Автомат дифференциал
Для чего применяется дифференциальный автомат
В бытовой электротехнике слово «автомат » подразумевает тип устройства, автоматически отключающего напряжение при перегрузках, или коротком замыкании (КЗ) в сети. Применяется с самого начала возникновения электротехники для защиты сетей и электроприборов. В последние десятилетия массовой популярности набрали устройства защитного отключения (сокращённо УЗО) от поражающего действия электричества.
Но непонимание пользователями, а иногда и электриками отличий и предназначения данных защищающих средств, приводило к случаям установки УЗО без защитных автоматов, вследствие чего возникали пожары, так как данное устройство не выключается даже при КЗ и горит, устраивая при этом пожар и задымление в электрощитовой.
Производители электротехнических защитных приборов быстро откликнулись на эту распространённую ошибку и создали комбинированный электрозащитный прибор, заключающий в себе автомат, защищающий от сверхтоков, и устройство защиты от поражения в одном модуле, называемый дифференциальным автоматом, который также называют дифавтоматом, дифференциальным выключателем, автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ).
Внешний вид дифавтомата
Некоторые характеристики
Дифференциальный автомат применяется для:
- защиты от перегрузок по току и КЗ;
- предотвращения поражения электричеством при случайном прикосновении к оголённому проводу, или неисправном оборудовании, повлёкшим появление напряжения на корпусе;
- недопущения пожароопасной утечки при пробое изоляции.
Дифавтомат является модульным устройством, монтируемым на дин рейку, имеет четыре клеммы для однофазной сети, и восемь для трёхфазной. В независимости от производителя, данным устройствам характерны такие общие черты:
- корпус из тугоплавкого негорючего пластика;
- маркированные контактные зажимы (клеммы) для подключения входящих и выходящих проводников;
- рычажок включения – выключения напряжения. В некоторых устройствах их может быть два;
- кнопка «Тест » для ручной проверки надёжности устройства;
- опционально сигнальный маячок, показывающий тип срабатывания – от перегрузки или утечки;
3-х фазный и 1 фазный дифавтомат
Соответственно им присущи такие обозначения:
- логотип изготовителя, серийный номер;
- максимальный ток короткого замыкания, А;
- рабочее напряжение, В;
- буква, означающая времятоковую характеристику автомата защиты;
- номинальный ток отключения In, А;
- дифференциальный ток утечки IΔn , мА;
- электрическая схема внутреннего устройства прибора;
- маркировка клемм.
Характеристики дифавтомата
Устройство и принцип работы диффавтомата
Дифференциальный автоматический выключатель, одновременно выполняющий функции автоматического выключателя и УЗО, состоит из:
- электромагнитного реле для защиты от сверхтоков и КЗ;
- теплового расщепителя для отключения при длительном превышении номинального тока In;
- датчика дифференциального тока, для выключения цепи при возникновении в ней утечек.
В случае превышения допустимых для каждого устройства параметров, они механически воздействуют на защёлку подпружиненного отключающего механизма, имеющего гаситель дуги.
Электромагнитный и тепловой расщепители идентичны аналогичным частям отдельного автомата защиты по току. Подробно их работа описана в соответствующих разделах, коротко следует отметить важные особенности: При большом токе, многократно превышающем In , практически моментально срабатывает электромагнитное реле, выдёргивая защёлку и выключая дифференциальный автомат.
Тепловое реле, выполненное в виде биметаллической пластины, давящей на задвижку отключающего механизма по мере её нагревания токами, превышающими In , производит выключение в периоде от секунды до нескольких минут, в зависимости от время-токовой характеристики, обозначаемой латинскими буквами, аналогично обычным автоматам защиты. Такое конструктивное решение позволяет выдерживать большие импульсные нагрузки, не размыкая цепь.
Внутренности УЗО
Дифференциальный автоматический выключатель срабатывает при выявлении разницы (по-английскиdifferent) токов, протекающих в фазовом и нулевом проводе, которые в идеальной системе должны совпадать. Образно эту картину можно представить в виде некоего количества электронов, протекающих сквозь входной фазный проводник, разветвляясь на отдельных потребителей и производя в них работу, снова стекающихся в нулевом проводнике, и ни один не должен потеряться.
Наполовину разобранный дифавтомат
Потери подразумевают поток электронов в землю через тело человека, причиняющий поражающее действие, или через плохую изоляцию, что является пожароопасным. В случае утечек, ток нулевого провода будет меньше, ввиду того, что часть носителей заряда потерялась в пути.
Наглядная схемы срабатывания дифавтомата в сети
Измерение разницы тока, протекающего в фазном и нулевом проводе, является принципом работы УЗО, а его объединение с автоматическим выключателем позволило скомбинировать дифференциальный автомат. Данную разницу измеряет датчик дифференциального тока, выполненный в видеторроидального трансформатора, в котором две первичные обмотки включены разнонаправлено в цепи фазы и ноля соответственно, а третья вторичная обмотка подключается к исполнительному устройству.
В штатном режиме работы системы электропитания, при равенстве токов первичных обмоток, создаваемый ими магнитный поток является взаимно скомпенсированным. При утечке, ток в нулевом проводе будет меньшим, баланс магнитных потоков нарушится, и во вторичной обмотке возникнет ток, заставляющий сработать устройство защиты.
Смертельным для человека является электрический ток всего 0,1 А, или 100мА. Соответственно, для защиты должен применяться дифавтомат с IΔn<100мА. Наиболее популярными являются значения IΔn=30мА.
Ток свыше 100 мА при напряжении 220В считается способным выделить достаточное количество теплоты для возгорания изоляции в месте её пробоя, поэтому дифференциальный автомат, имеющий такое значение IΔn , применяется для обеспечения пожарной безопасности больших объектов.
В случае использования трёх проводной сети с заземляющим проводником РЕ, при электрическом пробое на корпус изоляции в неисправном приборе, дифавтомат отключится немедленно. Если данная неисправность произойдёт в устройстве, включённом в двухпроводную сеть, и металлический корпус будет под напряжением, то при касании его человеком, сквозь него пройдёт ток больше IΔn , вызывающий срабатывание защиты очень быстро, поэтому поражение будет минимальным, пострадавший отделается шоком.
некоторые типы дифавтоматов
Чтобы дифференциальный автомат надёжно работал, и не было ложных срабатываний, нужен правильный монтаж данного оборудования. Нужно запомнить правило: входной и выходной ноль – совершенно разные понятия, выходящий нулевой провод нигде не должен контактировать с землёй или любыми другими нейтральными проводниками. В ином случае устройство будет срабатывать при подключении любой нагрузки.
Дифференциальный автомат: схема подключения :
Дифференциальный автомат – это модульное оборудование, которое одновременно сочетает в себе функциональность нескольких устройств. А точнее, возможности автоматов, защищающих сеть от перегрузок и короткого замыкания (возникновения сверхтоков), и устройство защитного отключения (УЗО) – оборудование, которое защищает людей, а также все то, что может соприкасаться с поврежденной частью провода. То есть данное устройство реагирует на утечку электричества. Именно поэтому дифференциальный автомат является универсальным и оберегающим вашу сеть.
Основные функции
- Защита электрической сети от утечки тока на поверхность земли.
- Защита от перегрузок или коротких замыканий в цепях. Другими словами, данное устройство фактически представляет собой автоматический выключатель и УЗО, которые совмещены в едином корпусе.
Дифференциальный автомат или УЗО, благодаря высокому быстродействию, обеспечивает максимальную защиту человека от воздействия электрического тока, в случае его прикосновения к нетоковедущим и токоведущим частям. В первом случае они могут оказаться под напряжением при нарушении или пробое изоляции оборудования.
Кроме того, данный автомат, подобно обычному автоматическому выключателю, эффективно защищает электрические сети при возникновении в них сверхтоков – перегрузок по току и токов короткого замыкания в электрических сетях.
Способы защиты
Защита человека посредством дифференциальных автоматов осуществляется следующим образом. При нормальном режиме работы электрических приборов цепи происходит регулярное сравнение по нейтрали выходящего и входящего электрического тока. В случае обнаружения разницы, значение которой может представлять опасность для жизни человека, происходит осечка, то есть обесточивание защищаемой электрической цепи.
Защита электрической цепи от перегрузок и по току короткого замыкания организована посредством модуля защиты (автоматического выключателя), который встроен в дифференциальный автомат. В результате при прохождении токов, которые превышают номинал по току самого дифференциального устройства, моментально сработает автомат, а неисправная цепь окажется без электрического напряжения.
Основные составляющие
Внутри дифференциального автомата происходит последовательное подключение узлов.
1. Узлы автоматических выключателей:
- биметаллическая пластина (тепловой расцепитель), которая защищает от перегрузки;
- магнитный расцепитель, предохраняющий от сверхкороткого замыкания.
2. Модуль дифференциальной защиты (электронный усилитель):
- электронный усилитель, оборудованный катушкой электромагнита;
- трансформатор, состоящий из тороидального сердечника, предохраняет от утечки электрического тока и защищает человека от электрического удара.
Как выбрать дифференциальный автомат
Выбирается данное электрическое устройство исходя из расчетного и суммарного тока утечки. Следует выбирать такое оборудование, которое обладает максимальной коммутационной способностью, для оконечных устройств – на уровне 3000 A, для групповых – 6000 A.
Из многочисленного количества электронных дифференциальных автоматов желательно выбирать с защитой от обрыва нулевого проводника. Так как обрыв может спровоцировать потерю автоматами напряжения питания, что в результате делает их неработоспособными.
На что обратить внимание при выборе
Если рассматривать типы дифференциальных автоматов, то стоит еще раз обратить внимание на то, что данное оборудование является прекрасным решением для обеспечения безопасной электрической проводки.
Вообще, типы дифференциальных устройств существенно различаются между собой как по стоимости, так и по техническим характеристикам. Поэтому, выбирая дифференциальный автомат (схема ниже), необходимо ориентироваться в первую очередь на токовые показатели и только после на стоимость.
Принцип действия
Данные устройства, как правило, изготавливаются из диэлектрических материалов (практически не проводящих ток). Рабочая часть дифференциального оборудования состоит из рейки сброса, которая обеспечивает внешнее отключение, и механизма, выполняющего независимое расцепление. На защитную часть возложено выявление утечки электрического тока и последующее отключение питания путем сброса выключателя.
Помимо этого в конструкцию входят расцепители: электромагнитный и тепловой. Последний срабатывает при обнаружении перегрузки в сети, первый в случае замыкания отключает линию.
Фактами утечек занимается трансформатор, который фиксирует в проводниках, которые подают питание защищаемой группе, изменения напряжения. Расцепление автомата происходит при обнаружении утечки – присутствии во вторичной обмотке тока.
Схема подключения дифференциального автомата
Установка дифференциального устройства довольно проста: его закрепляют на монтажной DIN-рейке распределительного щита посредством защелки, которая располагается на задней части корпуса. В обязательном порядке необходимо выполнить заземление, так как без него не допускается эксплуатировать дифференциальный автомат. После выполнения монтажа осуществляется проверка оборудования под нагрузкой. Нажимается кнопка «Тест», в результате выключатель должен моментально отключиться.
Важно подобрать соответствующее количество ампер и рассчитать нагрузку потребителей, чтобы избежать перегрузки, за которой последует его отключение.
Подключение дифференциального автомата возможно по следующим схемам:
- Дифференциальное устройство подключается на вводе. Подобная схема обеспечит защиту всех групп электрической цепи.
- Отдельный автомат устанавливается на каждую цепь питания. Он защищает все элементы, подключенные к ней.
Для первого случая характерен один недостаток. Когда происходит отключение автомата, обесточивается вся сеть. Во втором случае происходит отключение лишь отдельной группы, что намного практичней и удобней. Но в то же время первая схема подключения дифференциального автомата занимает мало места, а главное, обходится дешевле.
Пошаговая инструкция
- В первую очередь следует проверить устройство на предмет трещин и повреждений в соответствии с требованиями ПУЭ, так как при наличии неисправностей не будет обеспечена полноценная защита. Эти требования касаются всех устройств подобного типа. УЗО и дифференциальные автоматы представляют собой практически одинаковое оборудование, поэтому и устанавливают их одинаково.
- Далее дифференциальный автомат устанавливается на DIN-рейку в электрическом щите. Как упоминалось ранее, его принцип работы заключается в сравнивании проходящего по фазному проводнику тока с током, который перемещается по нулевому проводнику. Если в цепи возникает утечка, то их значения мгновенно станут разными. Дифференциальное устройство вычислит эти изменения и сравнит их с номинальным значением, которое предусмотрено для данного устройства. В случае когда показания превысят номинальное значение, устройство отключит на этом участке сети питание. И включить его можно будет лишь после устранения неполадок.
- К дифференциальному автомату подключаются два провода – фазный и нулевой (220 B) или один нулевой и три фазных (380 B). От УЗО дифавтомат отличается тем, что не только предохраняет человека от поражения током, но и осуществляет автоматическое отключение сети при коротком замыкании и перегрузке. Также в нем предусмотрена защита от сверхтоков, что отсутствует в УЗО. В соответствии с нормативными постановлениями, необходимо устанавливать только дифференциальные автоматы. К установке допускается только оборудование защитного отключения типа «A», которое реагирует на переменные и пульсирующие токи. Также допускается устанавливать устройства типа «AC», реагирующие исключительно на переменные токи утечки.
Меры предосторожности
Дифференциальное устройства запрещается устанавливать на группу розеток, к которым планируется подключение персональных компьютеров, так как они могут спровоцировать ложные срабатывания, что приведет к порче вычислительной техники.
Кроме того, не допускается объединять линию других автоматов с нулевой линией, так как по этим линиям протекают абсолютно разные токи, что также приведет к отключению дифференциального автомата.
www.syl.ru
Дифференциальный автомат и принцип его работы
Дифференциальный автомат — оборудование, которое совмещает в себе свойства УЗО и автомата. Основное назначение устройства — обеспечение защиты от ударов током в условиях контакта с элементами, проводящими его, в условиях утечки или проблем в функционировании.
Двухфазный дифференциальный автомат
Выключатель дифференциального тока по своей конструкции состоит из двух базовых элементов:
- Рабочая часть — собственно, автомат, в котором предусмотрено наличие расцепляющего механизма и специальной рейки, срабатывающей под внешним воздействием механического характера. В зависимости от модели оборудования, выключатель в его конструкции может иметь два или четыре полюса
- Расцепители — как и в выключателе обычного типа, их предусмотрено два: тепловой и электромагнитный. Первый включается в работу в условиях перегрузки, второй обесточивает линию при возникновении короткого замыкания
- Защитная часть — речь идет об основном элементе, отвечающем за защиту дифференциального типа. Именно он устанавливает факт утечки. Также данный элемент участвует в процессе преобразования тока, и, таким образом, производит сброс посредством рейки. Защитный модуль должен иметь доступ к питанию, и именно по этой причине он активизируется вместе с автоматом. Процесс происходит в определенной последовательности.
Важно! В конструкции защитного модуля есть устройства дополнительного назначения — усилитель с магнитной катушкой, трансформатор, который определяет остаток тока. Чтобы проверить исправность этого элемента, можно просто нажать кнопку «ТЕСТ», которая имеется на его корпусе. Посредством нажатия на эту кнопку имитируется утечка, и оборудование, если оно работает в нормальном режиме, сразу же отключается.
Дифференциальный автомат с с кнопкой проверки работоспособности
Принцип работы
Автоматический выключатель дифференциального тока функционирует примерно по тому же принципу, что и УЗО. Факт утечки регистрируется посредством трансформатора, принцип функционирования которого базируется на вариации показателей проводниковых токов, обеспечивающих подачу энергии к защитной установке. В том случае, если изоляция является целой, а с элементами, проводящими ток, не устанавливается никаких контактов, утечку можно считать отсутствующей. В фазах и на нуле токи будут иметь одинаковые значения.
Электрический ток появляется в конструкции обмотки вторичного типа. В таких условиях начинает функционировать специальная защелка. Она оказывает определенное воздействие на механизм, который отвечает за разъединение системы контактов и самого оборудования.
Дифавтомат для нескольких цепей
Сфера применения
Дифференциальный выключатель автоматического типа подходит для применения в сетях с любыми характеристиками. Сети могут иметь три, одну фазу. Дифференцированный автоматический выключатель, выбранный правильно, существенным образом повышает безопасность эксплуатации бытовой техники, различных приборов. Эксплуатация может быть регулярной и даже постоянной. Качественные автоматы защиты электросети — это гарантированная защита от пожаров. Как известно, они нередко появляются в условиях возгорания, деформации целостности изоляции элементов, проводящих ток, в конструкции разных моделей бытовой техники.
Автомат в электрическом щитке
Как подключить
Разобравшись с тем, что такое дифавтомат в электрике, следует получить представление о принципах его подключения. Они являются примерно теми же, что и в случае с обычным УЗО. Правила таковы:
- Точно так же, как и УЗО, электрические автоматы защиты требуют подключения нолей и фаз цепей, защиту которых необходимо обеспечить
- Запрещено соединять провод, идущий из конструкции автомата, с аналогичными элементами нулевого значения. В таких условиях оборудование просто выйдет из строя, с учетом того, что показатели токов в проводах будут различаться.
Важно! Все группы электрики могут иметь защиту в виде одного автомата дифференциального типа. Устанавливается он, как правило, на участке ввода. Но есть и другая схема, в соответствии с которой автомат используется для защиты конкретной группы электрики, подсоединенной к сети. Такой способ имеет смысл выбирать в тех случаях, когда нужна основательная, гарантированная защита помещений.
Схемы подключения
Если автомат защиты ставится на все группы, то его провода подсоединяются к клеммам, расположенным наверху. К клеммам, расположенным внизу, подводится нагрузка, которая идет от каждой из групп. Следует заранее разделить выключатели. У такой схемы есть преимущества, но есть и недостатки: группы деактивируются, если автомат срабатывает в аварийном режиме. То же самое происходит и в условиях появления проблем в работе любой из имеющихся групп. Чтобы свести к минимуму риск такого срабатывания в помещениях жилого типа, в том числе, с ветхой проводкой, можно установить дифференцированный автомат защиты по току, запрограммированный на включение в условиях с определенными показателями утечки — 30 мА.
Сборка электрического щитка в помещении
Специалисты рекомендуют выбирать для подключения вторую схему: автомат защиты сети подсоединяется к конкретной электрической группе. Схема актуальна даже для тех помещений, в которых уровень влажности воздуха является достаточно высоким. Это кухни, санузлы. Подобная схема выбирается и для помещений, к безопасности которых предъявляются особые требования.
Следует отметить, что защита конкретной группы является более эффективной, чем защита сразу нескольких групп. И речь идет не только о безопасности. Важным аргументом в пользу выбора второй схемы можно считать функциональность.
Важно! При срабатывании одного автомата, сеть не будет полностью обесточена, если оборудование подключено по второй схеме. Эта схема обеспечивает гарантированное и бесперебойное снабжение электричеством в любых условиях. Минус у такого подключения один — высокая стоимость.
Селективная схема
Дифференциальные автоматы могут быть подключены по селективной или по другой схеме. Проще всего рассмотреть преимущества и недостатки каждой из схем на примере многоквартирного дома.
- Селективная схема — при таком подключении даже в условиях утечки от питания будет отключен только тот объект (квартира), в котором произошла авария. Общий автомат будет продолжать работу, и другие объекты — квартиры, в которых системы не были повреждены — будут получать электричество в нужном объеме
- Не селективная схема — такое подключение не гарантирует того, что питание будет обеспечиваться. Объект, на котором зарегистрированы неполадки, будет обесточен, а вместе с ним — и тот автомат, который расположен за его пределами. Сразу же будет деактивирована деформированная электролиния, вслед за ней отключатся и целые линии. Причина — в том, что автомат, установленный на площадке, имеет свои показатели утечки, а элементы отходящего типа — совершенно другие.
Селективная схема подключения автоматов к сети
Важно! Автоматические устройства должны выбираться в соответствии с показателями утечки. Однако выбор схемы от этого не зависит. Селективной может считаться только та схема, в которой оборудование имеет соответствующее обозначение — это латинская буква S.
Посмотрите короткое видео о том, что будет если неправильно выбрать общий неселективный дифавтомат
Особенности установки
Сегодня наиболее распространены дифференциальные выключатели, у которых номинал утечки составляет максимум 30 мА. Такие модели устанавливаются в сетях с тремя, одной фазами. Перед тем, как перейти к их установке, следует как можно более точно определить функциональные характеристики оборудования, его возможности. Также рекомендуется принимать во внимание число потребителей электроэнергии, имеющих доступ к цепи. Это поможет снизить риск ложных срабатываний в условиях перегрузки.
Специфика выбора
Часто перед потребителями электроэнергии встает вопрос: что предпочесть — дифференциальный автомат или УЗО? Однозначного ответа на него просто нет, ведь выбор обуславливается целым рядом факторов.
- Конструкция щитка, наличие в нем свободного места — даже если проводка реконструируется, этот элемент практически не изменяется. Желание установить то или иное оборудование в щитке может не получиться реализовать — в нем попросту может не быть места для него. Дифференциальное оборудование занимает меньше места, чем УЗО. Однако УЗО должно иметь защиту, которую ему обеспечивает автомат. Таким образом, устанавливаются оба устройства, и УЗО займет в щитке больше места
- Цели подключения — если принципиальное значение имеет защита от тока бытовой техники, то вполне хватит и дифференциального автомата. В том случае, если требуется защита не отдельной единицы, но нескольких розеток, имеет смысл установить УЗО. Как только будет зарегистрировано превышение мощности, дифференциальный автомат сразу же будет деактивирован, что повлечет за собой необходимость в замене на более высокий номинал. Если речь идет об УЗО, то все, что потребуется сделать — заменить автомат. В данном случае, имеет значение финансовый вопрос: что обойдется дешевле — автомат или дифференциальное оборудование?
УЗО+автомат и дифавтомат
ProKommunikacii.ru
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.
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:
Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.
Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?
Конструкция (устройство) УЗО.
Устройство УЗО и принцип действия.
Принцип работы трехфазного УЗО.
Работа УЗО при обрыве нуля.
Как проверить тип УЗО?
Почему УЗО выбирают на ступень выше?
УЗО основные характеристики. Часть 1.
УЗО основные характеристики. Часть 2.
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.
elektrik-sam.info
Использование дифференциальных автоматических выключателей
Дифференциальный автоматический выключатель является одним из наиболее распространенных устройств, размещаемых почти в каждом электрическом щите. Он предназначен для обеспечения защиты электрической сети от токов коротких замыканий, перегрузок, а также от возникновения токов утечки в проводах заземления. Эти токи возникают вследствие повреждения изоляции потребителей или соединительных проводов. Другими словами, выключатель дифференциального тока совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя.
Особенности конструкции дифавтомата
Поскольку дифавтомат предназначен для выполнения нескольких различных функций, то в его конструкцию входят относительно обособленные элементы, принцип работы и назначение которых несколько различаются. Все составные части устройства собраны в компактном диэлектрическом корпусе, имеющем крепления для монтажа на DIN-рейку в электрическом щитке.
К рабочей части дифференциального автомата относятся:
- Механизм независимого расцепления.
- Электромагнитный расцепитель. Это устройство состоит из катушки индуктивности, оборудованной подвижным металлическим сердечником. Сердечник соединен с подпружиненным возвратным механизмом, обеспечивающим надежное замыкание контактов выключателя в нормальном режиме работы электрической цепи. Электромагнитный расцепитель срабатывает в тех случаях, если в цепи протекает ток КЗ.
- Тепловой расцепитель. Это устройство размыкает электрическую цепь при протекании по ней тока, незначительно превышающего номинальное значение.
- Рейка сброса.
К защитной части устройства относятся модуль дифференциальной защиты, срабатывающий в тех случаях, если есть ток в проводах заземления электроустановки. В случае превышения этим током определенного значения устройство дает команду на размыкание основных контактов, а также сигнализирует о причинах срабатывания защиты дифференциального автомата.
Составными частями конструкции модуля защиты являются:
- Дифференциальный трансформатор.
- Электронный усилитель.
- Катушка электромагнитного сброса.
- Устройство контроля исправности защитной части дифавтомата.
На передней части корпуса изделия есть специальная кнопка, которая предназначена для проверки работоспособности защитной части устройства. Чтобы спровоцировать контрольное срабатывание дифавтомата нужно просто нажать на кнопку, при этом происходит замыкание цепи, вызывающее ток утечки, на который реагирует защита.
Для обеспечения нормальной работы защитного модуля он подключается последовательно за рабочей частью дифавтомата.
Принцип действия
Ток утечки в системе электроснабжения квартиры может возникать при повреждении изоляции электроприборов. Если при этом используется заземляющий проводник, то на корпусе электроустановки отсутствует повышенное по отношению к земле напряжение. Протекание тока через заземляющий проводник приводит к его нагреву и возможному увеличению сопротивления или даже обрыву заземляющего провода. В том случае, если электроустановка оказывается незаземленной, есть высокая вероятность поражения человека электрическим током.
Существенным минусом защитного заземления является невозможность контролировать состояние целостности изоляции и протекания дифференциальных токов. Принцип работы автомата заключается в осуществлении такого контроля с отключением электрической цепи в случае превышения током утечки допустимых значений.
В основу работы защитной части дифавтомата положен принцип электромагнитной индукции. В качестве датчика, реагирующего на разность токов во входящем и выходящем проводах, используется измерительный трансформатор.
В конструкцию этого устройства входят две встречно включенные обмотки, каждая из которых создает в сердечнике свой магнитный поток. До тех пор, пока эти потоки равны между собой, ток во вторичной обмотке трансформатора равен нулю. Если в сердечнике появляется магнитный поток, то он провоцирует возникновение тока во вторичной обмотке, что вызывает срабатывание защитного механизма, размыкающего основные контакты дифавтомата.
Сфера применения дифавтоматов
Использование этих устройств определяется их функциональным назначением. Правильно подключенный дифференциальный автомат позволяет:
- Добиться обеспечения необходимого уровня электрической безопасности в тех случаях, если повреждена изоляция электроустановки или произошло замыкание фазного провода на ее корпус.
- Предотвратить перегрев и возгорание поврежденных мест изоляции, через которые в течение длительного времени может протекать ток утечки.
- Обеспечить защиту от поражения электрическим током человека в случае непреднамеренного прикосновения его к открытым токоведущим частям электроустановки.
- Надежно защитить систему электроснабжения от выхода из строя ее элементов при возникновении в них коротких замыканий и перегрузок.
- Если есть необходимость в снижении массогабаритных показателей распределительных устройств, то использование дифавтоматов поможет решить эту проблему. За счет совмещения в одном корпусе автоматического выключателя и УЗО можно существенно сэкономить место в электрическом щите.
Выбор дифференциального автомата
Большое количество производителей электрооборудования, а также широкий модельный ряд представленных на рынке дифавтоматов существенно затрудняют выбор этих устройств. Для того чтобы правильно выбрать качественный выключатель тока утечки для конкретной системы электроснабжения, необходимо обратить внимание на такие его характеристики:
- Количество полюсов. Каждый полюс обеспечивает независимый путь прохождения тока и может быть отключен общим разъединительным механизмом. Таким образом, для защиты однофазной сети следует использовать двухполюсные дифференциальные автоматы, а для установки в трехфазной сети – четырехполюсные.
- В зависимости от номинального напряжения различают автоматы на 220 и 400 В.
- Поскольку дифавтомат выполняет функции защиты от токов КЗ и перегрузок, то при его выборе следует руководствоваться теми же правилами, что и для автоматического выключателя. Важнейшими параметрами этих устройств является номинальный ток, значение которого определяется исходя из номинальной мощности подключаемой нагрузки, а также тип времятоковой характеристики. Этот параметр показывает зависимость протекающего через автомат тока от времени срабатывания расцепителя. Для установки в электрических сетях бытового назначения рекомендовано использовать автоматы, имеющие времятоковую характеристику типа С.
- Номинальное значение тока утечки. Показывает максимальное значение разности токов (для определения этого параметра есть специальный символ Δ, нанесенный на корпус устройства), при котором дифавтомат не размыкает электрическую цепь. Как правило, для электрических сетей бытового назначения номинальное значение тока утечки составляет 30 мА.
- Существуют автоматические выключатели дифференциальных токов, предназначенные для работы в сетях постоянного (А или DC) или переменного (АС) тока.
- Надежность устройства. Этот параметр во многом зависит от компании-изготовителя. При выборе и приобретении дифференциального автомата нужно опасаться подделок, приобретая электрооборудование в специализированных магазинах, у которых есть все необходимые документы и разрешения.
Следует заметить, что в случае обрыва нулевого провода, защита, которую обеспечивает дифференциальный автомат, не сможет функционировать из-за отсутствия электропитания. В большинстве моделей дифавтоматов предусмотрена защита от повреждения нулевого проводника, размыкающая цепь при пропадании в ней напряжения.
При обрыве заземляющего проводника может возникнуть ситуация, при которой дифавтомат не среагирует на появлении на корпусе электроустановки повышенного потенциала относительно земли. Однако в этом случае устройство сработает в случае прикосновения человека к такой электроустановке и создания таким образом пути протекания тока утечки.
Подключение
Схема подключения дифференциального автомата достаточно проста. Целесообразно рассмотреть ее на примере одной из наиболее популярных моделей этого устройства ВД1 – 63.
Для работы этого дифавтомата в однофазной сети нужно использовать нулевой и фазный провода, которые подсоединяются к соответствующим клеммам устройства ВД1 – 63. Входные клеммы выключателя дифференциального тока ВД1 – 63 расположены в верхней части его корпуса и имеют маркировку «N» и «1», соответствующую нулевому и фазному проводу.
Подключение дифавтомата ВД1 – 63 выполняется по схеме, представленной на рисунке.
Такое устройство защищает от возникновения токов в цепи заземления сразу несколько групп потребителей. Если в одном из элементов электрической сети возникнет ток утечки, то автоматом ВД1 – 63 будут немедленно отключены все потребители. Достоинством такой схемы является ее простота, а также небольшое количество элементов, не загромождающих пространство в электрическом щите. Эта схема может быть использована в тех случаях, если необходимо обеспечить защиту небольшого количества потребителей.
Для устранения недостатка, связанного с неизбирательностью защиты, обеспечиваемой дифавтоматом ВД1 – 63, используется подключение аналогичных устройств на каждую группу потребителей. Линейка номинальных токов для автоматов ВД1 – 63 достаточно широка и включает в себя стандартные значения от 16 до 100А. Разветвленная схема подключения является более дорогой и сложной в монтаже, соединение ее элементов требует гораздо большего места в распределительном щитке. Однако применение подобной защиты существенно повышает ее надежность и селективность.
Недостатки
Подключение дифференциального автомата обеспечивает значительно больше преимуществ, чем недостатков. Однако, помимо достаточно высокой стоимости этих устройств, к их отрицательным качествам нужно отнести невозможность определения места повреждения изоляции электрической цепи, из-за которого сработал дифавтомат.
Еще одним негативным моментом является относительная сложность этих устройств, которая, во-первых, приводит к снижению их надежности, а во-вторых, требует замены всего изделия в тех случаях, если из строя выходит какой-либо его элемент.
mr-build.ru
Схема подключения дифференциального автоматического выключателя
Главная > Выключатели и розетки > Схема подключения дифференциального автоматического выключателя
Дифференциальный автоматический выключатель, в отличие от простого автоматического выключателя, обеспечивает комплексную защиту сети от перегрузки и нарушения целостности изоляции. Этот более высокий класс защиты позволяет сохранить в целостности сеть и предотвратить поражение человека электрическим током.
Дифференциальный автоматический выключатель
Принцип действия
Дифференциальный автомат отличается от простого автоматического выключателя тем, что в нем используется еще один канал отключения, который срабатывает при утечке тока на «землю». Можно сказать, что к автоматическому выключателю добавлено УЗО (устройство защитного отключения).
Сравнительная характеристика устройств по назначению
| ВДТ. Выключатель дифференциального тока. Автоматический выключатель, управляемый дифф. током, без встроенной защиты от сверхтоков | Защита людей от поражения током при КОСВЕННОМ касании и оборудования от тока утечек | ГОСТ Р 51326.1-99 | Механический коммутационный аппарат и дифф. модуль. |
| АВДТ. Дифференциальный автомат. Автоматический выключатель, управляемый дифф. током, со встроенной защитой от сверхтоков | Защита людей от поражения током при КОСВЕННОМ касании и оборудования от тока утечек. Защита сети от сверхтоков | ГОСТ Р 51327.1-99 | Механический коммутационный аппарат, дифф. модуль, тепловой и электромагнитный расцепители. |
| УЗО. Устройство защитного отключения, управляемое дифф. током | Защита людей от поражения током при КОСВЕННОМ и НЕПОСРЕДСТВЕННОМ** касании, защита оборудования от тока утечек. | ГОСТ Р 50807-95 (2001) | Механический коммутационный аппарат и дифф. модуль.* |
| УЗО. Устройство защитного отключения, управляемое дифф. током со встроенной защитой от сверхтоков - УЗО | Защита людей от поражения током при КОСВЕННОМ и НЕПОСРЕДСТВЕННОМ** касании, защита оборудования от тока утечек. Защита сети от сверхтоков | ГОСТ Р 50807-95 (2001) | Механический коммутационный аппарат, дифф. модуль,* электромагнитный и тепловой расцепители. |
| *Дифференциальный модуль, обеспечивающий защиту от непосредственного касания, отличается повышенной чувствительностью и малым временем срабатывания ** Касание токоведущих частей, находящихся под напряжением. | |||
В основе работы УЗО лежит сравнение тока «втекающего» (фаза) и «вытекающего» (ноль). Сравнение токов происходит с помощью дифференциального трансформатора на тороидальном сердечнике.
Схема работы УЗО
На этом сердечнике размещают три обмотки: одна – фазная, другая – нулевая, третья – сигнальная. При нормальном функционировании сети по фазной и нулевой обмоткам текут одинаковые токи в противоположных направлениях. Они создают в сердечнике магнитные поля, которые также направлены в разные стороны. В результате магнитное поле в сердечнике практически нулевое, из-за этого в сигнальной обмотке напряжение также равно нулю. Для проверки работоспособности служит ограничительный резистор R и кнопка «Тест», при нажатии на нее происходит срабатывание выключателя, это позволяет убедиться, что система в порядке.
Следует заметить, что под дифференциальным автоматом понимают устройство, объединяющее в одном корпусе УЗО и автоматический выключатель. Это замечание справедливо, потому что в точках продажи часто за диффавтомат выдают УЗО.
Если произошло нарушение целостности изоляции или человек коснулся оголенного провода, то часть фазного тока потечет не к нулевому проводу, а на «землю». Баланс токов и магнитного поля в трансформаторе нарушится, из-за этого в сигнальной катушке появится напряжение. Это напряжение вызывает срабатывание исполнительного устройства и отключает автомат. Время срабатывания составляет примерно 0,04 сек.
Схема работы дифференциальной защиты
На рисунке видно, что нарушилась изоляция какого-то прибора (Rн), к примеру, холодильника, напряжение фазы попало на корпус, прикосновение человека к нему замкнуло эту цепь на «землю». Через фазный провод потечет суммарный i1+Δi ток, а через нулевой – только часть i2. Поэтому i1+Δi>i2, магнитный поток в кольце не равен нулю, и наведенный в сигнальной обмотке (1) ток поступает на исполнительный механизм, он и отключает сеть.
Как отличить ВД и АВДТ
В настоящее время получило распространение название ВД (Выключатель Дифференциальный) – это УЗО. АВДТ (Автоматический Выключатель Дифференциального Тока) – это дифференциальный автомат. Кроме того на боковой поверхности появились соответствующие надписи, это касается только российских производителей и то не всех. Различия видны на приведенном рисунке.
Как отличить диффавтомат от УЗО
Конструкция
Если автоматический выключатель состоит из двух каналов защиты (перегрузки и КЗ), то в дифференциальный добавлен еще один – УЗО, соответственно конструкция усложнилась.
Устройство защитного отключения может быть электронным или электромеханическим, встроенным в автоматический выключатель или отдельным.
Различие в устройстве этих выключателей в некоторых случаях может дорого обойтись для человека. Дело в том, что электронное УЗО для своей нормальной работы требует, чтобы линия была всегда под напряжением. Если вдруг по какой-то причине питание на электронный блок не поступает, то при возникновении утечки этот выключатель не сработает. Такая ситуация может возникнуть при обрыве цепи питания внутри выключателя или обрыве нуля за пределами квартиры.
В электромеханическом УЗО работа выключателя гарантируется в любом случае.
Как отличить
Есть два способа, как различить электронные и электромеханические выключатели.
По нанесенной схеме на корпусе дифференциального выключателя.
Электронные и электромеханические выключатели
На левом рисунке видно, что к реле подходят только два провода от дифференциального трансформатора. На правом буквой А обозначена электронная схема, и к ней подведены сигнальные провода от трансформатора и два – от сети для питания. При обрыве нулевого провода вне квартиры питание на электронную схему поступать не будет. Она соответственно перестанет работать, а фаза будет поступать в квартиру, поэтому прикосновение человека к оголенному проводу НЕ вызовет отключения автомата.
Проверка с помощью батарейки
К фазным выводам подсоединяются два отрезка провода с оголенными концами, к ним подключают любую батарейку от 1,5 до 9В. Автомат при этом должен быть включенным. Если конструкция электромеханическая, то произойдет моментальное отключение. Если конструкция электронная, никакого отключения не будет. Полярность подключения батарейки роли не играет.
Проверка с помощью батарейки
Это очень простой и безопасный способ определения, к какому виду относится тот или иной диффавтомат.
Дифавтомат
В его корпусе из негорючего пластика смонтированы:
- механизм отключения,
- тороидальный трансформатор,
- электронное или электромеханическое реле, которое приводит в действие расцепитель устройства.
Устройство дифференциального автомата
Типы
По ГОСТу 53312–2009 дифавтоматы различают по типу отключения АС, А, В, S, G.
- АС – реагируют на переменный ток, возникающий или медленно нарастающий в обмотке управления диффавтомата,
- А – срабатывает на переменный или пульсирующий ток,
- В – реагирует на постоянный, переменный или выпрямленный,
- S – имеет временную задержку срабатывания,
- G – тоже самое, но временная задержка меньше.
Различия есть и по току срабатывания: 10, 30, 100-300 мА. Дифавтоматы с током срабатывания 10 мА предназначены для установки на отдельные розетки или влажные помещения (ванные), 30 мА – на группу потребителей, 100-300 мА – на вводной щиток на всю сеть.
Подключение
Подключение дифавтомата следует начинать с предварительного создания плана-схемы, на котором разделить всех квартирных потребителей на группы: освещение, розетки, нагреватели и т. д. Примерная схема приведена на рисунке ниже.
Примерная схема сети с защитными автоматами
Разделение на группы всегда полезно тем, что если где то сети случится неисправность, то будет отключена только эта часть. Это позволяет сразу локализовать неисправность, и даже если нет возможности быстро провести ремонт, сеть будет функционировать, хотя и в ограниченном режиме.
Кроме того группировка сети позволяет отделить помещения с опасными условиями использования электроэнергии: кухню, ванную, санузел. Влажность в этих помещениях может быть повышенной. Вероятность поражения током при появлении утечки высокая, поэтому там ставят автоматы с током срабатывания 10 мА, для других – 30 мА. С большим током 100-300 мА – устанавливают в входном щите для защиты сети от пожара, так как если общая утечка в сети превысит это значение, то вся сеть будет отключена.
Своими руками. Видео
Про электрическую схему подключения автоматического выключателя своими руками можно узнать из представленного видео.
Использование дифференциальных автоматических выключателей обеспечивает комплексную защиту помещения от аварий и поражения людей электрическим током.
Для защиты трехфазных сетей выпускаются дифференциальные выключатели в трехфазном исполнении. Принципиальных отличий в их работе нет. Следует учитывать только одно, если к домовладению подведена трехфазная сеть, а в нее в доме включаются и однофазные потребители, то общий УЗО на входе ставить нельзя, так как он будет работать некорректно из-за небольшого, но неизбежного перекоса фаз. В этом случае УЗО ставятся индивидуально для каждого потребителя.
elquanta.ru
