В устройствах защитного отключения в сетях 220 В трансформатор тока, представляющий собой катушку, охватывающий фазные и нулевой провода, которые все вместе и служат первичной обмоткой трансформатора. При нормальной работе электроприемников, сумма токов, протекающих по всем проводам, равна нулю, поэтому и ЭДС во вторичной обмотке трансформатора тока отсутствует. При возникновении тока утечки на землю, например, при прикосновении человека к токоведущим частям установки, через его тело пройдет ток замыкания на землю. Этот ток создаст магнитный поток дебаланса в трансформаторе тока, подключенное ко вторичной обмотке устройство отключения сработает, а его контакты отключат сеть (рис. 12).
Рис. 12.
L3
— фазный проводник; N — нулевой рабочий проводник; 1 — дифференциальный трансформатор; 2 — пусковое реле; 3 — исполнительный механизм, отключающий электропитаниеВ основе действия УЗО как электрозащитного средства лежит принцип ограничения (за счет быстрого отключения) продолжительности протекания тока через тело человека. Из всех электрозащитных средств УЗО является единственным, обеспечивающим защиту человека от поражения электрическим током при прямом прикосновении к одной из токоведущих частей.
Другим, не менее важным свойством УЗО является его способность осуществлять защиту от возгораний и пожаров.
В настоящее время более 30 модификаций УЗО серийно производятся отечественными предприятиями. Номинальный отключающий дифференциальный ток — ток уставки выбирается из следующего ряда: 6, 10, 30, 100, 300, 500 мА. В индивидуальных жилых домах для групповых цепей, питающих штепсельные розетки внутри дома, включая подвалы, встроенные и пристроенные гаражи, а также в групповых сетях, питающих ванные комнаты, душевые и сауны, рекомендуется УЗО с уставкой 30 мА.
Для устанавливаемых снаружи штепсельных розеток также рекомендуется УЗО с уставкой 30 мА. В ПУЭ (7-е изд., п. 7.1.84) рекомендуется для повышения уровня защиты от возгораниях на вводе установка УЗО с током срабатывания до 300 мА. Учитывая фактор новизны в применении УЗО, целесообразно проконсультироваться в местной организации электросети.
К техническим способам электрозащиты также относятся зануление, использование электропотребителей, рассчитанных на питание безопасным напряжением 12–42 В, использование электроинструмента с двойной изоляцией. Зануление пока что еще основная мера защиты от поражения людей током в случае прикосновения к корпусам электрооборудования, оказавшегося под напряжением из-за повреждения изоляции.
Зануление — это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Такое соединение, будучи надежно выполненным, превращает всякое замыкание токоведущих частей на землю или на корпус в однофазное короткое замыкание.
На рис. 12 изображена однофазная сеть с глухозаземленной нейтралью. Корпус электроплитки соединен с нулевым защитным проводом. При нарушении изоляции фазного провода фазное напряжение попадает на корпус электроплитки. А так как корпус электроплитки занулен то мгновенно возникает ток короткого замыкания, который приводит к выходу из строя предохранителя фазного провода, и плитка отключается от сети электропитания. В этом случае человеку, соприкасающемуся с плиткой, опасность поражения током не угрожает (рис. 13,
Рис. 13.
а
— корпус плитки занулен; б — корпус плитки не зануленЧасто встречаются случаи поражения электрическим током при одновременном прикосновении человека к корпусу электроприбора, на котором ввиду неисправности изоляции находится фазовое напряжение, и к естественному заземлителю, которым может оказаться труба водопровода, отопления и т. п. В этом случае ток проходит от корпуса неисправного прибора через тело человека на естественный заземлитель.