Для чего нужен дифавтомат

Автоматический выключатель дифференциального тока — что это такое и для чего нужен

Чтобы понять, для чего нужны дифавтоматы, в первую очередь потребуется ознакомиться с назначением защитных приборов, используемых в действующих электрических сетях. К ним относят такие разновидности, как автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Помимо этого в силовых цепях устанавливаются замещающие их универсальные устройства под общим названием «дифференциальный автомат».

Что такое дифференциальный автомат и как он работает

Дифавтомат – это комбинированное устройство, в корпусе которого объединены сразу два прибора – автоматический выключатель и УЗО. Автомат подобно всем другим изделиям этого класса срабатывает при перегрузке и КЗ на линии. Схема УЗО работает по принципу сравнения токовых составляющих, протекающих через его катушку в прямом и обратном направлениях. При нарушении равенства этих величин разностный сигнал поступает на исполнительное реле, которое за доли секунды отключает аварийный участок цепи питания.

Совмещение в одном корпусе двух функционально связанных между собой приборов обеспечивает следующие преимущества:

• возможность надежно защищать линии электропередач от перегрузок, коротких замыканий и опасных токов утечки на землю;
• использование их в качестве приборов защиты от удара электрическим током;
• экономия пространства при монтаже на DIN-рейку (два посадочных места вместо трех);
• выигрыш по цене при сравнении с отдельным использованием современных образцов автоматов и УЗО.

Единственным недостатком, касающимся только электронных модификаций, считается потеря работоспособности при обрыве нулевой шины. При этом фазная жила остается под напряжением, что при определенных условиях может привести к поражению человека электрическим током.

Устанавливаются дифавтоматы подобно обычным устройствам сразу после электрического счетчика. Каждый из них обеспечивает безопасность работы отдельной питающей линии. По своим функциональным возможностям эти приборы полностью замещают подменяемые ими устройства, принцип работы дифавтоматов тот же.

Виды дифавтоматов

По количеству одновременно обслуживаемых фаз все дифференциальные автоматы электрические подразделяются на однофазные и трехфазные устройства. Первые из них устанавливаются в сетях 220 Вольт путем подвода к ним фазного и нулевого проводов.

Согласно требованиям ПУЭ подводимые к двухполюсным приборам проводники должны подключаться только к верхним клеммам.

К нижним контактам подсоединятся фазная и нулевая жила, отводимая непосредственно к потребителю (в нагрузку). Необходимость ввода в него сразу двух шин объясняется требованием срабатывания дифференциального устройства защиты от утечек тока. В зависимости от марки используемого прибора и серии для монтажа на DIN-рейку потребуется два или более места.

Для установки в трехфазные сети 380 Вольт применяются 4-хполюсные дифавтоматы. К их верхним клеммам со стороны электрического счетчика подводятся три фазных провода и нулевая шина. А от нижних клемм в сторону нагрузки отходят три рабочих проводника и ноль.

В соответствие с особенностями конструкции и внутренней схемой этих приборов все они подразделяются на электромеханические и электронные образцы. В первых моделях выделение разностного тока и расцепление осуществляется комбинированным способом, а во вторых образцах за это «ответственна» встроенная электроника.

По возможностям защиты линии силового питания от опасного потенциала все известные виды дифавтоматов делятся на приборы, подключаемые к заземляющему устройству и обходящиеся без него.

Параметры автоматов дифференциального тока

Универсальность дифференциальных автоматов, позволяющая совмещать функции двух приборов сразу, объясняется их конструкцией и заложенными в них возможностями. К основным параметрам, характеризующим дифференциальный автоматический выключатель, относятся:

• тип электромагнитного расцепителя;
• номинальный ток, при котором прибор может работать длительное время;
• показатель быстродействия и рабочее напряжение;
• ток утечки на землю;
• отключающая способность и класс ограничения по токовой составляющей.

Расцепители, используемые в приборах этого класса, условно делятся на основные и вспомогательные устройства. Первые из них относятся к автоматическому выключателю и могут реагировать на сверхтоки, полностью отключая схему коммутации. Второй тип расцепителей (автовыключателей) позволяет расширить функционал защитного устройства.

Обычно он устанавливается только в специальных приборах, изготавливаемых на заказ, которые могут быть:

• независимого типа с возможностью дистанционного отключения по специальному сигналу;
• минимального напряжения – срабатывают при его падении ниже допустимого уровня.
• устройства нулевого потенциала.

По токовому показателю все известные образцы дифавтоматов подобно АВ подразделяются на ряд приборов, имеющих строго нормируемые значения из следующего ряда: 6, 10, 16, 25, 50 Ампер и т. д.

Помимо этого в их маркировке применяется токовый показатель, обозначаемый буквами «B», «C» или «D». Они располагаются перед маркировочным кодом номинального тока (амперажем) и указывают на быстродействие данной модели.

К еще одной группе технических характеристик относят ток отключения схемы УЗО (дифференциальный показатель), называемый «утечкой». Для большинства образцов автоматов защиты сети эти значения укладываются в типовой ряд: 10, 30, 100, 300 и 500 миллиампер.

На корпусе типового прибора токи утечки обозначаются значком «дельта» с соответствующей цифрой.

Следующая характеристика защитных дифавтоматов – значение рабочего напряжения, при котором они способны функционировать в нормальном режиме: 220 Вольт – для однофазных цепей и 380 Вольт – для их трехфазных аналогов. Его величина указывается под обозначением номинала или под клавишей прибора.

По току утечки и показателю селективности известные виды выключателей дифференциального тока имеют следующие обозначения:

• «A» – образцы, реагирующие на утечки переменного (пульсирующего) тока.
• «AC» – модели электроавтоматов, срабатывающие от утечек с постоянной составляющей.
• «B» – комбинированный вариант, сочетающий в себе обе эти возможности.

Характеристика «тип УЗО» обозначается буквенным индексом или символичным рисунком.

По аналогии с АВ, дифавтоматы срабатывают при перегрузках в электропроводке по селективному принципу, учитывающему задержку по времени. Такой подход позволяет отключать сеть выборочно по предельному току и обеспечивает хорошую электродинамическую устойчивость всей защитной системы. По этому важнейшему для безопасности человека показателю отличия устройств дифференциального тока учитываются следующими значками:

• символом «S», означающим задержку величиной примерно в 200-300 миллисекунд;
• английской буквой «G» (временная пауза в 60-80 миллисекунд).

Условия эксплуатации автоматов электрических однофазных определяются местом их размещения в распределительном шкафу на DIN-рейке. Согласно требованиям производителя, нормированию подлежат влажность и температура воздуха, а также запыленность в помещении, где размещается шкаф.

Электронный или электромеханический

Для выбора подходящей модели в первую очередь нужно определиться с тем, какой тип автомата подобрать: традиционный электромеханический или более современный электронный. Правильному выбору поможет знакомство с особенностями каждого из этих исполнений.

Электромеханические автоматы

Эти модели энергонезависимы, то есть сохраняют свою функциональность даже в отсутствие электричества. В отличие от них электронные модели могут работать только при наличии напряжения питания, расходуемого на собственные нужды.

В первых образцах за отключение и формирование полезных сигналов «ответственны» следующие электрические и механические узлы:

• электромагнитные прерыватели цепи;
• тепловые расцепители;
• индуктивные катушки, выделяющие дифференциальный ток;
• электромагнитные реле и другие модули.

Все эти элементы не имеют никакого отношения к электронным схемам и работают за счет собственных энергетических резервов. Для срабатывания дифавтомата этого класса достаточно тока утечки или КЗ в обслуживаемой линии.

Электронный вариант

Электронные устройства нуждаются в дополнительном электропитании и имеют большее быстродействие в сравнении с их электромеханическими аналогами. За выделение дифференциальных токов и выработку управляющих сигналов в них «ответственна» электронная схема, собираемая обычно на микропроцессоре или на транзисторах.

Электронной эту схему называют условно, поскольку в ней все равно присутствуют электрические узлы.

Для выделения токов утечки в этих устройствах применяется дифференциальный трансформатор электромагнитного типа, а для отключения силовой цепи используется реле того же класса.

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.

Что такое дифавтомат и для чего его применяют?

Назначение

Рассмотрим вкратце для чего нужен дифавтомат. Внешний вид его изображен на фото:

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.

На видео ниже подробно рассказывается, как работает и из чего состоит дифавтомат:

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.

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип работы дифавтомата. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

{SOURCE}