1. Что такое защита от протечек?
Ответ: Устройство защиты от утечки тока (выключатель защиты от утечки тока) — это электрозащитное устройство. Устройство защиты от утечки тока устанавливается в низковольтной цепи. При возникновении утечки тока и поражения электрическим током, а также при достижении значения рабочего тока, ограниченного устройством защиты, оно немедленно срабатывает и автоматически отключает питание в течение ограниченного времени для защиты.
2. Какова структура устройства защиты от протечек?
Ответ: Устройство защиты от утечки тока состоит в основном из трех частей: элемента обнаружения, промежуточного усиливающего звена и исполнительного механизма. ① Элемент обнаружения. Он состоит из трансформаторов нулевой последовательности, которые обнаруживают ток утечки и посылают сигналы. ② Усилительное звено. Усиливает слабый сигнал утечки и формирует электромагнитный и электронный защитный элемент в зависимости от используемых устройств (усиливающая часть может использовать механические или электронные устройства). ③ Исполнительный механизм. После получения сигнала главный выключатель переключается из замкнутого положения в разомкнутое, тем самым отключая питание, и является компонентом, отключающим защищаемую цепь от сети.
3. Каков принцип работы устройства защиты от протечек?
отвечать:
① При протечке электрооборудования наблюдаются два нештатных явления:
Во-первых, нарушается равновесие трехфазного тока, и возникает ток нулевой последовательности;
Во-вторых, в незаряженном металлическом корпусе при нормальных условиях присутствует напряжение относительно земли (при нормальных условиях металлический корпус и земля находятся под нулевым потенциалом).
②Функция трансформатора тока нулевой последовательности. Защита от утечки получает аномальный сигнал через обнаружение трансформатора тока, который преобразуется и передается через промежуточный механизм для срабатывания исполнительного механизма, а питание отключается через коммутирующее устройство. Конструкция трансформатора тока аналогична конструкции обычного трансформатора, состоящего из двух изолированных друг от друга обмоток, намотанных на один сердечник. При наличии остаточного тока в первичной обмотке вторичная обмотка индуцирует ток.
③ Принцип работы устройства защиты от утечки. Устройство защиты от утечки устанавливается в линию, первичная обмотка подключается к линии электросети, а вторичная обмотка — к размыкающему устройству устройства защиты от утечки. Когда электрооборудование находится в нормальном режиме работы, ток в линии находится в сбалансированном состоянии, и сумма векторов тока в трансформаторе равна нулю (ток имеет векторное направление, например, направление на выходе — «+», направление на выходе — «-», токи, идущие туда и обратно в трансформаторе, равны по величине и противоположны по направлению, а положительные и отрицательные величины компенсируют друг друга). Поскольку в первичной обмотке нет остаточного тока, во вторичной обмотке не происходит индуктивных колебаний, и коммутирующее устройство устройства защиты от утечки работает в замкнутом состоянии. При возникновении утечки на корпусе оборудования и прикосновении к нему кто-либо генерирует шунт в точке повреждения. Этот ток утечки заземляется через тело человека и возвращается к нейтральной точке трансформатора (без трансформатора тока), вызывая протекание тока через трансформатор. Ток несбалансирован (сумма векторов тока не равна нулю), и первичная обмотка генерирует остаточный ток. Следовательно, во вторичной обмотке возникает индукция, и когда значение тока достигает рабочего значения, ограниченного защитой от утечки, срабатывает автоматический выключатель, и питание отключается.

4. Каковы основные технические параметры устройства защиты от протечек?
Ответ: Основные параметры рабочих характеристик: номинальный ток утечки, номинальное время работы при утечке, номинальный ток утечки в нерабочем состоянии. Другие параметры включают: частоту сети, номинальное напряжение, номинальный ток и т. д.
①Номинальный ток утечки. Значение тока срабатывания устройства защиты от утечки при заданных условиях. Например, для устройства защиты на 30 мА, когда входящий ток достигнет 30 мА, устройство отключит питание.
②Номинальное время срабатывания защиты от утечки — это время от момента внезапного приложения номинального тока утечки до отключения цепи защиты. Например, для защиты с током утечки 30 мА × 0,1 с время от достижения значения тока 30 мА до размыкания главного контакта не превышает 0,1 с.
③ Номинальный ток утечки в нерабочем состоянии при заданных условиях, как правило, следует выбирать равным половине значения тока утечки. Например, если ток утечки составляет 30 мА, то при значении тока ниже 15 мА устройство защиты не должно срабатывать, иначе из-за слишком высокой чувствительности легко может произойти сбой в работе, что повлияет на нормальную работу электрооборудования.
④ При выборе устройства защиты от утечки тока следует учитывать и другие параметры, такие как: частота сети, номинальное напряжение, номинальный ток и т. д., которые должны быть совместимы с используемой схемой и электрооборудованием. Рабочее напряжение устройства защиты от утечки тока должно соответствовать номинальному напряжению в диапазоне нормальных колебаний электросети. Слишком большие колебания напряжения повлияют на нормальную работу устройства, особенно электронных изделий. Если напряжение питания ниже номинального рабочего напряжения устройства защиты, оно перестанет срабатывать. Номинальный рабочий ток устройства защиты от утечки тока также должен соответствовать фактическому току в цепи. Если фактический рабочий ток превышает номинальный ток устройства защиты, это приведет к перегрузке и неисправности устройства.
5. Какова основная защитная функция устройства защиты от протечек?
Ответ: Устройство защиты от утечки тока в основном обеспечивает защиту от непрямого контакта. При определенных условиях оно также может использоваться в качестве дополнительной защиты от прямого контакта для предотвращения потенциально смертельных случаев поражения электрическим током.
6. Что такое защита при прямом и непрямом контакте?
Ответ: Когда человеческое тело касается заряженного тела и через него проходит электрический ток, это называется электрическим ударом. В зависимости от причины электрического удара, его можно разделить на прямой и косвенный. Прямой электрический удар — это удар, вызванный прямым контактом человеческого тела с заряженным телом (например, прикосновением к фазной линии). Косвенный электрический удар — это удар, вызванный прикосновением человеческого тела к металлическому проводнику, который не заряжен в нормальных условиях, но заряжается в условиях неисправности (например, прикосновением к корпусу устройства защиты от утечки тока). В зависимости от различных причин электрического удара, меры по его предотвращению также делятся на: защиту от прямого контакта и защиту от косвенного контакта. Для защиты от прямого контакта обычно применяются такие меры, как изоляция, защитное покрытие, ограждение и безопасное расстояние; для защиты от косвенного контакта обычно применяются такие меры, как защитное заземление (подключение к нулю), защитное отключение и защита от утечки тока.
7. В чём опасность поражения человеческого тела электрическим током?
Ответ: При поражении тела электрическим током, чем больше ток, протекающий через тело, чем дольше длится фаза тока, тем опаснее это. Степень риска можно условно разделить на три стадии: восприятие – освобождение – фибрилляция желудочков. ① Стадия восприятия. Поскольку проходящий ток очень мал, тело человека может его почувствовать (обычно более 0,5 мА), и в это время он не представляет для него никакого вреда; ② Стадия освобождения. Относится к максимальному значению тока (обычно более 10 мА), от которого человек может избавиться при поражении электрическим током рукой. Хотя этот ток опасен, человек может избавиться от него самостоятельно, поэтому в основном он не представляет смертельной опасности. Когда ток увеличивается до определенного уровня, человек, получивший удар электрическим током, будет крепко держать заряженное тело из-за сокращения мышц и спазма и не сможет избавиться от него самостоятельно. ③ Стадия фибрилляции желудочков. При увеличении силы тока и продолжительности поражения электрическим током (обычно более 50 мА и 1 с) возникает фибрилляция желудочков, и если источник питания не будет немедленно отключен, это приведет к смерти. Таким образом, фибрилляция желудочков является основной причиной смерти от поражения электрическим током. Поэтому защита людей часто не основывается на предотвращении фибрилляции желудочков, что является основой для определения защитных характеристик от поражения электрическим током.
8. Какова безопасность значения «30 мА·с»?
Ответ: Многочисленные эксперименты и исследования на животных показали, что фибрилляция желудочков связана не только с током (I), проходящим через тело человека, но и со временем (t), в течение которого ток находится в организме, то есть с безопасной величиной тока Q = I × t, обычно равной 50 мА·с. Иными словами, когда ток не превышает 50 мА, а длительность тока не превышает 1 с, фибрилляция желудочков, как правило, не возникает. Однако, если контролировать ток в пределах 50 мА·с, когда время включения питания очень короткое, а проходящий ток большой (например, 500 мА × 0,1 с), все еще существует риск возникновения фибрилляции желудочков. Хотя ток менее 50 мА·с не приводит к смерти от поражения электрическим током, он также может привести к потере сознания или вызвать вторичные травмы. Практика доказала, что использование 30 мА·с в качестве характеристики срабатывания устройства защиты от поражения электрическим током является более подходящим с точки зрения безопасности при эксплуатации и производстве, и имеет коэффициент безопасности в 1,67 раза выше по сравнению с 50 мА·с (K=50/30 =1,67). Из предела безопасности «30 мА·с» видно, что даже если ток достигает 100 мА, при условии, что устройство защиты от утечки срабатывает в течение 0,3 с и отключает электропитание, это не представляет смертельной опасности для человека. Поэтому предел в 30 мА·с также стал основой для выбора устройств защиты от утечки.

9. Какое электрооборудование требует установки устройств защиты от утечки тока?
Ответ: Все электрооборудование на строительной площадке должно быть оборудовано устройством защиты от утечки тока в начале нагрузочной линии оборудования, а также подключено к нулевому полюсу для защиты:
① Все электрооборудование на строительной площадке должно быть оборудовано устройствами защиты от утечки тока. Из-за строительства на открытом воздухе, влажной среды, смены персонала и недостаточного контроля за оборудованием потребление электроэнергии опасно, поэтому все электрооборудование, включая силовое и осветительное оборудование, мобильное и стационарное оборудование и т. д., должно быть полностью исключено. Исключение составляет оборудование, работающее от трансформаторов безопасного напряжения и разделительных трансформаторов.
②Первоначальные меры по защитному обнулению (заземлению) остаются неизменными и соответствуют требованиям, являясь самой базовой технической мерой для безопасного использования электроэнергии и не подлежат отмене.
③Защитное устройство от утечки тока устанавливается на головном конце нагрузочной линии электрооборудования. Его назначение — защита электрооборудования, а также защита нагрузочных линий от поражения электрическим током, вызванного повреждением изоляции линии.
10. Зачем устанавливается устройство защиты от утечки тока после того, как защита подключена к нулевой линии (заземлению)?
Ответ: Независимо от того, подключена ли защита к нулю или осуществляется заземляющим способом, её диапазон защиты ограничен. Например, «подключение защиты к нулю» подразумевает соединение металлического корпуса электрооборудования с нулевой линией электросети и установку предохранителя на стороне питания. При замыкании корпуса электрооборудования (когда фаза касается корпуса) образуется однофазное короткое замыкание относительно нулевой линии. Из-за большого тока короткого замыкания предохранитель быстро перегорает, и подача электроэнергии отключается для защиты. Принцип работы заключается в замене «замыкания корпуса» на «однофазное короткое замыкание», что обеспечивает защиту от отключения при большом токе короткого замыкания. Однако электрические неисправности на строительной площадке встречаются нечасто, и часто возникают утечки тока, такие как утечки, вызванные влажностью оборудования, чрезмерной нагрузкой, длинными линиями, старением изоляции и т. д. Значения тока утечки в этих случаях малы, и защита не может быть быстро отключена. Поэтому неисправность не будет автоматически устранена и будет существовать длительное время. Однако этот ток утечки представляет серьезную угрозу для личной безопасности. Поэтому для дополнительной защиты необходимо установить устройство защиты от утечки с более высокой чувствительностью.
11. Какие существуют типы устройств для защиты от протечек?
Ответ: Устройства защиты от утечки тока классифицируются по-разному в зависимости от области применения. Например, по типу действия они делятся на устройства с управлением напряжением и устройства с управлением током; по механизму действия — на выключатели и реле; по количеству полюсов и линий — на однополюсные двухпроводные, двухполюсные, двухполюсные трехпроводные и так далее. Ниже приведена классификация по чувствительности и времени срабатывания: ① По чувствительности срабатывания можно разделить на: Высокая чувствительность: ток утечки ниже 30 мА; Средняя чувствительность: 30–1000 мА; Низкая чувствительность: более 1000 мА. ② По времени срабатывания можно разделить на: быстродействующий тип: время срабатывания при утечке менее 0,1 с; тип с задержкой: время срабатывания более 0,1 с, от 0,1 до 2 с; Обратный временной тип: по мере увеличения тока утечки время срабатывания уменьшается. При использовании номинального рабочего тока утечки время срабатывания составляет 0,2–1 с; при рабочем токе в 1,4 раза больше рабочего тока — 0,1–0,5 с; при рабочем токе в 4,4 раза больше рабочего тока — менее 0,05 с.
12. В чем разница между электронными и электромагнитными устройствами защиты от утечки тока?
Ответ: Устройства защиты от утечки тока делятся на два типа: электронные и электромагнитные, в зависимости от способа срабатывания: ① Электромагнитное устройство защиты от утечки тока, в котором электромагнитный механизм срабатывания выступает в качестве промежуточного элемента. При возникновении тока утечки механизм срабатывает, и питание отключается. Недостатки этого устройства: высокая стоимость и сложные требования к технологическому процессу изготовления. Преимущества: электромагнитные компоненты обладают высокой помехоустойчивостью и устойчивостью к ударам (перегрузкам по току и перенапряжениям); не требуется дополнительный источник питания; характеристики утечки после обрыва нулевого напряжения и фазы остаются неизменными. ② Электронное устройство защиты от утечки тока использует транзисторный усилитель в качестве промежуточного элемента. При возникновении утечки она усиливается усилителем и передается на реле, которое управляет выключателем, отключающим питание. Преимущества этого устройства: высокая чувствительность (до 5 мА); малая погрешность настройки, простой технологический процесс изготовления и низкая стоимость. Недостатки: транзистор обладает низкой устойчивостью к ударам и плохой устойчивостью к воздействию окружающей среды; Для работы устройства требуется дополнительный источник питания (электронным усилителям обычно требуется источник постоянного тока напряжением более десяти вольт), поэтому характеристики утечки зависят от колебаний рабочего напряжения; при рассогласовании фаз основной цепи защита от перенапряжения будет потеряна.
13. Каковы защитные функции автоматического выключателя утечки тока?
Ответ: Устройство защиты от утечки тока — это, главным образом, устройство, обеспечивающее защиту электрооборудования при возникновении неисправности, связанной с утечкой тока. При установке устройства защиты от утечки тока необходимо дополнительно установить устройство защиты от перегрузки по току. При использовании предохранителя в качестве защиты от короткого замыкания выбор его характеристик должен соответствовать возможности включения/выключения устройства защиты от утечки тока. В настоящее время широко используются автоматические выключатели, объединяющие устройство защиты от утечки тока и силовой выключатель (автоматические воздушные выключатели). Этот новый тип силового выключателя обладает функциями защиты от короткого замыкания, защиты от перегрузки, защиты от утечки тока и защиты от пониженного напряжения. При установке упрощается проводка, уменьшается объем электрощитка и облегчается управление. Значение модели, указанной на паспортной табличке автоматического выключателя дифференциального тока, следующее: При использовании следует обращать внимание на то, что, поскольку автоматический выключатель дифференциального тока обладает множеством защитных свойств, при срабатывании необходимо четко определить причину неисправности: При срабатывании автоматического выключателя дифференциального тока из-за короткого замыкания необходимо открыть крышку и проверить, нет ли на контактах серьезных повреждений или повреждений; При срабатывании автоматического выключателя из-за перегрузки его невозможно немедленно повторно включить. Поскольку автоматический выключатель оснащен тепловым реле для защиты от перегрузки, при превышении номинального тока биметаллическая пластина изгибается, размыкая контакты, и контакты могут быть повторно включены после естественного охлаждения биметаллической пластины и возвращения ее в исходное состояние. Если срабатывание вызвано утечкой тока, необходимо установить причину и устранить неисправность перед повторным включением. Принудительное включение строго запрещено. При срабатывании автоматического выключателя утечки тока L-образная рукоятка находится в среднем положении. При повторном включении необходимо сначала опустить рукоятку вниз (положение срабатывания), чтобы механизм управления снова замкнулся, а затем поднять ее вверх. Автоматический выключатель утечки тока может использоваться для коммутации электроприборов большой мощности (более 4,5 кВт), которые нечасто используются в линиях электропередачи.
14. Как выбрать средство от протечек?
Ответ: Выбор устройства защиты от протечек должен зависеть от цели использования и условий эксплуатации.
Выбирайте в соответствии с целью защиты:
①В целях предотвращения поражения электрическим током. В конце линии устанавливается высокочувствительный быстродействующий датчик утечки тока.
②Для ответвлений, используемых совместно с заземлением оборудования с целью предотвращения поражения электрическим током, следует применять быстродействующие устройства защиты от утечки средней чувствительности.
③ Для защиты магистральных трубопроводов от пожаров, вызванных утечками, а также для защиты линий и оборудования, следует выбирать устройства защиты от утечек средней чувствительности и с задержкой срабатывания.
Выберите режим питания:
① При защите однофазных линий (оборудования) используйте однополюсные двухпроводные или двухполюсные устройства защиты от утечки тока.
② При защите трехфазных линий (оборудования) используйте трехполюсные изделия.
③ При наличии как трехфазной, так и однофазной сети следует использовать трехполюсные четырехпроводные или четырехполюсные устройства. При выборе количества полюсов устройства защиты от утечки тока необходимо учитывать количество линий, подлежащих защите. Количество полюсов устройства защиты относится к числу проводов, которые могут быть разъединены внутренними контактами выключателя. Например, в случае трехполюсного устройства защиты это означает, что контакты выключателя могут разъединить три провода. Однополюсные двухпроводные, двухполюсные трехпроводные и трехполюсные четырехпроводные устройства защиты от утечки тока имеют нейтральный провод, который напрямую проходит через элемент обнаружения утечки тока, не разъединяясь. При работе с нулевой линией этот клеммный блок категорически запрещается подключать к линии PE. Следует отметить, что трехполюсное устройство защиты от утечки тока не следует использовать для однофазного двухпроводного (или однофазного трехпроводного) электрооборудования. Также не рекомендуется использовать четырехполюсное устройство защиты от утечки тока для трехфазного трехпроводного электрооборудования. Запрещается заменять трехфазный четырехполюсный предохранитель от утечки тока на трехфазный трехполюсный предохранитель от утечки тока.
15. В соответствии с требованиями ступенчатого распределения электроэнергии, сколько настроек должен иметь электрический распределительный щит?
Ответ: Строительная площадка обычно разделена на три уровня, поэтому электрические распределительные коробки также должны быть установлены в соответствии с классификацией, то есть под главной распределительной коробкой находится распределительная коробка, под ней — распределительная коробка с выключателями, а под ней — электрооборудование. Распределительная коробка является центральным звеном передачи и распределения электроэнергии между источником питания и электрооборудованием в распределительной системе. Это электроприбор, специально используемый для распределения электроэнергии. Все уровни распределения осуществляются через распределительную коробку. Главная распределительная коробка контролирует распределение всей системы, а распределительная коробка контролирует распределение каждой ветви. Распределительная коробка является конечной точкой системы распределения электроэнергии, а ниже находится электрооборудование. Каждое электрооборудование управляется своей собственной распределительной коробкой, реализующей принцип «одна машина и один выключатель». Не следует использовать одну распределительную коробку для нескольких устройств во избежание несчастных случаев, связанных с неправильной эксплуатацией; также не следует объединять управление электропитанием и освещением в одной распределительной коробке, чтобы предотвратить влияние обрывов линий электропередачи на освещение. Верхняя часть распределительной коробки подключается к источнику питания, а нижняя — к электрооборудованию, которое часто используется и представляет опасность, поэтому необходимо соблюдать осторожность. Выбор электрических компонентов в распределительной коробке должен соответствовать схеме и электрооборудованию. Установка распределительной коробки должна быть вертикальной и надежной, вокруг нее должно быть достаточно места для работы. Не должно быть застоя воды или посторонних предметов на полу, а также источников тепла и вибрации поблизости. Распределительная коробка должна быть влаго- и пыленепроницаемой. Расстояние от распределительной коробки до управляемого оборудования не должно превышать 3 м.
16. Зачем использовать ступенчатую защиту?
Ответ: Поскольку в системах электроснабжения и распределения низкого напряжения обычно используется ступенчатая схема распределения электроэнергии, если устройство защиты от утечки устанавливается только на конце линии (в распределительной коробке), то, хотя поврежденная линия может быть отключена при возникновении утечки, зона защиты невелика; аналогично, если устройство защиты от утечки установлено только на ответвленной магистральной линии (в распределительной коробке) или магистральной линии (в главной распределительной коробке), то, несмотря на большую зону защиты, в случае утечки и срабатывания какого-либо электрооборудования это приведет к отключению питания всей системы, что не только повлияет на нормальную работу исправного оборудования, но и затруднит обнаружение аварии. Очевидно, что эти методы защиты недостаточны. Поэтому необходимо учитывать различные требования, такие как соединение линии и нагрузки, и устанавливать устройства защиты с различными характеристиками защиты от утечки на магистральных линиях низкого напряжения, ответвленных линиях и концах линий для формирования ступенчатой ​​сети защиты от утечки. В случае ступенчатой ​​защиты, выбранные диапазоны защиты на всех уровнях должны взаимодействовать друг с другом, чтобы гарантировать, что устройство защиты от утечки не выйдет за пределы допустимых значений при возникновении утечки или поражения электрическим током на конечном участке; в то же время требуется, чтобы при отказе устройства защиты нижнего уровня устройство защиты верхнего уровня сработало для устранения неисправности устройства защиты нижнего уровня. Внедрение ступенчатой ​​защиты позволяет каждому электрооборудованию иметь более двух уровней защиты от утечки, что не только создает безопасные условия эксплуатации электрооборудования на конце всех линий низковольтной сети, но и обеспечивает многократный прямой и косвенный контакт для обеспечения безопасности персонала. Кроме того, это позволяет минимизировать масштабы отключения электроэнергии при возникновении неисправности, а также упрощает обнаружение и локализацию места повреждения, что положительно влияет на повышение уровня безопасного потребления электроэнергии, снижение числа случаев поражения электрическим током и обеспечение безопасности эксплуатации.