СТЕНД ИССЛЕДОВАНИЯ УСТРОЙСТВ ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ

Полезная модель относится к электротехнике и безопасности жизнедеятельности, и предназначена для использования в учебном процессе по исследованию устройств защитного отключения (УЗО), реагирующих на ток нулевой последовательности, обеспечивающих безопасность человека в случае прикосновения к заземленному (запуленному) корпусу при замыкании на него фазы или к токоведущей части, находящейся под напряжением.
Из уровня техники известен стенд для проведения лабораторных работ по электробезопасности (№92004841, вид A, G09B23/18, 1995). Однако, проверить УЗО на стенде не предоставляется возможным. Известно также устройство защитного отключения (№97103038, H02h3/16, 1999).
Наиболее близким аналогом является стенд для проверки устройств защитного отключения, содержащий разделительный трансформатор, устройство для регулировки тока, показывающий прибор-измеритель и проверяемое устройство (УЗО) (патент ПМ РФ №42305, 2005, G01d 21/00; Н01h 73/00, 2005, прототип).
Однако недостатком известного устройства является то, что измеряя отдельные параметры на стенде для проверки устройств защитного отключения, его нельзя использовать в качестве учебно-демонстрационных моделей для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.
Целью полезной модели является возможность наглядной демонстрации (визуализации) и моделирование условий работы, приближенных к реальным, и исследование при этих условиях обучаемости, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.
Технический результат достигается за счет того,, что стенд исследования устройств защитного отключения, содержащий разделительный трансформатор, устройство для регулировки тока, показывающий прибор-измеритель и проверяемое устройство (УЗО), кроме того содержит автоматический выключатель, который является одновременно элементом защиты, обеспечивающим безопасную работу обучаемых, разделительный трансформатор, предназначенный для развязки сети с элементами стенда, что позволяет обезопасить работающих со стендом при случайном одновременном прикосновении к клеммам; показывающего прибора-измерителя и заземленному оборудованию, а устройство для регулировки тока выполнено в виде универсального источника тока с переключателями, один из которых подключает соответствующее УЗО для исследования, другой переводит УЗО в один из режимов - тестирования или рабочий, что позволяет обучаемому понять принцип работы УЗО, а также определять эффективность работы существующих технических средств защиты от поражения человека электрическим током, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.
Сущность полезной модели поясняется чертежом на фиг.1 - стенд исследования устройств защитного отключения; фиг.2 - устройство защитного отключения (УЗО).
Стенд на фиг.1 включает в себя следующие узлы:: автоматический выключатель 1 (В1), разделительный трансформатор 2 (Тр), исследуемые УЗО 3 и универсальный источник тока 4. Включение стенда осуществляется автоматическим выключателем 1 (В1), который является одновременно элементом защиты. Разделительный трансформатор 2 предназначен для «развязки» сети с элементами стенда, что позволяет обезопасить работающих со стендом при случайном одновременном прикосновении к клеммам А и заземленному оборудованию. Исследуемые УЗО 3, встроенные в стенд, имеют значения уставки срабатывания по току утечки соответственно 10 мА, 30 мА или 300 мА. Универсальный источник тока 4 выполнен на резисторах R1-R6 и переключателях В2 и В3. Резисторы R1-1, R1-2 и R2 выведены на. переднюю панель в качестве регуляторов тока. Переключатель - В2 подключает соответствующее УЗО для исследования. Переключатель В3 переводит УЗО в один из режимов - тестирования, т.е. контроль исправности или рабочий. Контроль включенного положения стенда осуществляется по загоранию лампочки, расположенной над автоматическим выключателем В1. Для работы со стендом необходим миллиамперметр типа Э536, который при помощи специальных проводов подключается к клеммам А стенда.
Порядок работы следующий. Подключаем стенд с помощью сетевого шнура к сети Переменного тока 220 В, 50 Гц. Затем подключаем к клеммам А миллиамперметр Э536. Устанавливаем ручки потенциометров Rl-1, R1-2 и R2, расположенных на передней панели стенда, в крайнее левое положение. Включаем сетевой автомат В1, о включенном состоянии устройства сигнализирует соответствующая неоновая лампа, что предоставляет возможность обучаемому наблюдать моделирование сетей трехфазного тока. Включаем УЗО (фиг.2) и устанавливаем переключатель В3 в положение
«Тест». Затем, надо установить переключатель В2 последовательно в положение 10 мА, 30 мА или 300 мА и нажатием на кнопку «Тест» на соответствующем УЗО произвести их тестирование. Затем установить переключатель ВЗ в положение «Работа» и снова повторить включение УЗО. Переключатель В2 установить последовательно в положение 10 мА, 30 мА или 300 мА и вращением регулятора тока добиться срабатывания УЗО. По амперметру зафиксировать значения токов, при которых происходит срабатывание УЗО и занести эти значения в таблицу. Эти операции позволяют обучаемому понять принцип работы УЗО, а также определять эффективность работы существующих технических средств защиты от поражения человека электрическим током.
А
В
С
ЭС
0
ЭС
0
m
Принцип действия УЗО - быстрое отключение участка сети или потребителя энергии, если ток нулевой последовательности превышает некоторое значение, при котором напряжение прикосновения к «пробитому» корпусу или токоведущей части, находящейся под напряжением, имеет наибольшее длительно допустимое значение. Датчиком тока нулевой последовательности служит, как правило, трансформатор тока нулевой последовательности [ТТНП] охватывающий магнитопроводом все провода сети, которые в этом случае играют роль первичных одновитковых обмоток трансформатора. В результате магнитные потоки, создаваемые в магнитопроводе трансформатора токами первичных обмоток, складываются в суммарный поток, под воздействием которого во вторичной обмотке трансформатора тока возникает ток, воздействующий в свою очередь на электронную схему УЗО. Конструктивно УЗО совмещается в едином корпусе с автоматическим выключателем, поэтому при срабатывании УЗО происходит отключение автоматического выключателя посредством катушки отключения, расположенной в автоматическом выключателе. Если на защищаемом участке сети проводимости фаз относительно земли одинаковы, то сумма токов, проходящих по фазным проводам сети, а следовательно и ток через электронную схему УЗО, равны нулю, т.е. I+I+I=0. Отсюда I=0. Если на защищаемом участке возникает асимметрия проводимости фаз относительно земли, в результате, например, замыкания фазы на землю, прикосновения человека к фазе и т.п., то равенство суммы токов, проходящих по фазным проводам сети, нарушается, т.к. возникает ток нулевой последовательности ЗI и через электронную схему УЗО потечет ток I, пропорциональный значению тока нулевой последовательности ЗI,  где k - коэффициент трансформации ТТНП. Этот ток, достигнув значения тока срабатывания электрической схемы УЗО, например, 10 мА, 30 мА или 300 мА, или превысив его, вызовет отключение защищаемого участка сети от источника питания.
Преимущество предлагаемого стенда исследования устройств защитного отключения состоит в том, что благодаря ему появляется возможность наглядной демонстрации (визуализации) и моделирование условий работы, приближенные к реальным, и исследовать при этих условиях обучаемость, обеспечивая учебно-демонстрационную модель для эффективного проведения лабораторных работ по электробезопасности.
Автоматический выключатель, который является одновременно элементом защиты, обеспечивает безопасную работу обучаемых.
Разделительный трансформатор, предназначенный для развязки сети с элементами стенда, позволяет обезопасить работающих со стендом при случайном одновременном прикосновении к клеммам показывающего прибора-измерителя и заземленному оборудованию.
Встроенные в стенд устройства защитного отключения со значениями уставки срабатывания по току утечки соответственно 10 мА, 30 мА и 300 мА исследуются универсальным источником тока и высокочувствительным показывающим прибором-измерителем.