Дифференциальный автомат: принцип работы, параметры, плюсы и минусы

Для чего нужен дифавтомат, и какой принцип его работы разного типа: чем отличается, устройство и схема

Из данной статьи вы узнаете об устройстве, принципе работы дифавтомата, а также его отличиях от других защитных электрооборудований.

Защита от удара током при помощи дифференциального автомата

Современное общество отличается широким использованием разнообразного электрооборудования. Нередко встречаются случаи, когда вновь приобретенная техника подключается к проводке, не рассчитанной на высокие потребляемые токи.

Другая ситуация: вместо дорогих устройств известных производителей в целях экономии приобретаются конструкции малоизвестных брендов. Недобросовестные производители снижают себестоимость изделий в ущерб качеству. В целях повышения безопасности людей, предотвращения пожаров разработаны разнообразные устройства защиты.

Что такое дифференциальный автомат и для чего нужен

Дифференциальный автомат конструктивно объединяет в едином корпусе два типа защиты:

  • От перегрузки (короткого замыкания, превышения допустимого значения тока потребления);
  • От токов утечки.

Первый тип используется в токовых автоматах и предусматривает отключение фазного и нулевого проводников при увеличении тока нагрузки выше того, на который рассчитан автомат. Второй тип защиты используется в УЗО – устройствах защитного отключения. Принцип действия заключается в сравнении токов в нулевом и фазном проводах. Наличие разницы говорит о появлении тока утечки, который может быть опасен.

Фактически, дифавтомат объединяет в одном корпусе два устройства.

Достоинства и недостатки

Дифавтомат обладает следующими достоинствами:

  • Экономия места в распределительных щитах ввиду совмещенности двух устройств.
  • Упрощение монтажа и сокращение количества точек подсоединения проводов.
  • В случае срабатывания размыкаются одновременно все питающие проводники (ноль и фаза).

В то же время у данных устройств есть и недостатки:

  • Более высокая стоимость.
  • Затруднение диагностики причины срабатывания.
  • При повреждении меняется полностью вне зависимости от того, какой тип защиты отказал.

Таким образом, если при отдельно установленных автоматах и УЗО можно легко определить, чем вызвано срабатывание (коротким замыканием или током утечки) и при необходимости заменить необходимое устройство, то дифференциальный автомат меняется целиком. Причем для поиска причин необходимы некоторые навыки.

Область применения

Дифавтомат, как и УЗО, наилучшим образом раскрывает достоинства при установке в цепях, которые нуждаются в особом контроле. Это мощная нагрузка, расположенная в помещениях с высокой опасностью, наличие чувствительной к параметрам питающей сети аппаратуры.

К опасным помещениям относятся те, которые имеют высокую влажность и наличие электроаппаратуры. Например, ванная комната с электрическим бойлером или стиральной машинкой, кухня с электроплитой.

Где лучше установить дифавтомат вместо УЗО

Учитывая то, что дифференциальный автомат занимает меньше места, чем совместно устанавливаемые токовые автоматы и УЗО, то они наиболее удобны при размещении в малогабаритных распределительных щитах. Также удобно использовать дифавтоматы в щитах, распределяющим питание на большое количество цепей, поскольку так можно значительно упростить нагрузку. Одновременно возрастает надежность, так как в распределительных щитах слабым метом являются точки коммутации – клеммы устройств с подсоединенными проводами.

Параметры

При установке дифавтомата следует учитывать три основных параметра:

  • Напряжение питающей сети и количество фаз – 220В или 380В, 1 фаза или 3.
  • Ток срабатывания. Данный параметр аналогичен таковому у автомата защиты.
  • Ток утечки. Здесь все аналогично УЗО.

Есть еще несколько параметров, с которым знакомы не все:

  • Номинальная отключающая способность. Ток короткого замыкания, который способно выдержать устройство без нарушения работоспособности.
  • Время срабатывания дифференциальной защиты.
  • Класс токоограничения. Показывает время гашения электрической дуги при коротком замыкании.
  • Тип электромагнитного расцепителя, от которого зависит превышение тока срабатывания по сравнению с номинальным.

Тип электромагнитного расцепителя

Электромагнитный расцепитель в дифавтомате предназначен для мгновенного размыкания цепи при превышении номинального тока в указанное количество раз. Распространены следующие типы:

  • В – ток срабатывания превышает номинальный в 3-5 раз.
  • С – ток срабатывания превышает номинальный в 5-10 раз.
  • D – ток срабатывания превышает номинальный в 10-20 раз.

Ток утечки (отключающий дифференциальный ток) и его класс

Порог чувствительности дифференциального трансформатора определяет ток утечки, который вызывает срабатывание защиты. Наибольшее распространение получили дифференциальные трансформаторы с чувствительностью 10 и 30 мА.

Кроме числового значения тока утечки, важное значение имеет форма. В соответствии с этим различают такие классы устройств защиты:

  • АС – контролируется синусоидальный ток утечки.
  • А – кроме синусоидального, учитывается пульсирующий постоянный, что важно при защите цифрового электронного оборудования.
  • В – к перечисленным токам добавляется сглаженный постоянный.
  • S – выдержка времени на отключение – 200-300 мс.
  • G – выдержка времени – 60-80 мс.

Номинальная отключающая способность и класс токоограничения

Данный параметр характеризует ток короткого замыкания, который в состоянии выдержать контактная группа автомата защиты без повреждения в течении времени отключения. Чем выше значение параметра, тем больше вероятность того, что после устранения повреждения в сети дифавтомат останется работоспособным. Типовой ряд значений таков:

  • 3000 А;
  • 4500 А – вместе с первым значением сегодня практически не используется;
  • 6000 А – часто используемое значение;
  • 10000 А – подходит к местам с близким расположением к питающей подстанции, но имеет высокую стоимость.

Класс токоограничения характеризует скорость отключения при протекании критического тока. Время выключения (скорость) включает время гашения дуги между размыкающими контактами. Меньшее время, то есть более высокая скорость выключения, гарантирует большую безопасность. Существует три класса: с первого по третий.

Электронный или электромеханический

По внутреннему оснащению различают электромеханические и электронные устройства. Электромеханические дифавтоматы считаются более надежными и не требуют для работы внешнего питания.

Электронные устройства имеют более стабильные параметры, но для нормальной работы требуется наличие стабильного питания на входе.

Принцип работы селективного типа

В разветвленных электрических сетях применяется двухуровневая система защиты.

На первом уровне устанавливается дифференциальный автомат, который контролирует линию нагрузки полностью. На втором – дифавтоматы контролируют каждую выделенную цепь по отдельности.

Чтобы предотвратить одновременное срабатывание устройств защиты обоих уровней, первый дифавтомат должен обладать селективностью, которая определяется временем задержки на отключение. Для этих целей используют автоматы классов S или G.

Особенности выбора для квартиры или дома

Параметры автоматов во многом зависят от характеристик электропроводки и устанавливаемого оборудования. Часто ставят защиту с током утечки 30 мА, поскольку более чувствительные устройства могут выдавать ложные срабатывания при изношенной электропроводке и при большом количестве подключенных приборов.

Тап электромагнитного расцепителя определяется параметрами подключаемой нагрузки.

По току срабатывания руководствуются теми же условиями, что и при выборе автоматов защиты.

Условия эксплуатации

Установка дифференциальных автоматов производится как с использованием заземления, так и без него.

Ошибки при покупке

Главная ошибка при покупке дифавтомата – стремление обезопасить себя. В связи с чем потребители выбирают устройства с минимальным током защиты и перегрузки. В результате наблюдаются многочисленные ложные срабатывания.

Превышение тока отключения не гарантирует надежное отключение при высоких токах нагрузки.

Грамотный подбор параметров автоматики защиты обычно выполняют специалисты, которые также дают рекомендации по распределению электрических цепей и монтажу силового щита. Отсутствие должной квалификации не гарантирует нормальной защиты потребителей от нештатных ситуаций.

Полезное видео

Принцип работы дифавтомата

Дифавтомат широко используется при производстве электромонтажа. Данное приспособление способно защитить не только живой организм, но и всю электрическую систему от повышенной нагрузки, при утечке электротока, а также от короткого замыкания. Приспособление сочетает функции двух приборов: автоматического выключателя и УЗО.

Дифавтоматы используются в электросетях переменного тока, имеющих одну или три фазы. Такие устройства содействуют увеличению уровня надежности во время непрерывной эксплуатации электрооборудования. К тому же дифавтомат способен предотвратить пожар, спровоцированный возгоранием изоляционного слоя токоведущих элементов электроприборов.

Как устроен дифференциальный автомат

Дифавтомат состоит из рабочей и защитной частей. Первая включает в себя автомат. В нем заключены: система расцепления и рейка, которая сбрасывает выключатель. В зависимости от типа устройства есть двухполюсные и четырехполюсные УЗО. Система расцепления имеет два расцепителя:

  • электромагнитный – выключает электролинию при появлении в сети короткого замыкания;
  • тепловой – отключает электролинию в случае образования высокой нагрузки.

Вторая часть дифавтомата включает модуль дифференциальной защиты. Он способен обнаружить утекающий ток. К тому же данный элемент преобразует ток в механическое воздействие. При этом рейка сброса отключает выключатель.

Основой конструкции дифавтомата является трансформатор, который обнаруживает остаточный ток.

Плюсы и минусы

Преимуществом дифавтомата в первую очередь является небольшой размер прибора. Он занимает немного места в электрическом щитке. При таких габаритах появляется возможность установить электрический щит меньшего размера.

Процесс подключения дифавтомата менее затратный и трудоемкий. Установка прибора не займет много времени. Кроме этого это устройство не требует дополнительных приборов для его применения, поэтому при замене необходим только один дифавтомат.

До недавнего времени минусом дифавтомата являлось трудность выявления неисправности при срабатывании. Современные производители оснастили приспособление сигнальными флажками. При этом возможно определить участок схемы, где возникла неисправность.

При срабатывании прибора очень трудно понять причину срабатывания, так как их может быть несколько. То ли он сработал на утечку тока, то ли от перенапряжения, а может от возникновения в сети короткого замыкания. Это также является недостатком данного прибора.

Дифавтомат электронного типа имеет изъян: при обрыве нулевого проводника фазный провод находится под напряжением, что может привести к поражению человека электротоком. Устройство электромеханического типа не имеет такого отрицательного момента, и работоспособность его остается на прежнем уровне. Однако эти типы приборов дорого стоят в отличие от электронных.

Технические характеристики

Основной технической характеристикой дифференциального автомата является величина номинального тока. Данный показатель нормированный, и соответствует 6А, 10А, 16А, 25А, 50А. При нанесении данной маркировки на защитный прибор это значение указывается совместно с показателем быстродействия, которые выражены символами: В, С, D.

К следующей характеристике относится ток отключения напряжения. Практически для всех моделей эти параметры соответствуют: 10мА, 30мА, 100мА, 300мА, 500мА.

В характеристиках прибора указывается номинальное напряжение. Оно может быть 220В в однофазной сети и 380 в трехфазных электролиниях.

Величина тока утечки и селективность являются характеристиками данного приспособления. В соответствии с этим показателем приборы могут иметь такие обозначения: А – приборы, которые срабатывают на утечку тока переменного параметра; АС – устройства, срабатывающие на утечку тока, имеющего постоянную величину; В – приспособления, отключающиеся при создании двух вышеперечисленных обстоятельств.

Далее указывается тип встроенного УЗО. На поверхности устройства данный параметр обозначается в буквенном выражении или в виде рисунка.

Читайте также:  Подрозетник для гипсокартона: размеры, конструкция и особенности монтажа

Так как в основу дифавтомата входит встроенное УЗО, то принцип селективности в данном приборе также существует. Этот принцип заключается во временном отрезке задержки срабатывания. То есть защитный прибор, который ближе всех расположен к электросчетчику, должен иметь наибольшее время задержки отключения.

В соответствии с этим устройства имеют маркировку с буквой S, что обозначает задержку отключения в 200-300мс, или с буквой G – 60-80мс.

Причины сработки дифавтомата

Иногда после установки дифавтомата возникают частые срабатывания. Это случается ввиду некоторых причин:

  • При монтаже двух дифавтоматов спутаны нейтральные провода. В такой ситуации при включении кнопки тестирования не возникнет никаких причин для переживаний, кнопка сработает, как положено. Но в результате его использования в работе, он сразу отключится.
  • Нейтральный проводник, идущий от выхода прибора, подсоединен к нулевой шине. При этом правильным будет подключение его к потребителю электроэнергии. При включении дифавтомата в работу, он также сработает. При этом кнопка Тест не исправна.
  • Провод защитного заземления и ноль соединены. В данном случае прибор просто не включится.
  • При существовании двух дифавтоматов, нейтральные провода объединены в схеме. Все два автомата будут включаться, кнопка Тест мгновенно отключается, при подаче нагрузки автоматы сразу отключаются.
  • При установке дифавтомата неправильно был подключен нулевой проводник. Провод, соответствующий нолю должен подключаться сверху, путем подсоединения к гнезду с буквой N, а отходящая нейтраль идет уже напрямую к потребителю. Вести себя автомат будет, так же как и в предыдущем случае.

Причиной отключения может стать ситуация когда нулевой проводник идет не от защитного устройства, а от нулевой шины. При этом прибор не будет включаться.

Дифференциальные автоматы (Часть 2). Подключение и применение

Во второй части продолжаем рассмотрение таких устройств защиты, как дифавтоматы. Подробно рассмотрим его правильное подключение по различным схемам, преимущества и недостатки, область использования и советы по выбору.

Подключение

Для подключения дифавтомата не потребуется больших знаний и умений. В этом нет ничего сложного. Вверху автомата находятся пластины контактов и крепежные винты для подключения проводников ноля и фазы, приходящих от прибора учета. Внизу расположены контакты, к которым должны подходить проводники от нагрузки потребителя.

Порядок подключения:
  • Зачистить концы проводов от изоляции на длине 1 см.
  • Ослабить винты крепления клемм.
  • Вставить в клеммы проводники.
  • Затянуть винты крепления с усилием, предотвращающим ослабление контакта при эксплуатации.
  • Проконтролировать надежность крепления проводов в клеммах.

Проводники чаще всего применяют с медными жилами. Так как медь является довольно мягким металлом, то после выполнения подключения рекомендуется еще раз подтянуть крепление контактов присоединения проводов.

Схема с входным дифавтоматом

Это одна из распространенных схем соединения дифавтомата, расположенного в схеме на входе после прибора учета. По такой схеме все нагрузки потребителей обеспечены защитой автомата. При появлении аварийных режимов подача электроэнергии будет прекращена.

Недостатком такого подключения является полное обесточивание потребителей, и трудный поиск неисправности. Практически найти неисправность можно, если после устройства защиты на отдельные группы потребителей подключить свои автоматы защиты. При этом их подключают в порядке очереди. Неисправность будет расположена в той группе, где срабатывает защита при включении питания.

Дифавтоматы на опасных нагрузках

Этот вариант схемы довольно спорный, так как существуют оптимальные варианты с такими же результатами, однако имеющими меньшие затраты.

По такой схеме включения дифавтомата имеется возможность отключения каждой группы нагрузок по отдельности. Если сработает защита, то уже точно известно, где находится неисправность, и нет проблем с ее обнаружением. Однако таких же результатов можно достичь намного проще.

Такое же качество защиты будет при подключении после прибора учета двухполюсного УЗО, а далее на каждую линию по отдельному автомату. Единственной проблемой будет выявление места неисправности. Эту проблему решают также, путем подключения автоматов по очереди, до момента срабатывания защиты.

Ошибки подключения

Бывает, что после сборки схемы дифференциальный автомат не включается, либо быстро отключается при подключении потребителя. Это указывает на неправильное подключение или ошибки.

Некоторые основные ошибки при самостоятельной сборке схемы:
  • При наличии 2-х автоматов, отходящие от них нулевые проводники далее по схеме где-то соединены. При этом оба дифавтомата включаются, однако при тестировании сразу отключаются. С подключением потребителя – та же ситуация.
  • Перепутаны нулевые проводники двух автоматов. При этом тестирование проходит нормально, однако при подключении потребителя автоматы сразу выключаются.
  • Неправильное подключение нулевого проводника. С шины ноля провод должен приходить на соответствующий вход, который промаркирован буквой «N», находящийся вверху. Снизу от ноля провод должен уходить к потребителю. Поведение при включении такое же: при включении нагрузки автомат выбивает, тест также не работает.
  • Нулевой провод с выхода автомата подходит не на потребитель, а идет снова на нулевую шину. При проверке работы схемы все симптомы неисправности прежние.
  • Ноль для потребителя взят не от выхода дифавтомата, а сразу с нулевой шины. При проверке работы автомат сразу срабатывает на отключение.
  • Проводники заземления и рабочей нейтрали по схеме где-то объединены. В этом случае дифавтоматы не включаются.
Преимущества и недостатки дифавтомата и УЗО

Что лучше устанавливать, УЗО или дифавтоматы, в том или ином месте – это вопрос неоднозначный, и спорный. Одни специалисты рекомендуют совместное подключение автомата и УЗО, а другие говорят о целесообразности только дифавтоматов. Рассмотрим плюсы и минусы этих устройств.

Место установки . Основным плюсом дифавтомата являются его компактные размеры. Он занимает мало места на установочной рейке в распределительном щите, по сравнению с установкой двух отдельных устройств. Совместное подключение автомата и УЗО займет в распределительном щите три места, а дифференциальный автомат всего два. Это экономия пространства и уменьшения размера распределительного щита. Однако в продаже уже появляются дифавтоматы размером на одно место.

Трудоемкость подключения обычного автомата и УЗО также довольно спорный вопрос, так как квалифицированный специалист выполнит это без особых проблем, а новичок вполне способен допустить ошибку даже при простом подключении.

Сложность выявления неисправности в работе цепи. Этот вопрос уже не такой актуальный, как раньше, так как производятся устройства защиты, оснащенные сигнальными флажками. По ним можно быстро выявить ту часть схемы, где имеется повреждение или неисправность.

Важным моментом является использование электронных дифавтоматов. Их особенностью является утрата работоспособности при обрыве провода ноля. При этом провод фазы остается под напряжением, что часто приводит к удару человека электрическим током.

Электромеханический тип дифавтоматов не имеет такого недостатка, и находится в работе даже при повреждении целостности нулевого провода. Это предотвращает возможность удара человека током. Единственным недостатком электромеханических дифавтоматов является их повышенная стоимость, в отличие от электронных.

Область использования

Дифавтоматы очень популярны в защите электрической проводки и людей в различных областях, как на различных предприятиях и учреждениях, так и в бытовых условиях.

Дифавтоматы используются в 3-фазных и 1-фазных сетях переменного тока. Он способствует увеличению уровня безопасности при постоянной эксплуатации электрических устройств. Такое защитное устройство не уступает по свойствам УЗО и обычному автомату, поэтому для его использования нет никаких ограничений. Подобную защиту устанавливают на вводе и на выходе линий передач электроэнергии для обеспечения защиты от сверхтоков, поражения током людей, пожарной безопасности.

Советы по выбору

Существует большой выбор параметров имеющихся в продаже защитных устройств. Поэтому сразу трудно сориентироваться в правильном выборе устройства защиты, обладающего необходимыми свойствами.

Для квартиры

В условиях городской квартиры можно исключить потребители с большой индуктивной составляющей тока, а также со значительными токами запуска, и соответственно номинальная величина тока такой защиты необходима не выше 50 миллиампер.

Установка дифавтомата со значительным номинальным током срабатывания в данном случае не обоснована, так как электрическая проводка в квартирах проложена под штукатуркой закрытым методом, и вряд ли будет повреждена.

В результате наилучшим выбором для условий квартиры будут дифавтоматы класса С или В, на номинальный ток от 16 до 25 ампер, с защитой от утечки тока категории А, и настройкой уставки на 50 миллиампер.

Защита для дачи

Для такого варианта нагрузку тока определяют для конкретных условий отдельно, так как в условиях дачи можно применять различные насосы для полива, различные устройства с высокой мощностью. Также нужно учесть совместную эксплуатацию нескольких потребителей.

При настройке уставки тока автомата необходимо обращать внимание на состояние сети, и разделять защиту на отдельные ветви. Для этого сеть разделяют на питающие и силовые цепи. Для отдельной ветви схемы подключаются защиты разных категорий по току утечки и номинальному току.

Особо необходимо отметить деревянные строения. Для них существуют отдельные требования по монтажу электрической проводки, и разделению устройств защиты:
  • Противопожарная защита.
  • Защитные устройства, предотвращающие поражение током человека.
Защита для частного дома

В этом варианте необходимо обратить внимание на характер нагрузки потребления электроэнергии, наличие и число электромоторов, вероятность их подключения и работы в одно время. Если они будут часто работать в одно время, со значительными пусковыми токами, то наилучшим выбором будет монтаж автомата категории D.

Величина номинального тока отключения дифавтомата должна рассчитываться из имеющейся нагрузки и состояния сети питания. От тока утечки лучшей защитой будет автомат класса А с уставкой в 50 миллиампер.

Если дом полностью деревянный, то необходимо разделить защиту от тока утечки на защитную и противопожарную.

Дифавтомат устройство и принцип работы

Приветствую Вас уважаемые гости и постоянные читатели сайта http://elektrik-sam.info!

Начинаем очередную серию публикаций в рамках курса «Автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы — подробное руководство», на этот раз посвященную дифференциальным автоматам. Начнем с рассмотрения устройства и принципа работы дифавтоматов.

Автоматический выключатель дифференциального тока или дифавтомат — это устройство, объединяющее в одном корпусе функции автоматического выключателя и УЗО. Т.е. он позволяет защитить контролируемую цепь от токов перегрузки и токов короткого замыкания (функции автоматического выключателя) и от токов утечки (функции УЗО), позволяя защитить человека от возможного поражения электрическим током и предотвратить возможность возгорания в результате нарушения изоляции токоведущих частей электроустановки.

Конструктивно дифавтоматы изготавливаются из диэлектрического материала и имеют защелку для установки на DIN-рейку. Установка производится так же, как и установка УЗО.

Читайте также:  Как закрепить провод в штробе: особенности крепления, дюбель-хомуты и дюбель стяжки

Для однофазной сети 220В выпускаются двухполюсные дифавтоматы. К клеммам верхних полюсов подключается фазный и нулевой проводник питающей сети, а к зажимам нижних полюсов – фазный и нулевой проводник от нагрузки. При этом, в зависимости от марки производителя и серии они для своей установки на DIN-рейку могут занимать как два, так и более модулей.

Для трехфазной сети 380В выпускаются четырехполюсные дифавтоматы. К верхним клеммам подключаются три фазных провода и ноль со стороны питания. К нижним клеммам три фазных провода и ноль от нагрузки.

При установке на DIN-рейку четырехполюсные дифавтоматы занимают место больше четырех модулей, в зависимости от марки производителя. Т.е. полюсов для подключения проводов четыре, а занимаемое место в электрощите более четырех модулей, за счет блока дифференциальной защиты.

Применение двухполюсных дифавтоматов, которые при установке занимают два модуля, позволяет сэкономить место в электрощите и упростить монтаж, вместо отдельно установленных автоматического выключателя и УЗО (которые вместе занимают три модуля).

Мы помним из раздела, посвященного устройствам защитного отключения, что УЗО не защищает от сверхтоков и требует установки последовательно с ним автоматического выключателя.

При разветвленной проводке с большим количеством групп, экономия места в электрощите может быть довольно существенной. Однако, зачастую стоимость дифавтомата больше, чем стоимость отдельно установленных автомата и УЗО.

Конструктивно дифавтомат состоит из двух- или четырехполюсного автоматического выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифференциальной защиты. Подробно конструкцию и принцип работы автоматических выключателей и УЗО мы рассматривали в предыдущих разделах, ссылки на них внизу этой статьи.

Повторим вкратце основные моменты.

Модуль автоматического выключателя обычно устанавливается в фазные проводники и содержит тепловой расцепитель для защиты от токов перегрузки и электромагнитный расцепитель (катушку соленоида с подвижным сердечником) для защиты от токов короткого замыкания.
Принцип действия такой же, как и у обычного автоматического выключателя.

При возникновении тока перегрузки биметаллическая пластина нагревается проходящим через нее электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, приводит в действие механизм расцепления, размыкая защищаемую цепь.

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке соленоида магнитное поле перемещает сердечник, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты.

Для защиты силовых контактов дифавтомата от разрушающего действия электрической дуги, применяется дугогасительная камера.

Модуль дифференциальной защиты представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходит фазный и нулевой проводник (первичная обмотка) и обмотка управления (вторичная обмотка). В четырехполюсных дифавтоматах через дифференциальный трансформатор тока проходит три фазных проводника и нулевой.

В обычном режиме работы через фазный провод проходит ток к нагрузке, а через нулевой проводник от нагрузки, т.е. токи равны и направлены встречно. Геометрическая сумма токов равна нулю, наводимые ими магнитные потоки в обмотке трансформатора тока взаимно компенсируют друг друга, и результирующий магнитный поток равен нулю.

При возникновении тока утечки баланс токов нарушается, поскольку в фазном проводе вместе с током нагрузки протекает и ток утечки. Токи в фазном и нулевом проводниках наводят разные по величине магнитные потоки, их баланс нарушается и в тороидальном сердечнике трансформатора тока возникает разностный магнитный поток. Под действием разностного магнитного потока во вторичной обмотке управления возникает ток. Когда величина этого тока превысит пороговое значение, срабатывает механизм расцепления и силовые контакты дифавтомата отключаются от питающей сети.

Как и УЗО, модуль дифференциальной защиты дифавтоматов может быть электромеханическим или электронным. В электронных при возникновении утечки, ток в обмотке управления подается на плату электронного усилителя с катушкой электромагнитного сброса и через механизм расцепителя отключает силовые контакты дифавтомата от питающей сети.

Дифавтоматы с электронным модулем дифференциальной защиты, в отличие от электромеханических, могут потерять работоспособность при обрыве фазного или нулевого проводника со стороны питающей сети (подробно об этом смотрите видео работа УЗО при обрыве нуля), поскольку отсутствует питание, необходимое для работы платы усилителя.

Дифавтоматы некоторых производителей имеют встроенные индикаторы, которые позволяют определить причину срабатывания:

— дифавтомат сработал от перегрузки по току: тепловая защита или электромагнитный расцепитель от токов короткого замыкания;
— или сработал модуль дифференциальной защиты дифавтомата в результате утечка тока.

Если таких индикаторов нет, тогда в случае отключения дифавтомата, неясно что вызывало срабатывание – перегрузка по току, или дифавтомат сработал в результате возникновения тока утечки.

Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки и если дифавтомат отключился, значит он исправен.

Более наглядно принцип работы смотрите в видео Дифавтомат устройство и принцип работы:

Интересные материалы по теме:

Что такое дифференциальный автомат и как его подключают?

Автоматические выключатели способны обеспечить безопасность проводки, поддерживая условия, влияющие на работоспособность приборов. Однако эти устройства не могут защитить людей и животных от поражения электротоком при случайном касании к токоведущим частям подключённого оборудования. Дифференциальный автомат сочетает в себе функции автоматического выключателя нагрузки и УЗО. Он чувствителен не только к перегрузкам, но и к току утечки, что позволяет применять его для защиты людей от опасного напряжения.

Отключение питания дифавтоматом происходит за доли секунды (менее 0,04 с) после изменения параметров дифференциальных токов. За это время человек, попавший под напряжение, не успевает получить серьёзную травму, находясь под защитой автомата. Так же быстро расцепитель срабатывает при возникновении условий, соответствующих короткому замыканию, либо в результате других аварийных ситуаций, угрожающих разрушением электропроводки.

Назначение

Дифференциальные автоматы разрабатывались с целью комплексной защиты от опасных напряжений:

  • человека, случайно коснувшегося оголенного провода или других токоведущих элементов различных электрических приборов;
  • электрооборудования и бытовых приборов от перегрузок и сверхтоков, возникающих при КЗ;
  • электрической проводки, оказавшейся под перенапряжениями в локальных электрических сетях.

Благодаря компактным габаритам и удобным крепёжным приспособлениям, упрощающим монтаж в электрическом щитке, эти устройства активно применяются в домашних сетях, офисных и производственных помещениях. Современные дифференциальные автоматы обладают функциями защиты, которые есть как у автоматических выключателей, так и в УЗО.

Сегодня всё чаще дифференциальные автоматы устанавливаются для защиты электрооборудования и людей в однофазных сетях (рисунок 1), так и в цепях с трёхфазным питанием. При этом контакты дифавтомата защищены дугогасительными камерами, поэтому способны выдерживать многократные коммутации в диапазоне номинальных напряжений, поддерживаемых в однофазных и трехфазных сетях.

Рис. 1. Дифференциальный автомат для однофазной сети

Несмотря на многофункциональность данного электромеханического устройства, его не целесообразно устанавливать в сетях со старой электропроводкой. Дело в том, что в случае утечки электрического тока, имеющей место в цепях с изношенной изоляцией проводов, работа дифференциального автомата, будет сопровождаться частыми защитными отключениями. По той же причине не рекомендуется установка дифавтомата для защиты линий с подключенными компьютерами.

Конструкция и принцип работы

Конструктивно дифференциальный автомат сочетает в себе два устройства: автоматический выключатель и встроенный узел УЗО. Общий принцип построения дифференциального автомата прекрасно объясняет иллюстрация, показанная на рисунке 2. Обратите внимание на синюю кнопку «Тест». С её помощью в любое время можно проверить работоспособность автомата.

Рис. 2. Образное представление конструкции дифавтомата

В реальности эти устройства смонтированы в одном корпусе. У них имеется один рычаг управления, а размыкание контактов происходит под действием общего расцепителя. Разумеется, датчик срабатывания дифавтомата состоит из двух независимых механизмов: биметаллических пластин автоматического выключателя и дифференциального устройства УЗО.

Дифавтомат в разрезе показан на рис. 3.

Рис. 3. Конструкция дифавтомата

Защита цепей от перегрузок работает довольно просто. При значительном превышении допустимых величин номинальных токов или при длительной перегрузке линии происходит нагревание пластин. Одна из них выгибается, воздействуя на коромысло механизма расцепителя. Под действием пружины происходит резкое срабатывание защиты и контакты размыкаются. Для защиты от сверхтоков, возникающих при КЗ, применяется катушка токовой отсечки.

Рассмотрим более детально принцип работы модуля защиты УЗО. Для этого приведём пример структурной схемы дифференциального автомата (рис. 4).

Рис. 4. Структурная схема АВДТ

На схеме видно 2 взаимосвязанных узла: дифференциальный трансформатор (обозначен цифрой 3) и реле напряжения (4). Они образуют модуль дифференциальной защиты. В некоторых конструкциях дополнительно применяются электронные усилители с зависимым или с независимым питанием.

Дифференциальный трансформатор являет собой тороид с обмоткой. Сквозь него проходят силовые проводники (в данном примере их 2 – фаза и ноль). При протекании по ним токов нагрузки, образуются одинаковые по значению, но противоположно направленные магнитные потоки. При таких условиях они не могут наводить напряжения в обмотке трансформатора. Поэтому модуль дифференциальной защиты находится в стабильном равновесии и электричество свободно протекает сквозь замкнутые контакты.

Равновесие системы нарушается при появлении утечки в результате повреждения изоляции, пробивании на корпус и по другим причинам, включая прикосновение человека к токоведущим элементам, например к корпусу прибора, находящемуся под напряжением. В таких случаях возбуждаются обмотки трансформатора, а токи наводки поступают (обычно через усилитель с электронным модулем) на катушку магнитоэлектрического реле. Магнитное поле через якорь воздействует на шток, который запускает механизм расцепителя, в результате чего происходит молниеносное отключение участка защищаемой линии.

Защитный модуль реагирует появление дифференциального тока, а при его обнаружении процесс завершается защитным отключением. Порог срабатывания автомата задают путём регулировки уставок. В зависимости от конкретного предназначения дифавтомата его порог чувствительности может иметь разные значения. В частности, для защиты персонала, селективный дифавтомат должен среагировать при обнаружении дифференциального тока, величина которого не более 30 миллиампер.

Замыкание контактов выполняется внешним усилием на управляющий рычаг.

Обратим ваше внимание на одну важную деталь: трансформаторы тока возбуждаются только при утечке «на землю», например, при наличии защитного заземления. Это значит, что если человек попал под напряжение между проводом фазы и нейтралью (то есть, нет замыкания на землю) то прибор не сработает. Данное обстоятельство следует учитывать при обслуживании линий различных электросетей.

Аналогичная ситуация происходит при обрыве нулевых проводов или в случае отсутствия напряжения питания усилителя. Неисправность можно проверить кнопкой «Тест». Для обеспечения полной безопасности при выполнении ремонтных работ следует отключать дифференциальный автомат вручную, или вводный автомат.

Читайте также:  Какая проводка лучше медная или алюминиевая: преимущества и недостатки

Отличие дифавтомата от УЗО

Всякое устройство, предназначенное для защитного отключения, реагирует только на наличие дифференциальных токов, а дифавтомат отсекает ещё токи перегрузок и сверхтоки при КЗ. В этом главное отличие этих защитных аппаратов.

Визуально дифференциальный автомат от УЗО трудно отличить. У них одинаковые корпуса и даже габариты не слишком отличаются. Но эти устройства можно отличить по другим признакам:

  • способу маркировки по номинальному току;
  • по изображению электрической схемы на корпусе электроприбора;
  • аббревиатурной надписи;
  • названию устройства.

Рассмотрите внимательно рис. 5. На изображении видно условные надписи и схемы. По некоторым из них различают указанные приборы.

Рис. 5. Обозначения на корпусе

Расшифровка обозначений на корпусе

Маркировка.

На корпусе устройства указаны параметры по номинальному току. В нашем случае, на рисунке указано «50 А». Такая надпись проставляется на УЗО. В случае с дифавтоматом перед цифрой 50 добавляются большие латинские буквы B, C либо D, характеризующие тип расцепителя. Например, С32 означает что перед нами дифференциальный автомат, рассчитанный на номинальный ток 32 А, со встроенным расцепителем типа C.

Изображение схемы.

Смотрим на рисунок 5, справа. На схеме дифавтомата присутствуют дополнительные элементы: электромагнитный и тепловой расцепители. Этих элементов нет на схеме УЗО.

Аббревиатура.

На нашем рисунке указана серия устройства: ВД1-63. Буквы ВД обозначают выключатель дифференциальный, то есть УЗО. На дифавтомате будет красоваться надпись: «АВДТ», что расшифровывается как автоматический выключатель дифференциального тока.

Название.

Некоторые производители пишут название устройства на корпусе сбоку. Для УЗО – «Выключатель дифференциальный», а для дифавтомата – «Автоматический выключатель дифференциального тока».

Общие обозначения для обоих типов выключателей (см. рис. 5):

  • напряжение переменного тока;
  • дифференциальный ток;
  • условный сверхток КЗ;
  • тип УЗО;
  • температурный диапазон.

Технические параметры

Приводим основные характеристики двухполюсных дифавтоматов, наиболее часто применяемых для защиты в однофазных сетях.

Наименование дифавтоматаКоличество полюсовНоминальный ток, АТок утечки, мА
АВДТ 32 C40 30мА24030
АВДТ 32 C40 100мА240100
АВДТ 32 C50 100мА250100
АВДТ 32 C63 100мА263100
АВДТ 32 B1621610
АВДТ 32 B2522510
АВДТ 32 C62630
АВДТ 32 C1021030
АВДТ 32 C1621630
АВДТ 32 C2022030
АВДТ 32 C2522530
АВДТ 32 C3223230

Типовые схемы подключения

Выбор схемы подключения дифавтомата зависит от того, какие задачи мы стремимся решить. Условно их можно разделить на два типа:

  • схемы для защиты одним автоматом всех электрических групп;
  • использование отдельных устройств, для каждой защищаемой группы (рис. 6).

Рис.6. Подключение АВДТ

Схема защиты отдельных групп более приемлема, так как при возникновении неполадок в группе, отключается не вся сеть, а лишь проблемные цепи. Такое подключение требует больше устройств АВДТ, но это оправдано.

При подключении дифференциального автомата мы советуем руководствоваться правилами:

  1. Дифавтомат всегда устанавливается после вводного автомата и электросчётчика.
  2. Нулевой провод на выходе АВДТ нельзя подсоединять к нейтралям других линий.
  3. В старых домах с обветшавшей проводкой возможны утечки из-за плохой изоляции. Если защита дифавтоматом всё-таки нужна, то лучше использовать устройства с настройкой по токам утечки на грани 30 мА.

Как выбрать?

ПУЭ рекомендуют устанавливать дифференциальные автоматы в тех сетях, которые имеют защитный нулевой проводник. Для однофазных сетей выбираем двухполюсный автомат, а для трёхфазных – с четырьмя полюсами (других не бывает).

Обращаем внимание на два основных параметра: величину номинального электричества и показатель тока утечки. Важно, чтобы номинальный ток соответствовал расчётным значениям вашей защищаемой электрической группы. Для защиты от поражения электричеством следует выбирать устройства с минимальным показателем по току утечки. Считается, что 30 мА – это верхний предел, который нельзя превышать.

Тип встроенного УЗО учитывают в зависимости от того какие дифференциальные токи могут быть в защищаемых устройствах – синусоидальные (используем класс АС) или постоянные (защитят устройства класса А).

Менее важны параметры питания электронных усилителей, наличие защиты от обрыва нейтрали. Если вам трудно сделать правильный выбор – совет специалиста – лучший способ не ошибиться.

Назначение дифавтомата, его применение

Дифавтомат, или дифференциальный автомат, является устройством защиты, применяемым в электрических сетях. Зачем нужны такие приборы, если существуют обычные автоматические выключатели и УЗО? Они защищают человека от поражения электрическим током и одновременно обеспечивают безопасность при эксплуатации электроприборов, не допуская возгорания проводов, которое может привести к разрушительным пожарам.

Защитные устройства

Самым распространенным устройством защиты на сегодняшний день являются автоматические выключатели (автоматы). Они призваны отключить подачу тока в цепи, если его значение превышает номинал автомата.

Характеристики этого прибора должны соответствовать характеристикам защищаемой цепи. При возникновении в ней сверхтоков (в случае короткого замыкания, или в случае подключения нагрузки, превышающей допустимые параметры) автомат отключает подачу электричества.

Автоматический выключатель устанавливается в разрыве фазного провода внутри распределительного щита. В опасной ситуации он срабатывает, отключая фазу.

В сетях, где возможна утечка электроэнергии, например во влажных помещениях, будет оправдано применение второго вида защитных устройств – дифференциального реле, или УЗО (устройства защитного отключения).

Такие устройства отключают подачу электричества, если будет обнаружена утечка тока в цепи.

Утечка может произойти при повреждении изоляции кабеля или пробое на корпус электроприбора.

Возможна также ситуация, когда изоляция проводов, подвергшихся воздействию влажности (особенно в местах соединений), начинает проводить ток.

В случае прикосновения человека к такому неисправному проводу или прибору, дифреле практически мгновенно отключит подачу тока. Устройство защитного отключения устанавливается на фазный и нулевой проводник. Оно выключается при возникновении разницы между токами в обоих проводниках. При срабатывании УЗО отключает оба проводника.

Два в одном

Чтобы обеспечить максимальный уровень безопасности, необходимо предусмотреть аварийное отключение и при коротком замыкании, и при повышенной нагрузке, и при возникновении утечки тока.

До недавнего времени эти задачи выполнялись только путем установки одновременно и автоматических выключателей и дифференциальных реле. Устанавливались они один за другим, относительно направления тока, и выполняли последовательно каждый свою функцию.

С появлением дифавтомата – прибора нового поколения защитных устройств, необходимость ставить в распределительный ящик автоматического выключателя и УЗО исчезла.

Назначение дифференциального автомата – защита сетей при всех перечисленных выше неисправностях. Чтобы уяснить, для чего же нужен дифавтомат, достаточно знать, что этот прибор является как бы объединением автоматического выключателя и устройства защитного отключения, и способен выполнять функции обоих одновременно.

Внешний вид

Внешне дифференциальный автомат представляет собой устройство из пластмассы, обладающей высокой стойкостью к возгоранию и оплавлению. В конструкцию включен рычажок, задачей которого является принудительное включение и выключение прибора.

Для проверки работоспособности и правильности монтажа, на корпусе присутствует кнопка «ТЕСТ», в некоторых вариантах исполнения она обозначается буквой «Т».

Для подключения дифференциальный автомат имеет клеммы с винтовыми зажимами. У однофазного устройства их четыре, у трехфазного – восемь. Нулевая и фазные клеммы обозначены соответствующими буквами. Менять их местами при подключении недопустимо.

Крепится дифавтомат на стандартную 35-миллиметровую DIN-рейку, для чего, как и во всех современных устройствах защиты, предусмотрен кронштейн со специальной защелкой.

Использование дифавтомата, в значительной мере оправдано в распределительных щитах больших электроустановок, когда является актуальной экономия места в щите.

Дифференциальный автомат намного компактнее, чем автоматический выключатель и дифференциальное реле вместе взятые.

Если учесть еще и количество проводов, которыми необходимо будет соединить эти два устройства, преимущество применения дифавтомата в компоновке распределительного ящика становится очевидным.

Характеристики

При выборе дифавтомата учитывается фазность и напряжение сети. Как правило, для однофазной сети оно составит 220 В, для трехфазной – 380 В.

Следует учесть, что при монтаже однофазный дифавтомат займет место для 2-4 модулей, а трехфазный – 6-7 модулей.

В зависимости от характеристик электропроводки, определяются параметры устройства, при которых будет обеспечена его корректная работа.

Основными параметрами дифференциального автомата являются:

  • класс (обозначается буквой латинского алфавита и зависит от характеристик деталей, из которых изготовлено устройство), для бытовых нужд достаточно применение класса С;
  • номинальный ток – цифры, указывающие значение тока, при котором допустимо использование дифавтомата, и, одновременно, максимальное значение, при превышении которого, автомат отключится. Указываются после буквы, обозначающей класс;
  • значение тока утечки, при котором отключается устройство. Указывается в миллиамперах цифрами после символа IΔn. В жилых и хозяйственных помещениях используют дифавтоматы с дифференциальным током 30 mA.

На корпусе дифавтомата может стоять торговый знак производителя, а также отображаться внутренняя схема устройства.

Особенности монтажа

Монтаж и подключение дифавтомата производится в соответствии со схемой электропроводки в помещении.

При подключении необходимо учесть некоторые нюансы, несоблюдение которых может привести к некорректной работе прибора и небезопасности всей электроустановки в целом.

В верхней части устройства находятся вводные клеммы. Фазу и нуль обязательно нужно подавать на них, иначе будет отсутствовать питание дифавтомата и работать он не сможет. Нагрузка подключается к нижним клеммам устройства. Менять этот порядок недопустимо.

Нагрузка или вся группа подключается именно к выводным клеммам дифавтомата. Если, к примеру, нулевой контакт подключить от общей шины, минуя прибор, то дифавтомат будет всегда выключаться при включении нагрузки, так как будет происходить утечка тока по нулевой шине.

Нулевой провод группы недопустимо соединять с заземляющим проводником, иначе дифавтомат зафиксирует нагрузку и отключится.

Допускается заземлять корпус нагрузки-электроприбора, если конструктивно он не связан с нулевым контактом. В этом случае отключение дифавтомата произойдет при пробое на корпус еще до касания его человеком.

Если в электроустановке присутствует несколько групп, цепей, защищаемых дифавтоматами, не следует объединять их нулевые проводники. Не следует подключать нулевой и фазный проводник к разным дифавтоматам.

В упрощенном виде правила подключения дифавтомата можно выразить тремя фразами. Сколько проводников вошло в устройство, столько их должно и выйти. Подключать к ним можно нагрузку только в пределах одной группы. Нулевой проводник можно соединять с заземляющим только до дифавтомата.

При правильном выборе параметров дифавтомата и соблюдении требований схемы электропроводки, будет гарантирована безопасность эксплуатации защищаемой электросети, и, как следствие этого, станет безопасным использование электроприборов и оборудования, а срок их эксплуатации до выработки ресурса, существенно увеличится.

Ссылка на основную публикацию