tgoop.com/stolbov_study/358
Last Update:
Как защититься от удара током?
Продолжаем изучать устройства приборов для электрической безопасности. О принципе работе автоматического выключателя («автомата»), спасающего квартиру от пожара, я рассказывал здесь. А сегодня поговорим о приборе, спасающим жизни и защищающем от удара током – устройство защитного отключения или УЗО.
Для начала разберемся, по каким причинам и когда может быть удар током при прикосновении к электроприбору или элементу проводки.
Самый банальный пример – засунуть пальцы в розетку. Мы ведь знаем, что земля несет в себе огромный электрический заряд, который забирает на себя всех носителей электричества. Розетка – это оголенный контакт, пусть даже и находящийся в стене, на который подано напряжение. Между землей и розеткой возникает разность потенциалов – движущая сила для тока. Засовывая в розетку пальцы, вы рискуете стать тем самым соединительным мостиком, по которому благополучно пробежит ток, ведь человеческое тело на большую часть состоит из воды, которая хорошо его проводит.
Еще один пример – замыкание проводки прибора на корпус. В простой электрической цепи квартиры есть два провода – фаза (L) и ноль (N). Фаза – это провод, который заходит к вам в квартиру от внешнего источника и приносит в нее электричество, а ноль – провод, который выходит из квартиры к внешнему источнику. Таким образом, образуется замкнутая цепь «фаза-прибор-ноль» с источником тока снаружи дома. Замыкание прибора на корпус происходит при повреждении изоляции проводов внутри него и прикосновении оголенного провода к металлическому корпусу прибора (например, стиральной машины). Так весь прибор становится, по сути, контактом под напряжением, прикоснувшись к которому произойдет то же, что я описывал выше. Защитой от замыкания на корпус, помимо прибора, о котором мы сейчас поговорим, может стать заземление. К металлическому корпусу подсоединяется провод, который другим концом соединен с землей. При образовании заряда на корпусе, он сразу же благополучно стекает в землю, прежде чем успеет это сделать через наше тело.
Когда через нас проходит ток, говорят, что происходит утечка, т.е. ток, который зашел на входе перестает быть равным току на выходе, т.к. часть заряда ушла в землю. УЗО распознает эту утечку и сразу размыкает цепь. На самом деле небольшая утечка есть всегда, т.к. идеальная электрическая цепь может быть только в школьных учебниках. Поэтому УЗО размыкает цепь при достижении определенной величины этой утечки.
Главные элементы УЗО – три катушки, намотанные на магнитный сердечник в виде тора (бублика). Две из них намотаны с противоположных концов (рисунок ниже), и к ним подключаются провода фазы и нуля. Токи, проходящие по этим катушкам, как мы знаем, создают магнитные поля. Когда токи на фазе и нуле равны (утечки нет), магнитные поля двух этих катушек равны по величине и противоположны по направлению (как, собственно, и токи), т.е. компенсируют друг друга, и суммарное магнитное поле в сердечнике отсутствует. Если происходит утечка, то проходящий через фазу ток (на входе) не равен току через ноль (на выходе). Возникает, так называемый дифференциальный ток, равный их разности. А если токи не равны, то не равны и магнитные поля, создаваемые в двух катушках, а, значит, в сердечнике возникает отличное от нуля магнитное поле, пропорциональное дифференциальному току.
И тут вступает в игру третья катушка, намотанная между первыми двумя (см. рисунок). Дальше возникает следующая цепочка, основанная на законе электромагнитной индукции: возникшее в сердечнике переменное магнитное поле во время утечки, порождает индукционный ток в третьей катушке, которая соединена с еще одной катушкой-расцепителем, ток в которой также возбуждает магнитное поле, и оно уже механически втягивает защелку и размыкает цепь.
Рисунок