Что такое дифференциальная электрозащита в автоматах
The service you’ve requested couldn’t be identified
No matches have been found between requested website and protected IP address
If you are trying to visit this site, please try again later.
If you are a target website owner please make sure that:
— DNS A record points to the protected IP address for the requested website
— The DDoS protection and optimization service is active for the requested website
Protection and Acceleration by DDoS-Guard
Что такое дифференциальный автомат?
Дифференциальный автомат представляет собой уникальное устройство, которое сочетает функции устройства защитного отключения и автоматического выключателя. Основным предназначением дифференциального автомата является защита человека от возможного поражения электрическим током. Защитное отключение данного устройства срабатывает в результате утечки электрического тока или при соприкосновении человека с токоведущими частями любого электрического оборудования. Помимо защиты человека, такое устройство защищает электрическую сеть от коротких замыканий и перегрузок, то есть выполняет функцию автоматического выключателя.
Конструкция. Все дифференциальные автоматы, как правило, состоят из двух частей, связанных между собой механически и электрически, что делает работу данных устройств более эффективной.
Первая часть — модуль защиты от поражения током. Модуль нужен для обеспечения обнаружения дифференциального электрического тока на землю. Также он отвечает за преобразование и усиление электрического тока и механическое воздействие на рейку сброса выключателя. Питание модуля обеспечивается последовательным включением модуля и автоматического выключателя.
Вторая часть — автоматический выключатель, снабжен рейкой сброса с помощью внешнего механического усилия и специальным механизмом независимого расцепления. Помимо того в дифференциальном автомате (в зависимости от типа) может быть установлен четырехполюсный либо двухполюсный автоматический выключатель.
Применение. Дифференциальные автоматы успешно используются в однофазной, трехфазной электрической сети переменного тока. С помощью такого устройства можно существенно при постоянной эксплуатации электрических приборов повысить уровень безопасности. Кроме того дифференциальные автоматы позволяют предотвратить пожары, возникающие в результате возгорания изоляции токоведущих частей электрических приборов. Также используя дифференциальный автомат, можно защитить электрическую сеть в случае короткого замыкания или перегрузки, благодаря автоматическому отключению определенного ее участка.
Что такое дифавтомат и для чего его применяют?
Дифференциальный автомат — это низковольтный комбинированный электрический аппарат, совмещающий в одном корпусе функции двух защитных устройств — УЗО и автоматического выключателя. Благодаря этому данное изделие является достаточно популярным и широко применяется как в бытовых условиях, так и на производстве. В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип работы дифавтомата.
Во-первых, данный электрический аппарат служит для защиты участка электрической сети от повреждения из-за протекания по нему сверхтоков, которые возникают при перегрузке или коротком замыкании (функция автоматического выключателя). Во-вторых, дифференциальный автомат предотвращает возникновение пожара и поражение людей электрическим током в результате возникновения утечки электричества через поврежденную изоляцию кабеля линии электропроводки или неисправного бытового электроприбора (функция устройства защитного отключения).
Устройство и принцип действия
Для начала приведем обозначение на схеме по ГОСТ, по которому наглядно видно, из чего состоит дифавтомат:
На обозначении видно, что основными элементами конструкции дифавтомата является дифференциальный трансформатор (1), электромагнитный (2) и тепловой (3) расцепители. Ниже кратко охарактеризуем каждый из приведенных элементов.
Дифференциальный трансформатор имеет несколько обмоток, в зависимости от количества полюсов устройства. Данный элемент осуществляет сравнение токов нагрузки по проводникам и в случае их несимметричности на выходе вторичной обмотки данного трансформатора появляется так называемый ток утечки. Он поступает на пусковой орган, который без выдержки времени осуществляет расцепление силовых контактов автомата.
Также следует упомянуть о кнопке проверки работоспособности защитного аппарата «TEST». Данная кнопка подключается последовательно с сопротивлением, которое включается или отдельной обмоткой на трансформатор либо параллельно одной из имеющихся. При нажатии на данную кнопку сопротивление создает искусственный небаланс токов – возникает дифференциальный ток и дифавтомат должен сработать, что свидетельствует о его исправном состоянии.
Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с сердечником, который воздействует на механизм отключения. Данный электромагнит срабатывает в случае достижения тока нагрузки порога срабатывания — обычно это случается при возникновении короткого замыкания. Данный расцепитель срабатывает мгновенно, за доли секунд.
Тепловой расцепитель осуществляет защиту электрической сети от перегрузки. Конструктивно представляет собой биметаллическую пластину, которая деформируется при протекании через нее тока нагрузки, превышающего номинальный для данного аппарата. При достижении определенного положения биметаллическая пластина воздействует на механизм отключения дифавтомата. Срабатывание теплового расцепителя происходит не сразу, а с выдержкой времени. Время срабатывания прямо пропорционально величине тока нагрузки, протекающего по дифференциального автомату, а также зависит от температуры окружающей среды.
На корпусе указывается порог срабатывания дифференциального трансформатора — ток утечки в мА, номинальный ток теплового расцепителя (при котором работает неограниченное время) в А. Пример маркировки на корпусе — С16 А / 30 мА. В данном случае маркировка “С” перед значением номинала показывает кратность срабатывания электромагнитного расцепителя (класс аппарата). Буква “С” указывает, что электромагнитный расцепитель сработает при превышении номинала 16А в 5-10 раз.
Область применения
Для чего применяют дифференциальный автомат, если существует два отдельных защитных аппарата (УЗО и автомат), каждый из которого выполняет свою функцию?
Основное преимущество дифавтомата — компактность. Он занимает меньше места на DIN-рейке в электрическом распределительном щитке, чем в случае установки двух отдельных аппаратов. Эта особенность особенно актуальная при необходимости установки в распределительном щитке нескольких устройств защитного отключения и автоматических выключателей. В данном случае посредством установки дифавтоматов можно значительно сэкономить место в распределительном щитке и соответственно уменьшить его размер.
Дифференциальный автомат широко применяется для защиты электропроводок практически повсеместно, как в быту, так и в помещениях другого назначения (в различных учреждениях, на предприятиях).
Дифавтомат ничем не уступает аналогичным по характеристикам УЗО и автоматическому выключателю, поэтому каких-либо ограничений в его применении нет. Данный защитный аппарат можно устанавливать, как на вводе (в качестве резервирующего), так и на отходящих линиях электропроводки для обеспечения пожаробезопасности, безопасности людей в отношения поражения электричеством, а также для защиты от сверхтоков.
Автоматические выключатели
Автоматические выключатели предназначены для многоразовой защиты от перегрузок и коротких замыканий.
Основные параметры:
Количество полюсов.
Количество полюсов автомата определяется из числа фаз сети. Для установки в однофазной сети используют однополюсные или двухполюсные. Для трехфазной сети применяют трех- и четырехполюсные. В бытовых секторах обычно используют одно- или двухполюсные автоматы.
Номинальное напряжение.
Номинальное напряжение автомата это напряжение, на которое рассчитан сам автомат (220В или 380В).
Максимальный рабочий ток (номинальный ток).
Чтобы узнать максимальный рабочий (номинальный) ток для участка сети (например, для квартиры) нужно найти суммарную мощность. Для этого суммируем мощность всех приборов, которые будут подключаться через данный автомат (холодильник, телевизор, св-печь и т.п.). Для сети 220 В при нагрузке в 1 кВт, ток составляет 5 А. В сети с напряжением 380 В величина тока для 1 кВт мощности составляет 3 А. К примеру, суммарная мощность в квартире получилась 4.6 кВт, ток при этом равен примерно 23 А.
Отключающая способность (ток короткого замыкания).
Выбор автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток, который автомат способен отключить был больше тока короткого замыкания. Номинальный ток отключения это наибольший ток короткого замыкания, который автомат способен отключить и остаться в работоспособном состоянии.
УЗО (устройство защитного отключения)
Предназначено для защиты человека от поражения электрическим током.
УЗО отлично защищает людей от поражения электричеством в случаях, когда произошло нарушение изоляции, при случайных прикосновениях к токопроводящим неизолированным частям различного вида электрического оборудования и защищает имущество от теплового воздействия тока. УЗО защищает от возникновения пожара возникающего из-за замыкания и тлеющей изоляции и от поражения током людей.
Параметры:
Дифференциальный ток, на который реагирует УЗО (ток утечки) – 10, 30, 100, 300, 500 мА.
Для защиты людей от поражения электрическим током достаточным будет выбор УЗО с током утечки 30 мА. Для защиты в обычной квартире выключатели дифференциального тока выбирают как правило однофазные (двухполюсные), с номинальным напряжением — 230 В и номинальным током до 32 А.
Дифференциальный автомат
Дифференциальный автомат — электромеханическое устройство, предназначенное для защиты от утечки тока и защиты от перегрузок и коротких замыканий. То есть, дифференциальный автомат одновременно выполняет функции УЗО и автоматического выключателя.
Отключающая способность (ток короткого замыкания).
Выбор диф. автомата по номинальному току отключения сводится к тому, чтобы ток, который диф. автомат способен отключить был больше тока короткого замыкания. Номинальный ток отключения это наибольший ток короткого замыкания, который диф. автомат способен отключить и остаться в работоспособном состоянии.
Ток утечки (разница потенциалов) – 10, 30, 100, 300, 500 мА.
Для защиты людей от поражения электрическим током достаточным будет выбор диф. автомат с током утечки 30 мА. Для защиты в обычной квартире АД выбирают как правило однофазные (двухполюсные), с номинальным напряжением — 230 В и номинальным током до 32 А.
УЗИП — устройство защиты от импульсных перенапряжений (ОПС). Предназначены для защиты внутренних распределительных цепей жилых и общественных зданий от грозовых и коммутационных перенапряжений.
Параметры:
Класс устройства.
1. Всего существует 3 класса: B, C, D.
| Класс ОПС | Назначение и место установки ОПС |
| I (B) | Первая ступень защиты от прямых или косвенных грозовых разрядов в ЛЭП на вводе в объект. Устанавливают на вводе в здание во вводно-распределительном устройстве (ВРУ) или в главном распределительном щите (ГРЩ). |
| II (C) | Вторая ступень защиты внутренних распределительных цепей объекта от грозовых разрядов и коммутационных перенапряжений. Устанавливают в распределительные щиты. |
| III (D) | Третья ступень защиты электрооборудования объекта от остаточных грозовых и коммутационных перенапряжений. Устанавливают в непосредственной близости электропотребителей (электроприборов). |
Количество полюсов.
Количество полюсов ОПС определяется из числа фаз сети. Для установки в однофазной сети используют двухполюсной ОПС или 2 однополюсных. Для трехфазной сети применяют трехполюсный ОПС или 3 однополюсных.
Как правильно рассчитать утечку тока и подобрать УЗО
Расчет тока утечки.
При невозможности документального суммарного тока утечки электропроводки и нагрузки применяется расчетный метод определения тока утечки в соответствии с СП 31-110-2003.
Примерный ток утечки нагрузки: 0,4 мА на 1 А тока, потребляемого нагрузкой.
Примерный ток утечки провода: 10 мкА на 1 м длины фазного провода.
Пример расчета тока утечки линии питания электроплиты, дано:
— Мощность плиты – 3 кВт однофазного тока 220 В, 50 Гц
— Длина 3-жильного провода от электрощита до плиты –15 м.
Расчет:
— Расчетный ток электроплиты: 13,64 А = 3000 Вт / 200 В
— Расчетный ток утечки электроплиты: 5,46 мА = 0,4 мА х 13,64 А
— Расчетный ток утечки провода: 0,15 мА = 150 мкА = 10 мкА х 15 м
— Суммарная расчетная утечка тока: 5,61 мА = 0,15 мА + 5,46 мА
Выбор ном. тока утечки УЗО (ном. отключающий дифференциальный ток ІΔn).
Значение номинального отключающего тока УЗО не должно превышать 33% суммы токов утечки электропроводки и всех подключенных (включая переносные) потребителей электроэнергии. УЗО срабатывает в диапазоне от 50 до 100% номинала тока утечки.
Пример выбора номального отключающего тока утечки УЗО для электроплиты:
— Суммарная расчетная утечка тока: 5,61 мА
— Рекомендуемый расчетный номинал тока утечки Узо: 17 мА = 5,61 мА / 33%.
Выбирается номинал утечки тока 30 мА. УЗО сробатывает в диапо-зоне от 15 до 30 мА (УЗО с номиналом 10 мА может ложно срабатывать, так как оно отключается в диапазоне от 5 до 10 мА).
Выбор номинального рабочего тока УЗО (ном. ток Іn).
Номинальный рабочий ток УЗО должен быть больше суммы рабочих токов подключенных к УЗО нагрузок. Пример выбор номинального рабочего тока УЗО для электроплиты: Расчетный ток электроплиты: 13,64 А Выбираем ближайший больший номинал УЗО– 25А (можно выбрать 40 А, но величина запаса по току неоправданно велика).