Для чего необходим дифференциальный автомат
Дифференциальный автоматический выключатель, по своей сути, является достаточно интересным электроприбором, очень удачно сочетающим внутри себя набор функций, которые выполняет устройство защитного отключения и автоматического выключателя питания электросети.
Подобное устройство используется с целью защиты жизни и здоровья любого человека от возможного негативного воздействия на него электротоком, при его аварийной утечке, либо при непосредственном контакте с токопроводящими частями электрического оборудования. В данной ситуации дифференциальный автоматический выключатель играет роль своеобразного устройства защитного отключения. При возникновении в любой электрической сети перегрузок или короткого замыкания, дифференциальный автомат способен защитить её, как это делает автоматический выключатель.
Конструктивно дифференциальный автомат состоит из двух независимых частей — одной защитной, а другой — рабочей. Рабочая часть выключателя представлена автоматическим выключателем, оснащённым независимым механизмом расцепления. В зависимости от конкретного типа дифференциального автомата, в его конструкции может присутствовать либо двухполюсный, либо четырёхполюсный автоматический выключатель.
В конструкции дифференциально автомата имеются два вида расцепителей — электромагнитный, служащий для отключения электрических цепей при возникновении короткого замыкания в сети и тепловой, предназначенный для аварийного срабатывания при возникновении в защищаемой цепи перегрузки.
Защитная часть дифференциального автомата изготовлена из модуля защиты. Его предназначение заключается в обнаружении токов утечки. Модуль способен преобразовать электрический ток механическое действие отключающее устройство в случае возникновения опасности. Модуль защиты включается в сеть питания последовательно с рабочей частью конструкции дифференциального автомата. Помимо это в модуле защиты предусмотрено ещё несколько дополнительных устройств.
Принцип действия дифференциального автоматического выключателя основан на срабатывания датчика утечки электрического тока. Его роль выполняет специальный трансформатор. При возникновении в его вторичной обмотке электрического тока, а это обусловлено появлением токов утечки или нарушением изоляции в электротехническом устройстве, приводится в действие специальная защёлка. Она оказывает воздействие на механизм, который затем расцепляет автомат и, соответственно, всю систему контактов.
Если вести речь о том, где обычно используются дифференциальные автоматические выключатели, то можно отметить, что чаще всего их применяют трёхфазных, а также однофазных электрических сетях. Данное электроустройство способно резко снизить уровень возможной опасности при непосредственной эксплуатации разнообразных электрических приборов.
Кроме того, дифференциальные автоматические устройства предотвращают возможные возникновения пожаров, которые могут произойти при возгорании изоляционных материалов на токопроводящих элементах различных электроприборов.
Таким образом, активно применяя в электрических цепях дифференциальные автоматические выключатели, можно избежать возникновения очень многих неприятных ситуаций.
Дифференциальный автоматический выключатель – двойная экономия или снижение надежности?
Очень часто при монтаже электрических щитов перед исполнителем — будь то электрик или электромонтажник — встает вопрос, какой вариант лучше применить: установить связку последовательно установленных УЗО и автоматического выключателя либо установить одно устройство — диф. автомат или как его правильно называют автоматический выключатель дифференциального тока (далее по тексту — АВДТ). Казалось бы, вывод тут очевиден, зачем монтировать в щит два устройства, если их вполне может заменить одно? В этом случае и место в распределительном щите экономится, и схема соединений проводов упрощается, чего тут, казалось бы, раздумывать? Однако не все так просто как кажется на первый взгляд.
Для начала давайте повторим, что такое АВДТ. Это электроустановочное изделие, которое выполняет функции защиты от токов короткого замыкания и перегрузки (функции автоматического выключателя), а так же от токов утечки (функции устройств защитного отключения), при этом по габаритам АВДТ гораздо компактнее, чем УЗО и автомат установленные вместе.
Причем, как и УЗО, АВДТ есть электромеханического типа и электронного. Последние — гораздо компактнее. Грубо говоря, электромеханический АВДТ — это в корпус модульного автоматического автомата встроено еще и электромеханическое УЗО, у электронного АВДТ аналогично — встроено электронное УЗО.
Вот тут и кроется первый минус АВДТ — это последствия компактного размещения в одном корпусе множества деталей и механизмов, что привело к сложности конструкции. Посудите сами, например, в корпусе двухполюсного автоматического выключателя и так не очень много свободного места, а точнее сказать, его практически нет. А тут еще надо вмонтировать дифференциальный трансформатор с первичной, вторичной обмоткой исполнительным органом и соединить все это с механизмом расцепления. И поэтому такое устройство АВДТ совершенно не способствует полноценному сохранению всех рабочих характеристик, как автоматического выключателя, так и УЗО — в одном корпусе. Есть некоторые производители, у которых АВДТ выпускается даже в одном модуле шириной всего 18мм.
Второй минус — это то, что на механизм расцепления будут воздействовать три расцепителя: электромагнитный (срабатывает при токах короткого замыкания), тепловой расцепитель в виде биметаллической платины (срабатывает при токах перегрузки) и расцепитель от диф. трансформатора (реагирует на токи утечки). При этом все три расцепителя воздействуют на механизм отключения с разной силой и поэтому к механизму отключения предъявляются повышенные требования, исключающие его отказ на отключение. А это приводит опять же к усложнению конструкции привода, что совсем не способствует надежности.
Третий минус присущ только электронным АВДТ — им требуется наличие напряжения питания для установленной внутри электронной схемы и поэтому такое устройство может не сработать и не отключить, например, опасное замыкание фазного провода на корпус оборудования при обрыве нулевого провода до АВДТ.
Четвертый минус так же относится не ко всем АВДТ, а только некоторых производителей: при срабатывании АВДТ невозможно определить по какой причине он отключился — либо от КЗ, либо от перегрузки или от дифференциального тока утечки, что вызывает затруднение и увеличивает время определения и отыскания неисправности.
Пятый минус АВДТ заключается в том, что при выходе его из строя или изменении параметров нагрузки приходится выбирать новое устройство по двум параметрам — по номинальному току и по дифференциальному. И бывает так, что подобного АВДТ найти не удается, а на установку связки УЗО + автомат просто нет места в распределительном щите.
Шестой минус относится к электронным АВДТ — электронная схема внутри корпуса очень чувствительна к импульсным перенапряжениям.
Плюсы АВДТ — это естественно в первую очередь габаритные размеры и еще его стоимость — зачастую немного ниже стоимости вместе взятых УЗО и автомата. И еще к преимуществам АВДТ можно отнести упрощение электрической схемы и соединений в месте установки.
Сейчас посчитаем недостатки при применении в паре последовательно установленных УЗО и автоматического выключателя.
- Первый минус — больше стоимость (однако не намного) по сравнению с АВДТ.
- Второй минус — увеличение количества присоединенных проводов в схеме щитка.
- Третий минус — габаритные размеры, они оказываются практически в два раза больше чем у АВДТ.
В принципе на этом все минусы и заканчиваются, далее идут только плюсы.
При сравнении этих двух вариантов применения АВДТ или УЗО + автомат зачастую складывается мнение, что надежность у двух последовательно установленных устройств гораздо ниже, чем у одного. И на самом деле — чем больше устройств в цепи, тем выше отказ, так как выйти из строя может любое из всех последовательно установленных устройств, и при этом в любом случае нагрузка останется без напряжения. Однако давайте определимся, какой может быть отказ.
Отказ возможен от ложного срабатывания устройства, поломки/износа механизма включения, потери питания на нагрузке от плохого прилегания силовых контактов и т.п. Чем грозит в этом случае такой отказ? Только отключением нагрузки от напряжения питания в самом крайнем случае, больше ничем. На электробезопасность это никаким образом не повлияет.
Простыми словами — даже если в квартире сработает ложно устройство защитного отключения или автоматический выключатель, то ничего страшного не произойдет. Ну, погаснет свет или перестанет работать бытовая техника — холодильник или телевизор, только и всего. В этом случае потребуется определить какое устройство вышло из строя и заменить его на исправное. А сейчас давайте рассмотрим более серьезный отказ с наиболее тяжкими последствиями, это — отказ устройства при аварийном событии.
Начнем с АВДТ.
Представьте себе что произошло замыкание фазного провода на заземленный корпус допустим микроволновки и при этом случилась поломка/отказ АВДТ, то есть вместо того что бы отключить поврежденный опасный участок электропроводки — дифавтомат остался во включенном положении (по какой причине это случилось не так важно, главное сам факт включенного состояния). В этом случае на корпусе микроволновой печи будет находиться опасный потенциал и, задев корпус человек, неминуемо окажется под воздействием электрического тока. И кроме этого через провод заземления будет протекать значительный ток короткого замыкания, который может привести к тяжелым последствиям — от перегрева электропроводки до пожара. При этом замыкание на корпус будет именно короткое замыкание, так как речь идет о системе заземления TN-C-S , TN-S или, в крайнем случае, TN-C. Так как именно по этим системам заземления должна быть выполнена электропроводка в зданиях согласно ПУЭ.
Сейчас посмотрим, что произойдет в аналогичной ситуации при применении связки УЗО + автомат. Здесь все намного лучше, чем в первом примере. При отказе УЗО (а именно оно должно первым отключиться, так как чувствительность и время отключения у него меньше) аварийный участок отключит автоматический выключатель, потому что ток короткого замыкания будет достаточно большой. И наоборот — при отказе автоматического выключателя его заменит устройство защитного отключения. То есть эти два последовательно включенных устройства как бы резервируют друг друга при подобной тяжелой аварийной ситуации.
Подытожим: при замыкании на корпус в случае отказа АВДТ будут самые тяжелые последствия — от поражения электрическим током до пожара. В случае использования последовательно установленных автомата и УЗО мы имеем надежное отключение поврежденного участка. Поэтому делайте выводы, так ли важно уменьшение размеров распределительного щита при применении АВДТ или все-таки упор сделать на установку УЗО и автомата? Все сказанное отнюдь не означает, что АВДТ совсем не надо применять. На отдельных электропотребителелях его вполне можно использовать, к примеру, на электроводонагревателе или погружном электронасосе. Однако когда требуется защитить группу автоматических выключателей, например, на вводе в дом, то тогда все-таки предпочтительнее установить последовательно УЗО и автоматический выключатель.
Изделие каких производителей следует выбирать? Это не такой простой вопрос, как может показаться. Рекомендуем скачать нашу PDF книгу о выборе подрядчика, там есть полезные рекомендации. Конечно, почти всегда можно рекомендовать мировых лидеров: ABB, Legrand, Schneider. Только надо помнить, что на рынке существуют подделки, а с другой стороны, и у самих именитых производителей есть разные линейки продуктов. Например, достойный бренд DEKraft у Schneider. Интересны варианты импортозамещения, например привлекает активность отечественного производителя EKF, но у нас мало опыта использования продукции отечественных брендов. Будем признательны за Ваши отзывы не только о статье, но и по электротехнической продукции, которой Вы пользуетесь.
Оставляйте Ваши вопросы и комментарии и, конечно же — обращайтесь к нам, получите оптимальные решения для Вас и Вашего бизнеса по технологии ПССГ®!
Устройство и принцип работы дифавтомата
Дифавтомат, или автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ) – это устройство, которое объединяет в себе функции автоматического выключателя и УЗО: один этот прибор защищает от короткого замыкания, перегрузок сети и утечек тока. Одновременно АВДТ обеспечивает и защиту человека от поражения электрическим током, т. к. утечки возникают вследствие повреждения изоляции проводов бытовой техники и оборудования, и пользователь такого электроприбора может пострадать, прикоснувшись к его корпусу.
Устройство и принцип действия
Внутри диэлектрического корпуса дифавтомата расположены отдельно друг от друга модули автоматического выключателя (АВ) и устройства защитного отключения (УЗО). Блок АВ состоит из теплового и электромагнитного расцепителей. Принцип его работы состоит в том, что при протекании тока больше номинального (вследствие перегрузок) биметаллическая пластина теплового расцепителя нагревается и приводит в действие механизм взвода и расцепления. В результате силовые контакты размыкаются. Электромагнитный расцепитель работает как реле тока. Он состоит из катушки и сердечника. Когда через катушку протекает ток короткого замыкания, сердечник втягивается и приводит в действие механизм взвода и расцепления, после чего силовые контакты размыкаются. Блок УЗО имеет в своем составе дифференциальный трансформатор, который измеряет ток утечки, а также механизм расцепления, срабатывающий при появлении такой утечки.
Основные технические характеристики
При выборе подходящего дифавтомата, обращают внимание на следующие его параметры:
- рабочее напряжение (для однофазной или трехфазной сети);
- номинальный ток In (при котором АВДТ способен работать длительное время). Он может составлять 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 А;
- время-токовая характеристика B, C или D;
- номинальный отключающий дифференциальный ток. Значение этого параметра составляет 10, 30, 100, 300 или 500 мА;
- тип (класс) модуля дифференциальной защиты. AC – реагирующая на синусоидальный переменный ток утечки, A – на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный токи, и другие модификации;
- тип встроенного модуля дифференциальной защиты. По своей конструкции он может быть электромеханическим или электронным;
- номинальная отключающая способность при к/з – 3000, 4500, 6000, 10 000 А;
- класс токоограничения – 1, 2, 3;
- диапазон рабочих температур.
Исполнение
Дифавтомат может иметь электромеханический или электронный блок УЗО. Для работы электромеханического устройства не требуется дополнительное питание. Энергия для срабатывания УЗО берется от источника тока утечки. Наличие в составе такого модуля достаточно громоздкого дифференциального трансформатора делает сам дифавтомат менее компактным. Электронные модули, помимо датчика тока утечки и отключающей катушки, содержат электронную схему с усилителем сигнала. Слабый сигнал, поступающий от датчика, усиливается до значения, достаточного для работы катушки расцепителя. Такие АВДТ более компактны, но при обрывах нуля питающей линии теряют работоспособность: напряжение питания электроники пропадает, что не дает возможности отключить устройство. Поэтому приборы такого типа применяют в комплекте с реле напряжения.
Схемы подключения
С одним дифавтоматом. В этом случае используется единственный АВДТ, который устанавливается после счетчика электроэнергии. К выходу дифавтомата будут подключены все имеющиеся ветки потребителей. Схема с одним дифференциальным автоматом хорошо подходит для помещений с небольшим количеством электроприборов, например для дачи с несколькими розетками и освещением. От пользователя не потребуется больших затрат, но если АВДТ сработает, он обесточит все помещение до выяснения причин и устранения неисправности. Максимальная токовая нагрузка защитного устройства должна соотноситься с мощностью одновременно подключенной техники и характеристиками счетчика электроэнергии. Дифавтомат должен срабатывать раньше, чем предохранители на приборе учета. Преимущества такой схемы – в ее простоте, компактности и небольших расходах на реализацию. В то же время на выяснение причин отключения прибором электроэнергии уходит много времени, т. к. нужно проверить все электрооборудование.
Двухуровневая система. Более надежной и удобной в обслуживании является двухуровневая система дифавтоматов. При сборке такой схемы на первом уровне (сразу после счетчика) монтируется АВДТ, через который проходит вся нагрузка. К этому устройству подключаются дифавтоматы всех имеющихся групп потребителей. АВДТ второго уровня, как правило, имеют меньшую уставку по току утечки. При необходимости, в отдельные контуры выделяют наиболее мощное оборудование в доме или квартире – стиральную машину, электрифицированную душевую кабину, джакузи. Главные плюсы двухуровневой схемы – надежность и безопасность. Дифавтомат первого уровня, по сути, дублирует работу защитных устройств, расположенных ниже по схеме. Выявить неисправность в этом случае гораздо проще, и на время проведения ремонтных работ можно отключить от электричества только одну комнату.
Без заземления. Порядок выполнения присоединений в такой схеме не отличается от двухуровневой системы. Разница в том, что нет заземляющей жилы, которая должна подходить к каждой точке, обеспечивая съем тока с корпуса прибора при нарушении его изоляции. В домах старой советской постройки такая жила часто не предусматривалась проектом. Отсутствие заземляющего контура увеличивает риск поражения человека электрическим током при контакте с техникой и оборудованием, которые оказались под напряжением. Замещая провод заземления функционально, дифавтомат разрывает электрическую цепь, но уже в момент прикосновения человека к корпусу электроприбора, пребывающего под напряжением. Одновременно с защитой от коротких замыканий и перегрузок сети АВДТ в схеме без заземления защищает и от токов утечки, хотя и менее эффективно, чем при наличии заземляющего контура.
В трехфазной сети. Если в здании или помещении используется оборудование, работающее от сети напряжением 380 В, в цепи электроснабжения применяют трехфазные дифавтоматы. Схема подключения этих устройств не отличатся от схем, работающих в сети 220 В, разница состоит только в устройстве дифавтоматов. В конструкции трехфазного АВДТ – четыре входных клеммы и столько же выходных, от которых идут провода к потребителям. В помещениях без заземления трехфазные дифавтоматы также обеспечивают защиту от к/з, перегрузок и поражения электротоком. Но, как и в сетях 220 В, при возникновении токов утечки отключение происходит после касания корпуса оборудования человеком.
Особенности монтажа селективных дифавтоматов
Важным условием создания удобной для эксплуатации и безопасной сети электроснабжения объекта является соблюдение принципа селективности используемых при этом защитных устройств, в том числе дифференциальных автоматов. Под селективностью понимают согласованность защитных аппаратов по определенным параметрам. Такая корреляция обеспечивает гарантированное срабатывание защиты на определенном участке при возникновении перегрузки, к/з или тока утечки, в то время как остальное электрооборудование продолжает работать в штатном режиме. Селективные дифавтоматы имеют в маркировке букву S. Они отличаются от обычных устройств увеличенным временем срабатывания при обнаружении тока утечки. Эти модели применяются в качестве главных приборов в двухуровневых системах, обеспечивая срабатывание устройств второго уровня без отключения всей сети. Еще один способ добиться селективности – использование общего дифавтомата с уставкой 100 мА и АВДТ второго уровня с уставками 10 и 30 мА.
Если у вас возникли вопросы, связанные с выбором и подключением дифавтоматов на вашем объекте, вы можете обратиться к специалистам нашей компании по телефону или с помощью онлайн-чата.
Автоматический выключатель, дифференциальный автомат и УЗО: в чем отличие?
Сеть, которая постоянно находится под напряжением, рано или поздно может выйти из строя. Причин для этого много, а вот последствия такого сбоя не очень приятные. Во-первых, могут пострадать провода или подключенные к розеткам электрические приборы. Во-вторых, пользователь может получить разряд тока. Чтобы этого избежать используют различные средства защиты, которые прекрасно подходят для бытовых условий и снижают риск появления поломок.
К таким устройствам относят УЗО, автоматические выключатели и диффавтоматы. Они быстро отключают цепь питания, и напряжение не успевает перейти в разряд опасного, способного испортить приборы. Учитывая, что устройства выполняют похожую функцию, многим кажется не важным, какое из них будет установлено в помещении. На самом деле они отличаются и по назначению, и по конструкции. Поэтому перед покупкой рекомендуется изучить все важные нюансы, чтобы подобрать оптимальный аппарат. От чего защищают. Неисправности в электрической цепи чаще всего вызваны тремя основными факторами: 1. Короткое замыкание. Сопротивление электронагрузки снижается до минимума, из-за воздействия металлических предметов на цепь напряжения. 2. Токи утечек. Возникают, когда нарушена изоляция. При случайном возникновении цепей на земле. 3. Перегруз проводов. Если в помещении работают приборы большой мощности, это вызывает в цепи повышенное напряжение и, соответственно, перегрев проводов и самих приборов. В итоге страдает изоляция, повышается риск ее воспламенения. Все эти факторы могут возникать по отдельности, а иногда и вместе. Например, перегрев проводов может вызвать короткое замыкание. Отличие по назначению. Автоматические выключатели. Они предохраняют от короткого замыкания и токов утечек. Существует несколько разновидностей, отличаются они номинальным током и габаритами. Но у каждой модели в комплекцию включены: Электромагнитная катушка – она отключает токи напряжения и способствует гашению электрической дуги. Тепловой расцепитель (с выдержкой времени) – в основе биметаллическая пластина, которая начинает работать при возникновении перегруза внутри цепи. Нужно учитывать, что для жилых зданий автоматический выключатель подключается только на одну фазу. А значит, он контролирует только напряжение этой фазы. Любые токи утечек прибор будет игнорировать. УЗО (устройство защитного отключения). Для подключения используется два провода: ноль и фаза. Устройство считывает токи, проходящие через них, и вычисляет разницу между ними. Если номинал, выходящий через ноль равен входящему в фазу – все нормально, УЗО не останавливает работу сети. Небольшие величины также игнорируются, поскольку не влияют на безопасность. Но как только ток утечки превысит отметку оптимального, устройство снимает напряжение внутри работающей схемы. Прибор автоматически настроен на срабатывание, когда достигнута определенная разница токов уставки. Это позволяет избежать ненужных отключений и предотвращать только реально опасные ситуации. Но нюанс в том, что само защитное устройство не застраховано от перегрузов и коротких замыканий. Поэтому его устанавливают в комплексе с автоматическим выключателем. Дифференциальный автомат. Наиболее надежная защита. По сути, он включает в себя оба описанных выше устройства и спасает от всех трех видов неисправностей. Плюс, в его конструкции тепловой и электромагнитный расцепители, которые защищают автомат от перегрева и коротких замыканий. Да, эта конструкция стоит дороже, но и защита более надежная. Кроме того, выполнен он одним модулем. Внешние отличия. Габариты. Для начала стоит сказать, что каждый из аппаратов выполнен с возможностью монтажа на din-рейку. Это позволяет сэкономить место и легко пристроить прибор внутри этажного или квартирного щитка. Однако даже такая технология не спасает от нехватки места при укомплектовании электрических проводов. Автоматический выключатель и УЗО создаются с разными корпусами, поэтому их нужно монтировать отдельно. А вот диффавтомат закрепляется одним модулем, что существенно экономит и место, и время. Также стоит учитывать, что при монтаже всегда нужно оставлять дополнительное пространство. Чтобы была возможность установить приборы при доработке схемы. Маркировка. Все три прибора имеют кнопку «Тест», рычаг ручного включения и похожий корпус. На каждом прикреплена табличка, на которой указаны основные данные: номинальный ток, напряжение в электропроводке, при котором устройство работает, контролируемые токи утечки, схема подключения внутренних деталей. Единственное отличие – на УЗО не отображены токовые защиты, поскольку они не предусмотрены. На лицевой стороне пропечатана модель аппарата, чтобы покупатель сразу мог понять, приобретает он автоматический выключатель или дифференциальный. Важно: многие путают обозначения ВД и АВДТ. Первое – выключатель дифференциальный. По сути, это УЗО, которое защищает только от токов утечки. Второй – автоматический выключатель дифференциального тока. Здесь уже говорим о классическом диффавтомате, который предотвращает и КЗ, и утечки, и перегрев. Дополнительные сведения. Монтаж. Легко монтируется как один модуль, так и два. Отличие только в том, что установка двух аппаратов займет больше времени. Основные трудности возникают при подключении проводов. УЗО и «дифференциалки» подключаются только к нулю и фазе. А вот автоматический выключатель требует дополнительного объема работы: придется прокладывать перемычки. Долговечность. Считается, что чем сложнее конструкция, тем быстрее она сломается. УЗО и выключатели довольно простые по конструкции, поэтому в случае неполадок детали можно легко найти и заменить. Сам ремонт аппарата не сильно ударит по кошельку, а в большинстве случаев неисправности можно починить и самостоятельно, без глубоких познаний в электрике. Дифференциальный автомат в этом плане проигрывает. Конечно, судить о надежности по сложности конструкции нельзя. Все зависит от качества сборки деталей, добросовестности производителя и так далее. Но в случае поломки придется обратиться к профессионалу и потратиться. Вывод. Итак, какое из устройств выбрать зависит от бюджета и особенностей помещения. Тем не менее, надежную защиту обеспечат все три аппарата, которые обязательно нужно включать в схему электрической проводки.