Принцип работы УЗО.
Говоря простым языком, в УЗО происходит сравнение тока, уходящего в нагрузку с током, который вернулся из нагрузки, т.е. тока, проходящего по фазному (L) проводнику с током, протекающим по нулевому проводнику (N). Если изоляция электропроводки не повреждена и электроприбор полностью исправен, то эти токи равны. При возникновении в цепи тока утечки (например, человек прикоснулся к оголенному проводу) значение фазного и нулевого тока становиться разным. УЗО зарегистрирует это изменение и сравнит его со значением номинального тока утечки. Если ток утечки в цепи больше номинального - УЗО отключает питание защищаемой цепи, отключая и фазу и ноль. Причем происходит это настолько быстро, что человек пострадать не успевает. То же происходит в случае нарушения изоляции проводки или ее перегрева. Причем УЗО отключит электричество до того, как начнется возгорание.
В общем виде однофазное УЗО можно изобразить в виде прямоугольника с двумя входами и выходами. И подключим к нему, например, стиральную машину.
Рисунок 5.
В схеме на рисунке 5 токи, протекающие через контакты УЗО I1=I2 и дI1-I2=0. Токов утечки не возникает и УЗО не срабатывает. Ток I1 в данном случае входящий, а ток I2 исходящий. Ток дI называется током утечки.
Рисунок 6.
В схеме на рисунке 6 возник ток утечки на землю I3. I2=I1+I3 или дI=I3. Если ток утечки дI приближается к указанным на УЗО параметрам тока утечки, УЗО срабатывает. Например, если указан ток утечки 30мА, УЗО срабатывает при токе утечки 27мА. В роли сопротивления R может быть поврежденная изоляция провода стиральной машины и т.д. Трехфазное УЗО можно представить, как три однофазных, у которых на входе нулевой проводник соединен. В трехфазных УЗО сравниваются суммы токов фаз с нулем.
В нормальном режиме, при отсутствии тока утечки, по проводникам, проходящим через окно магнитопровода дифференциального трансформатора тока (1) на рисунке 7, протекают рабочие токи нагрузки. Эти токи наводят в магнитном сердечнике трансформатора тока равные, но встречно направленные магнитные потоки. Результирующий магнитный поток равен нулю, поэтому ток во вторичной обмотке также равен нулю. Вся система находится в состоянии покоя. При возникновении тока утечки (например, при прикосновении человека к токоведущим частям электроустановки), баланс токов в питающих проводниках и магнитных потоков в сердечнике, нарушается и во вторичной обмотке дифференциального трансформатора тока появляется дифференциальный ток утечки I2. Если этот ток превышает значение уставки электромагнитной защёлки на постоянном магните (2) на рисунке 7 (или реле разностного тока), защелка срабатывает и посредством рычага размыкает механизм расцепления (3) на рисунке 7 и защищаемая цепь отключается от питающей сети.
Рисунок 7.