Защитное автоматическое отключение питания

Защитное автоматическое отключение питания — автоматическое размыкание цепи одного или нескольких фазных проводников (и, если тре­буется, нулевого рабочего проводника), вы­полняемое в целях электробезопасности.

Автоматическое отключение питания при повреждении изоляции предназначено для предотвращения появления напряжения прикосновения, длительность воздействия которого может представлять опасность.

Термин защитное автоматическое отключение пи­тания ПУЭ седьмого издания и термин зануление ПУЭ шестого издания являются обозначением одной и той же меры зашиты от поражения человека электрическим током при косвенном при­косновении, предназначенной для достаточно быстрого отключе­ния поврежденной цепи в электроустановке при повреждении изоляции (однофазном коротком замыкании или образовании токов утечки). Термин защитное автоматическое отключение питания принят в седьмом издании ПУЭ потому, что он полно­стью отражает не только физическую сущность меры защиты, но и то, что эта мера комплексная (см. 1.7.78 ПУЭ) и включает в себя:

- присоединение открытых проводящих частей к глухозаземленной нейтрали источника питания при помощи нулевого защитного проводника (защитное зануление) в электроуста­новках напряжением до 1 кВ с глухозаземленной нейтралью (системы ТN);

- присоединение открытых проводящих частей при помощи защитного заземляющего проводника к заземлителю, не со­единенному с заземлителем источника питания, в системах IT и ТТ;

- согласование параметров защитного аппарата и защищае­мой цепи для обеспечения безопасного сочетания времени отключения и воздействующего напряжения прикосновения;

- уравнивание потенциалов, которое обеспечивает понижение напряжения между одновременно доступными прикоснове­нию открытыми и сторонними проводящими частями.

Слово защитное показывает, что автоматическое отключение питания предназначено для защиты от поражения электрическим током людей (и животных).

Для автоматического отключения питания могут быть применены защитно-коммутационные аппараты, реагирующие на сверхтоки или дифференциальный ток.

В сети с глухозаземленной нейтралью напряжением до 1000В (в системах TN) защитное заземление открытых проводящих частей неэффективно, так как ток глухого замыкания на землю зависит от сопротивления заземления.

Уменьшить напряжение корпуса, находящегося в контакте с токоведущими частями, до допустимых значений устройством заземления в сети с глухозаземленной нейтралью, невозможно. Можно обеспечить безопасность, уменьшив длительность режима замыкания на корпус. Поэтому в системах TN для защиты от поражения электрическим током при косвенном прикосновении должно быть выполнено автоматическое отключение питания, обеспечивающее защиту как от сверхтоков (защитное зануление) так и от токов утечки с помощью устойств защитного отключения, реагирующих на дифференциальный ток (УЗО-Д).

Защитное зануление — преднамеренное электрическое соединение открытых проводящих частей, с глухозаземленной нейтральной точкой обмотки источника тока в трехфазных сетях, с глухозаземленным выводом обмотки источника тока в одно­фазных сетях и с глухозаземленной средней точкой обмотки ис­точника энергии в сетях постоянного тока.

Принципиальная схема защитного зануления в сети трехфазного тока (система TN-C) показана на рис.7.27.

Проводник, обеспечивающий указанные соединения зануляемых частей с глухозаземленными нейтральной точкой, а также с выводом и со средней точкой обмоток источников тока, называ­ется нулевым защитным PE - проводником.

Назначение защитного зануления — устранение опасности поражения то­ком в случае прикосновения к открытым проводящим частям электроустановки (корпусу и дру­гим металлическим нетоковедущим частям), оказавшимся под напряжением относительно земли вследствие повреждения изоляции и замыкания на проводящую часть и по другим причинам.

Область применения — системы TN: трехфазные четырех- и пятипроводные сети до 1000 В с глухозаземленной нейтралью, в том числе наиболее рас­пространенные сети напряжением 380/220, а также 220/127 и 660/380 В; трехпроводные сети посто­янного тока с глухозаземленной средней точкой обмотки источ­ника энергии. Защитное зануление применяется также в однофазных двухпроводных сетях пере­менного тока с глухозаземленным выводом обмотки источника тока.

Принцип действия зануления — превращение замыкания на проводящую часть в однофазное короткое замыкание (замыкание между фазным и нулевым защитным проводниками) с целью вызвать большой ток, способный обеспечить срабатывание защиты и тем самым автоматически отключить поврежденную электроустановку от питающей сети. В качестве такой защиты выступают: плавкие предохранители, автоматические предохранители и автоматические выключатели, которые должны обеспечить малое время размыкания цепи (отключения) В состав автоматических выключателей, как правило, входят два типа размыкателей: тепловой и магнитный. Тепловой размыкатель предназначен для защиты цепей по току перегрузки, а магнитный – для защиты от короткого замыкания. Кроме того, поскольку зануленные корпуса (или другие нетоковедущие металлические части) заземлены через нулевой защит­ный проводник и повторные заземления, то в аварийный период, т.е. с момента возникно­вения замыкания на корпус и до автоматического отключения поврежденной электроустановки от сети, проявляется защитное свойство этого заземления, как при защитном заземлении. Иначе говоря, заземление корпусов через нулевой проводник снижает в аварийный период их напряжение относительно земли.

Таким образом, зануление осуществляет два защитных дейст­вия — быстрое автоматическое отключение поврежденной уста­новки от питающей сети и снижение напряжения зануленных металлических нетоковедущих частей, оказавшихся под напряжени­ем, относительно земли.

При замыкании, например, фазного проводника L3на зануленный корпус (рис. 7.27) ток короткого замыкания проходит через следующие участки цепи: обмотку трансформатора (генератора), фазный провод L3 и нулевой PEN-провод. Величина тока определяется фазным напряжением и пол­ным сопротивлением цепи однофазного короткого замыкания:

(7.24)

при этом сопротивления трансформатора Z_T, проводов фазного Z _ф.при нулевого PEN Z_н имеют активную и индуктивную составляющие.

Рис. 7.27. Принципиальная схема зануления.

Если принять , то ток короткого замыкания

. (7.25)

Например, если сопротивление Z_ф+Z_h=0,2 Ом (в сетях напряже­нием 380/220 В обычно это сопротивление значительно меньше), то ток короткого замыкания

I _к = 220/0,2 = 1100 А. Очевидно, что при таком токе защита должна сработать.

При наличии повторного заземления нулевого PEN-провода напря­жение корпуса относительно земли

, (7.26)

где R _п— сопротивление повторного заземления нулевого провода.

Ток замыкания на землю определяется из схемы, приведен­ий на рис.7.27:

, (7.27)

где — падение напряжения в нулевом проводе, приложен­ное к последовательно соединенным сопротивлениям R _ои R _п;

R _о – сопротивление заземления нейтрали источника питания.

Из закона Ома

или с учетом

. (7.28)

Решая совместно уравнения, получаем при замыкании на корпус напряжение корпуса относительно земли:

. (7.29)

Аналогично определяем напряжение нейтрали относительно земли:

. (7.30)

Повторное заземление нулевого PEN-провода снижает напряжение на корпусе в момент короткого замыкания, особенно при обрыве нулевого провода. Если повторное заземление отсутствует (R _п →∞), выражения и принимают вид:

; .

При наличии повтор­ного заземления второй множитель в выражении (7.29) меньше единицы, в выражении (7.30) — больше нуля, т. е. потенциал корпуса меньше, чем величина U _к, а потенциал нейтрали больше нуля. Если принять Z _ф= Z _ни R _п =R _o, то потенциалы

,

при U =220 В, U _о= U _з=55 В, что допустимо в течение 1 с.

Рис. 7.28. Распределение потен­циалов вдоль нулевого PEN-провода:

I — без повторного заземления; II — с повторным заземлением; 1—5 — корпуса

Без повторного заземления нулевого PEN-провода (R _п →∞) в случае замыкания на корпус его потенциал при U =220 В, U _з=110 В, а потенциал нейтрали равен нулю.

Таким образом, повторное заземление при замыкании на корпус уменьшает его потенциал и тем самым повышает безопасность. На рис. 7.28 показано распределение потенциалов вдоль нулевого PEN-провода между повторным заземлением (а значит, и корпусом) и заземлением нейтрали. Эти потенциалы существуют в течение вре­мени срабатывания защиты.

В случае обрыва нулевого провода при замыкании на корпус короткого замыкания не произойдет. При этом потенциалы опреде­ляются из (7.29) и (7.30), причем Z _н →∞:

; .

При этих условиях все корпуса, соединенные с нулевым прово­дом за местом обрыва, оказываются под напряжением относительно земли, равным U _з. Те корпуса, которые занулены до места об­рыва, находятся под напряжением, равным U _о. Такой режим прин­ципиально не отличается от замыкания на заземленный корпус в сети с глухозаземленной нейтралью. Очевидно, этот режим опа­сен. Но при отсутствии повторного заземления нулевого провода опасность возрастает еще больше, так как замыкание происходит на корпус, не имеющий ни зануления, ни заземления. Корпуса электрооборудования, соединенные с корпусом с поврежденной изоляцией, оказываются под фазным напряжением относительно земли (рис. 7.29).

Рис. 7.29. Замыкание на корпус при обрыве нулевого провода.

Потенциалы зануленных корпусов при однофазном коротком замыкании зави­сят от длины участка ну­левого PEN-провода между нейт­ралью источника и местом присоединения корпуса к нулевому проводу. При за­мыкании на один из корпу­сов по участку нулевого про­вода между этим корпусом и нейтралью трансформатора проходит ток короткого за­тыкания. Падение напряже­ния на этом участке опреде­ляется из закона Ома: . Поскольку сопротивление нулево­го провода при постоянном сечении пропорционально его длине, падение напряжения также пропорционально длине. Поэтому при отсутствии повторного заземления потенциал корпуса, на который происходит короткое замыкание, равен падению напряжения в нулевом проводе [см. выражение (7.28)].

Потенциалы по длине нулевого PEN-провода пропорциональны расстоянию от нулевой точки источника (см. рис. 7.28, кривая I). Корпуса 1, 2 и 3 также находятся под напряжением относительно земли, равным потенциалам нулевого провода в точках присоеди­нения каждого корпуса. Потенциал корпуса 5 равен потенциалу корпуса 4, на который произошло замыкание, так как за местом короткого замыкания в нулевом проводе тока нет, а значит, и па­дение напряжения отсутствует.

Если нулевой PEN-провод имеет повторное заземление (см. рис. 7.28, кривая II), то потенциал нейтрали не равен нулю; он равен паде­нию напряжения на сопротивлении заземления нейтрали. Потен­циал корпуса поврежденного потребителя равен падению напряже­ния на повторном заземлении. Разность этих потенциалов равна U _к. Потенциалы в нулевом проводе распределяются по прямоли­нейному закону. Потенциал корпуса 3 ниже потенциала корпусов 5 и 4. Корпус 2 находится в данном случае под нулевым потенциа­лом.

Устройство защитного зануления и требования к нему. Основное назначе­ние защитного зануления - обеспечить срабатывание максимальной токовой защиты при замыкании на проводящую часть электроустановки (корпус) за время, не вызывающее опасности для людей и животных.

Согласно ПУЭ п. 1.7.79 в системе TN время автоматического отключения питания не должно превы­шать значений, указанных в табл. 7.6.

Таблица 7.6

Наибольшие допустимые времена защитного автоматического отключения

для системы TN

Номинальное фазное напряжение U0, В	Время отключения, с
Более 380	0,8 0,4 0,2 0,1

Приведенные значения времени отключе­ния считаются достаточными для обеспече­ния электробезопасности, в том числе в груп­повых цепях, питающих передвижные и пе­реносные электроприемники и ручной элект­роинструмент класса 1.

В цепях, питающих распределительные, групповые, этажные и др. щиты и щитки, время отключения не должно превышать 5 с.

Для обеспечения указанного времени отключения питания ток короткого замы­кания должен значительно превышать уставку защиты или номи­нальный ток плавких вставок. Ток однофазного короткого замыкания должен превышать не менее чем в три раза номинальный ток плавкой вставки ближайшего предохранителя или ток срабатывания расцепителя автоматического выключателя с обратно зависимой от тока характеристикой. При защите сети автоматическими выключа­телями, имеющими только электромагнитный расцепитель (отсеч­ку), нулевой защитный провод должен быть выбран таким обра­зом, чтобы в цепи «фаза-нуль» обеспечивался ток короткого за­мыкания, равный величине тока уставки мгновенного срабатыва­ния, умноженный на коэффициент, учитывающий разброс (по завод­ским данным), и на коэффициент запаса 1,1. При отсутствии за­водских данных для автоматов с номинальным током до 1000 А кратность тока короткого замыкания относительно величины ус­тавки следует принимать равной 1,4; для автоматов с номиналь­ным током более 125 А она составляет 1,25.

Наименьшие площади поперечно­го сечения защитных проводников должны со­ответствовать табл. 7.5.

Площади сечений приведены для случая, когда защитные проводники изготовлены из того же материала, что и фазные проводни­ки. Сечения защитных проводников из дру­гих материалов должны быть эквивалентны по проводимости приведенным.

Допускается, при необходимости, прини­мать сечение защитного проводника менее требуемых, если оно рассчитано по формуле (только для времени отключения £ 5 с):

,

где S — площадь поперечного сечения за­щитного проводника, мм²;

I — ток короткого замыкания, обеспечива­ющий время отключения поврежденной цепи защитным аппаратом в соответствии с табл. 7.6 или за время не более 5 с, А;

t — время срабатывания защитного аппа­рата, с;

k— коэффициент, значение которого зави­сит от материала защитного проводника, его изоляции, начальной и конечной температур. Значение k - для защитных проводников в раз­личных условиях приведены в ПУЭ.

Значения максимальной температуры при определении сечения защитного проводника не должны превышать предельно допустимых температур нагрева проводников при КЗ, а для электроустано­вок во взрывоопасных зонах соответствовать ГОСТ 22782.0 «Электрооборудование взрывозащищенное. Общие технические требова­ния и методы испытаний».

Во всех случаях сечение медных защитных проводников, не входящих в состав кабеля или проложенных не в общей оболоч­ке (трубе, коробе, на одном лотке) с фазными проводниками должно быть не менее:

2,5 мм² — при наличии механической за­щиты;

4 мм² — при отсутствии механической защиты.

Сечение отдельно проложенных защитных алюминиевых проводников должно быть не менее 16 мм².

В системе TN для обеспечения требований нулевые защитные проводники рекомендуется прокладывать совместно или в непосредственной близости с фазными проводниками.

Нулевой защитный провод должен иметь надежные соедине­ния, и должна обеспечиваться непрерывность цепи от каждого кор­пуса до нейтрали источника. Поэтому соединения нулевого провода до защищаемого корпуса выполняются сварными. Нулевой защит­ный провод соединяется со всеми заземленными металлическими конструкциями, создающими параллельные цепи короткого замы­кания: металлическими конструкциями зданий, подкрановыми пу­тями, стальными трубами электропроводок, свинцовыми и алюми­ниевыми оболочками кабелей, металлическими трубопроводами, проложенными открыто, исключая трубопроводы для горючих и взрывоопасных смесей. Эти проводники могут служить единствен­ным нулевым проводом, если по проводимости они удовлетворяют приведенным выше требованиям.

Чтобы обеспечить непрерывность цепи зануления, запрещается установка в нулевой PEN (PE)-провод предохранителей и выключателей. Это допускается только в том случае, если выключатель вместе с ну­левым PEN-проводом размыкает и все фазные провода.

Зануление однофазных потребителей, например светильников, должно осуществляться специальным защитным проводником (или жилой кабеля), который не может одновременно служить прово­дом для рабочего тока (см. рис. 7.27, корпус 2). Повторные за­земления нулевого провода должны выполняться на концах ответвлений воздушных линий или ответвлений длиной более 200 м, также на вводах в здания, электроустановки которых подлежат занулению.

Сопротивление заземляющих устройств, к которым присоеди­нены нейтрали трансформаторов или генераторов, в любое время года должно быть не более 2, 4 и 8 Ом соответственно при линей­ных напряжениях 660, 380 и 220 В источника трехфазного тока. Общее сопротивление растеканию заземлителей всех повторных за­землений нулевого рабочего провода каждой воздушной линии в любое время года должно быть не более 5, 10 и 20 Ом соответ­ственно при линейных напряжениях 600, 220, 127 В. При этом со­противление растеканию заземлителя каждого из повторных за­землений нулевого рабочего провода должно быть не более 15, 30 и 60 Ом соответственно при тех же напряжениях. Проводники для повторных заземлений нулевого провода должны иметь пропуск­ную способность не менее 25 А.

Расчет зануления производится с целью определить сече­ние нулевого защитного провода, удовлетворяющее условию срабатывания максимальной токовой защиты. Уставка защиты определяется мощ­ностью подключенной электроустановки. Согласно требованиям ПУЭ, ток короткого замыкания должен превышать уставку за­щиты. Например, ток короткого замыкания, необходимый для пе­регорания плавкой вставки предохранителя, определяется как I _к ≥ 3· I _н, где I _н — номинальный ток плавкой вставки.

Расчетная величина тока короткого замыкания определяется из выражения (1) с учетом сопротивления петли «фаза — нуль»:

;

.

Таблица 7.8

Расчетные сопротивления сухих трансформаторов

при вторичном напряжении 400/230 В

Мощность трансформатора, кВ·А	Схема соединения обмоток	,Ом	Мощность трансформатора, кВ·А	Схема соединения обмоток	,Ом	Мощность трансформатора, кВ·А	Схема соединения обмоток	,Ом
	Δ/Yн	0,055		Y/Yн	0,0847		Δ/Yн	0,014
	Y/Yн	0,151		Δ/Yн	0,022		Y/Yн	0,0364
	Δ/Yн	0,0354		Y/Yн	0,0434		Δ/Yн	0,009

Сопротивления трансформаторов приведены в табл. 7.8. Приведенные в ней данные сле­дует рассматривать как приближенные, пригодные для практиче­ских расчетов, не требующих высокой точности. Следует отметить, что у трансформаторов с соединением обмоток Δ/Y_н сопротивление ниже, чем у трансформаторов с соединением обмоток Y/Y_н. Это следует учитывать при выборе трансформаторов.

Сопротивление петли «фаза — нуль»

,

где R _ф— активное сопротивление фазного провода;

R _н— активное сопротивление нулевого защитного провода;

Х _п— индуктивное сопротивление петли «фаза — нуль».

Для медных и алюминиевых проводов активное сопротивление определяется из формулы

.

Индуктивное сопротивление петли «фаза-нуль» равно сумме реактивных сопротивлений фазного Х _фи нулевого Х _нпроводов и сопротивления взаимоиндукции Х' _пмежду этими проводами (внеш­нее сопротивление):

.

Индуктивные сопротивления медных и алюминиевых проводов малы и ими можно пренебречь. Для стальных проводов активные и реактивные сопротивления принимаются по справочным табли­цам при соответствующих плотностях тока. Сопротивление взаи­моиндукции между проводами

,

где μ _о— магнитная проницаемость воздуха, равная 4·10^-7 Гн/м;

l — длина линии, м;

d — расстояние между проводами, м;

D — диа­метр провода, мм.

Обычно при отдельно проложенных нулевых проводах прини­мают — 0,6 l; при прокладке кабелем или в стальных трубах зна­чением можно пренебречь.

В практике проектирования принято величины и Z_п склады­вать арифметически. Это дает небольшую погрешность (до 5%) в сторону уменьшения тока короткого замыкания, т. е. в сторону запаса.

Заземление нейтрали и повторные заземления рассчитываются по методике, изложенной выше. Для определения напряжений от­носительно земли из выражений (7.29) и (7.30) принимают:

; .

Устройство зануления проверяется при вводе электроустановки в эксплуатацию, периодически в процессе работы и после ремонта. Внешний осмотр устройства зануления производится аналогично осмотру заземляющего устройства. Для измерения сопротивления петли «фаза-нуль» можно применить любой прибор: измеритель параметров цепей «фаза – нуль» и «фаза – фаза» электросетей MZC- 200 MZC – 303E; для измерения малых сопротивлений — микроомметр MMR – 600, MMR - 610, омметр М372 и др. Сопротивления заземлений нейтрали и повторных заземлений нулевого провода измеряются измерителем сопротивления заземляющих устройств, молниезащиты, проводников присоединения к земле и выравнивания потенциалов MRU – 100, MRU – 101.

Автоматическое отключение с использованием устройств защитного отключения (УЗО), реагирующих на токи утечки.

Защитное отключение - это быстро­действующее автоматическое отключение всех фаз участка сети, обеспечивающее безопасные для человека сочетания тока и време­ни его прохождения при замыканиях на корпус или снижении уров­ня изоляции ниже определённого значения.

Указанные безопасные сочетания тока и времени установлены ГОСТ 12.1.038 -82 “Электробезопасность. Предельно допустимые уровни напряжений прикосновения и токов”. Например, при времени воздействия не более 0,1 с допустимый ток через тело человека состав­ляет 500 мА, при 0,2 с - 250 мА, при 0,5 с - 100 мА и т. д. Следователь­но, защита обеспечивается быстрым отключением электроустановки при возникновении в ней опасности поражения электрическим током. Другими словами, электрозащитная функция устройств защитного отключения (УЗО) заключается в огра­ничении не тока через человека, а времени его протекания.

Современные устройства защитного отключения (УЗО) имеют быстродействие от 0,03 до 0,2 с.

УЗО создаются на различных принципах действия. Наиболее со­вершенным является УЗО, реагирующее на ток утечки (дифференци­альный ток). Достоинство его состоит в том, что оно защищает чело­века от поражения электрическим током не только в случае прикосно­вения к металлическим корпусам, оказавшимся под напряжением из-за повреждения изоляции (о чём говорится в приведённом определении), но и при прямом прикосновении к токоведущим частям. Именно такие УЗО могут быть отнесены одновременно к средствам защиты, как при косвенных, так и при прямых прикосновениях.

Кроме того, УЗО выполняет ещё одну важную функцию – защиту электроустановок от возгораний, первопричиной которых являются утечки, вызванные ухудшением изоляции. Известно, что более трети пожаров возникает от неисправностей электропроводок, поэтому вполне справедливо УЗО называют «противопожарным сторожем».

Применение высокочувствительных УЗО приводит к необходимости поддержания изоляции электрических сетей и потребителей на должном уровне, то есть в конечном счёте требует повышения куль­туры эксплуатации электроустановок. В противном случае неизбеж­ны частые перерывы электроснабжения потребителей по причине ложных срабатываний УЗО от естественных (фоновых) токов утечки.

УЗО состоит из трёх функциональных элементов: датчика, испол­нительного органа и коммутационного устройства. Датчик улавливает токи утечки, стекающие с фазных проводов на землю в случае прямого прикосновения человека или повреждения изоляции. Сигнал о нали­чии тока утечки поступает в исполнительный орган, где усиливается и преобразуется в команду на отключение коммутационного устройства.

Исполнительный орган УЗО может работать на двух различных принципах: электронном и электромеханическом. В электронном УЗО исполнительный орган содержит электронный усилитель, в каче­стве источника питания которого используется сама контролируемая сеть. Надёжность работы таких устройств зависит от наличия и ста­бильности напряжения сети.

В электромеханическом УЗО вместо электронного усилителя при­меняется магнитоэлектрическая защёлка, не требующая источника пи­тания. Надёжность таких УЗО значительно выше, они продолжают выполнять электрозащитную функцию при обрыве любого из питаю­щих нагрузку проводов. Достоинством электромеханических УЗО яв­ляется также отсутствие потребления электроэнергии в основном, де­журном режиме работы, в то время как каждое электронное УЗО по­требляет мощность от 4 до 8 Вт. Однако электромеханические УЗО существенно (в 2 - 2,5 раза) дороже электронных.

Рис. 7.29. Электрическая схема электромеханического УЗО

Электрическая схема электромеханического УЗО приведена на ри­сунке 7.29. Датчиком устройства служит трансформатор тока утечки (I), кольцевой магнитопровод которого охватывает провода, питающие нагрузку (6) и играющие роль первичной обмотки. При отсутствии тока утечки рабочие токи (1_Р) в прямом (фазном) и обратном (нуле­вом рабочем) проводах равны и наводят в магнитопроводе равные, но противоположно направленные потоки; результирующий поток равен нулю и поэтому ЭДС во вторичной обмотке отсутствует. УЗО не срабатывает. При появлении тока утечки (например, при прикос­новении человека к оголённому фазному проводу) ток в прямом про­воде превышает обратный ток на величину тока утечки; в сер­дечнике возникает магнитный поток небаланса, а во вторичной об­мотке наводится ЭДС, пропорциональная току утечки. По обмотке магнитоэлектрической защёлки (2) протекает ток, вызывающий её срабатывание и воздействие на механизм свободного расцепления (3), отключающий контакты (4). УЗО срабатывает. Таково действие УЗО двухполюсного исполнения в цепи однофазной нагрузки.

Для работы в трёхфазной сети (как трёх-, так и четырехпроводной) УЗО выполняется четырёхполюсным, то есть магнитопровод охваты­вает три фазных и нулевой рабочий проводники. Согласно первому закону Кирхгофа, при любой асимметрии нагрузки алгебраическая сумма мгновенных значений токов в проводах, питающих нагрузку, равна нулю, результирующий поток в магнитопроводе и ЭДС во вто­ричной обмотке отсутствует; УЗО не срабатывает. ЭДС во вторичной обмотке наводится и УЗО срабатывает лишь от токов, замыкающихся по путям утечки, минуя нагрузку. Другими словами, токи, замыкаю­щиеся через нагрузку (рабочий ток, сверхток перегрузки), а также токи одно-, двух-, трёхфазных коротких замыканий между проводами, пи­тающими нагрузку, не могут вызвать срабатывание УЗО. Заметим, что двухполюсное прикосновение человека с изоляцией от земли УЗО воспринимает как нагрузку и не срабатывает, что является недостат­ком, принципиально присущим устройствам защитного отключения.

Из сказанного следует, что УЗО не защищает сеть от сверхтоков перегрузок и коротких замыканий, то есть применение УЗО не должно означать отказа от автоматов защиты сети или плавких пре­дохранителей. Некоторые типы устройств защитного отключения (в основном, зарубежного производства) совмещают в себе функции УЗО и автоматического выключателя, что неизбежно ведёт к снижению надёжности и повышению стоимости за счёт усложнения схемы и увеличения количества компонентов.

УЗО применяются в цепях с токами до 80 А, они не чувствительны к кратковременному возрастанию тока до 250 А. при этом величина тока не оказывает влияние на срабатывание устройства.

По виду рабочего напряжения (тока утечки) УЗО делятся на типы:

АС – только для переменного (синусоидального) напряжения;

А – для синусоидального напряжения и пульсирующего напряжения с постоянной составляющей.

При выборе УЗО следует учитывать, что источником пульсирующего напряжения могут быть стиральные машины, персональные компьютеры, телевизоры, регуляторы источников света.

УЗО является высокоэффективным и перспективным способом защиты. Оно используется в электроустановках до 1 кВ в дополне­ние к защитному заземлению (защитному занулению), а также в ка­честве основного или дополнительного способа защиты, когда дру­гие способы и средства неприменимы или малоэффективны.

Параметры отключения УЗО проверяются измерителями MRP-120, MRP-200, MIE-500, MPI-510.

В настоящее время в Российской Федерации действует ряд норма­тивных документов, регламентирующих технические параметры и требования к применению УЗО в электроустановках зданий.