько-нибудь значительным звуковым эффектом. В ограниченном же объеме процесс протекает значительно энергичнее, характеризуется более или менее быстрым нарастанием давления и способностью газообразных продуктов горения производить работу.
ВЗРЫВНОЕ ГОРЕНИЕ по сравнению с обычным представляет собой качественно иную форму распространения процесса. Отличительными чертами взрывного горения являются: резкий скачок давления в месте взрыва, переменная скорость распространения процесса, измеряемая сотнями метров в секунду и сравнительно мало зависящая от внешних условий. Характер действия взрыва - резкий удар газов по окружающей среде, вызывающей дробление и сильные деформации предметов на относительно небольших расстояниях от места взрыва.
ДЕТОНАЦИЯ представляет собой взрыв, распространяющийся с максимально возможной для данного вещества (смеси) и данных условий, (например, концентрацией смеси) скоростью, превышающей скорость звука в данном веществе и измеряемой тысячами метров в секунду. Детонация не отличается по характеру и сущности явления от взрывного горения, но представляет собой его стационарную форму. Скорость детонации является величиной, постоянной для данного вещества (смеси определенной концентрации). В условиях детонации достигается максимальное разрушительное действие взрыва.
Под защитным отключением понимают быстрое, за время не более 200 мс, автоматическое отсоединение от источника питания всех фаз потребителя или части электропроводки в случае если повреждена изоляция или имеет место иная аварийная ситуация, угрожающая человеку поражением электрическим током.
Защитное автоматическое отключение питания – автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если требуется, нулевого рабочего проводника), выполняемое в целях электробезопасности.
Защитное отключение может быть как единственной и главной мерой защиты, так и дополнительной мерой к сетям заземления и зануления применительно к электроустановкам с рабочим напряжением до 1000 вольт.
Назначение защитного отключения – обеспечение электробезопасности, что достигается за счет ограничения времени воздействия опасного тока на человека.
Защитное отключение – быстродействующая защита, обеспечивающая автоматическое отключение электроустановки при возникновении в ней опасности поражения током. Такая опасность может возникнуть при:
замыкании фазы на корпус электрооборудования;
при снижении сопротивления изоляции фаз относительно земли ниже определенного предела;
появлении в сети более высокого напряжения;
прикосновении человека к токоведущей части, находящейся под напряжением.
В этих случаях в сети происходит изменение некоторых электрических параметров: например, могут измениться напряжение корпуса относительно земли, напряжение фаз относительно земли, напряжение нулевой последовательности и др. Любой из этих параметров, а точнее говоря – изменение его до определенного предела, при котором возникает опасность поражения человека током, может служить импульсом, вызывающим срабатывание защитно-отключающегося устройства, т. е. автоматическое отключение опасного участка сети.
По настоящее время устройства защитного отключения обычно применялись на электроустановках четырех видов:
Передвижные установки с изолированной нейтралью (в таких условиях в принципе возведение полноценного заземляющего устройства проблематично). Защитное отключение применяется тогда либо совместно с заземлением, либо как самостоятельная защитная мера.
Стационарные установки с изолированной нейтралью (где необходима защита электрических машин, с которыми работают люди).
Мобильные и стационарные установки с нейтралью любого типа, когда имеет место высокая степень угрозы поражения электрическим током, или если установка функционирует во взрывоопасных условиях.
Стационарные установки с глухозаземленной нейтралью на некоторых потребителях большой мощности и на удаленных потребителях, где зануления недостаточно для защиты или где оно в качестве защитной меры не вполне эффективно, не дает достаточной кратности тока замыкания фазы на землю.
Для реализации функции защитного отключения применяли специальные устройства защитного отключения. Их схемы могут отличаться, конструкции зависят от особенностей защищаемой электроустановки, от характера нагрузки, от режима заземления нейтрали и т. д.
Прибор защитного отключения – совокупность отдельных элементов, которые реагируют на изменение какого-либо параметра электрической сети и дают сигнал на отключение автоматического выключателя. Устройство защитного отключения в зависимости от параметра, на который оно реагирует, можно отнести к тому или иному типу, в том числе к типам устройств, реагирующих на напряжение корпуса относительно земли, ток замыкания на землю, напряжение фазы относительно земли, напряжение нулевой последовательности, ток нулевой последовательности, оперативный ток и др.
Здесь может быть применено специально установленное реле защиты, которое устроено так же, как и высокочувствительные реле напряжения с размыкающимися контактами, которые включаются в цепь питания магнитного пускателя, скажем, электродвигателя.
Назначение защитного отключения заключается в том, чтобы одним прибором осуществлять совокупность защиты либо некоторые из следующих ее видов:
от однофазных замыканий на землю или на элементы электрооборудования, нормально изолированные от напряжения;
от не полных замыканий, когда снижение изоляции одной из фаз создает опасность поражения человека;
от поражения при прикосновении человека к одной из фаз электрооборудования, если прикосновение произошло в зоне действия защиты прибора.
В качестве примера можно привести простое устройство защитного отключения на базе реле напряжения. Обмотка реле включается между корпусом защищаемого оборудования и заземлителем.
В условиях, когда обмотка реле имеет сопротивление сильно превосходящее таковое у вспомогательного заземлителя, вынесенного за пределы зоны растекания заземления защиты, - обмотка реле К1 окажется под напряжением корпуса относительно земли.
Тогда в момент аварийного пробоя на корпус, напряжение это будет больше напряжения срабатывания реле и реле сработает, замкнув цепь отключения автоматического выключателя Q1 или разомкнув своим срабатыванием цепь питания обмотки магнитного пускателя Q2.
Другой вариант простого устройства защитного отключения для электроустановок - это (реле максимального тока). Его обмотка включается в разрыв провода зануления, благодаря чему контакты аналогичным образом разомкнут цепь питания обмотки магнитного пускателя если замкнут цепь питания обмотки автоматического выключателя. Вместо обмотки реле, кстати, иногда можно использовать обмотку выключателя - расцепителя в качестве реле максимального тока.
Когда устройство защитного отключения вводится в эксплуатацию, его обязательно проверяют: проводятся плановые полные и частичные проверки, чтобы убедиться, что устройство работает надежно, что отключения когда нужно происходят.
Раз в три года проводят полную плановую проверку, зачастую вместе с ремонтом сопряженных цепей электроустановок. В проверку входят также испытания изоляции, проверка уставок защиты, тесты устройств защиты и общий осмотр аппаратуры и всех соединений.
Что касается частичных проверок, то их проводят время от времени в зависимости от частных условий, однако в них входят: проверка изоляции, общий осмотр, тесты защиты в действии. Если защитное устройство работает не вполне корректно, проводят более глубокую проверку по специальному алгоритму.
В наше время наибольшее распространение защитное отключение получило в электроустановках, используемых в сетях напряжением до 1 кВ с заземленной или изолированной нейтралью.
Электроустановки напряжением до 1 кВ жилых, общественных и промышленных зданий и наружных установок должны, как правило, получать питание от источника с глухозаземленной нейтралью . Для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении в таких электроустановках должно быть выполнено автоматическое отключение питания.
При выполнении автоматического отключения питания в электроустановках напряжением до 1 кВ все открытые проводящие части должны быть присоединены к глухозаземленной нейтрали источника питания, если применена система TN, и заземлены, если применены системы IT или ТТ. При этом характеристики защитных аппаратов и параметры защитных проводников должны быть согласованы, чтобы обеспечивалось нормированное время отключения поврежденной цепи защитно-коммутационным аппаратом в соответствии с номинальным фазным напряжением питающей сети.
Защита осуществляется , которое, работая в дежурном режиме, постоянно контролирует условия поражения человека электрическим током.
УЗО применяют в электроустановках до 1 кВ:
в передвижных эл. установках с изолированной нейтралью (особенно если затруднено создание заземляющего устройства. Может применяться как в виде самостоятельной защиты, так и в сочетании с заземлением);
в стационарных электроустановках с изолированной нейтралью для защиты ручных электрических машин в качестве единственной защиты, и в дополнение к другим;
в условиях повышенной опасности поражения электрическим то- ком и взрывоопасности в стационарных и передвижных электроустановках с различными режимами нейтрали;
в стационарных электроустановках с глухозаземленной нейтралью на отдельных удаленных потребителях электрической энергии и потребителя большой номинальной мощности, на которых защита занулением не достаточно эффективна.
Принцип работы УЗО состоит в том, что оно постоянно контролирует входной сигнал и сравнивает его с наперед заданной величиной (уставкой). Если входной сигнал превышает уставку, то устройство срабатывает и отключает защищенную электроустановку от сети. В качестве входных сигналов устройств защитного отключения используют различные параметры электрических сетей, которые несут в себе информацию об условиях поражения человека электрическим током.
