Существуют различные схемы электроснабжения, используемые при подключении электротехнического оборудования [1, 2]. Они различаются по способу заземления электрооборудования и источника электроэнергии, виду соединения, категории надежности электроснабжения и т. д.
Основное требование ко всем вариантам схем электроснабжения — обеспечение защиты обслуживающего персонала от поражения электрическим током. Используются следующие способы защиты от поражения электрическим током в электроустановках, применяемые отдельно или в сочетании друг с другом: защитное заземление, зануление, защитное отключение, электрическое разделение сетей разного напряжения, применение малого напряжения, изоляция токоведущих частей и выравнивание потенциалов. Особенность защитного отключения как единственно принятого в мире «активного» способа обезопасить людей при случайном прикосновении человека к токоведущим частям и оборудованию от токов замыкания на землю (токов утечки) — мгновенное отключение сети устройством дифференциального тока. В России действуют ГОСТы, оговаривающие установку устройств защитного отключения (УЗО) в соответствии с Правилами устройств электроустановок (ПУЭ) [3]. Необходимо отметить также, что многие пожары в электротехнических устройствах возникают из-за возгорания электропроводки.
Их можно предотвратить, если пользователи электроустановок будут иметь УЗО, которое дополняет защитные свойства предохранителей, реагируя на ток утечки, а не на перегрузку или короткое замыкание.
В соответствии с новыми стандартами УЗО называется выключателем дифференциального тока.
УЗО предназначено для отключения электрической сети при поражении человека током. Оно отслеживает утечку, которую создает ток, протекающий через тело человека. Величины тока, которые должны идентифицировать такое устройство, приведены в табл. 1.
В лаборатории микроэлектроники и электротехники на кафедре естественно-научных и общетехнических дисциплин Ямальского нефтегазового института филиала Тюменского государственного нефтегазового университета при обучении студентов по направлению 220700.62 «Автоматизация технологических процессов и производств» по профилю «Автоматизация технологических процессов и производств в нефтяной и газовой промышленности» разработана и в течение нескольких лет применяется методика моделирования элементов устройств защитного отключения средствами автоматизированной системы проектирования элементов электротехнических устройств на базе наборов интегральных микросхем и элементов электрических цепей Multislim [4].