Выключатель дифференциального тока

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.

Дифференциальный автоматический выключатель

1. Что такое дифавтомат?

Дифференциальный автоматический выключатель (дифавтомат) — это коммутационный аппарат предназначенный для защиты электрической цепи от сверхтоков, а так же от токов утечки.

Определение «коммутационный» означает, что данный аппарат может включать и отключать электрические цепи, другими словами производить их коммутацию.

Другими словами дифавтомат — это устройство совмещающее в себе функции автоматического выключателя и УЗО.

У дифавтомата есть множество вариантов названий: автоматический выключатель дифференциального тока, дифференциальный автоматический выключатель, автоматический выключатель дифференциального тока и т.п.

Для чего нужен дифавтомат?

Как следует из определения дифавтомат выполняет следующие функции:

• Защита от сверхтоков, т.е. защищает электрическую сеть от перегрузок и коротких замыканий.
• Защита от токов утечки, т.е. обеспечивает защиту от пожаров и от поражения человека электрическим током.

В чем отличие УЗО от дифавтомата?

В отличие от УЗО, которое защищает электрическую сеть только от токов утечки, дифавтомат дополнительно обеспечивает защиту от перегрузок и коротких замыканий, и потому не требует дополнительной установки автоматического выключателя для своей защиты.

2. Устройство и принцип работы дифавтомата.

Как уже было написано выше дифавтомат представляет собой объединенные в общем корпусе автоматический выключатель и УЗО:

Для того что бы описать устройство и принцип работы дифавтомата необходимо в отдельности разобрать устройство и принцип работы автоматического выключателя, и УЗО, т.к. эти вопросы уже рассматривались в соответствующих статьях, здесь мы на этом останавливаться не будем.

3. Схемы подключения дифавтомата.

Подключение дифавтомата без заземления осуществляется по одной из следующих схем:

Подключение дифавтомата с заземлением осуществляется по одной из следующих схем:

При системе ТN-C-S (когда нулевой проводник разделяется на нулевой рабочий и нулевой защитный):

Подключение дифавтомата в трехпроводную однофазную и пятипроводную трехфазную электросеть, (так называемая система TN-S (когда нулевой рабочий и нулевой защитный проводники разделены):

ВАЖНО! В зоне действия дифавтомата нельзя объединять нулевой защитный (провод заземления) и нулевой рабочий проводники! Другими словами нельзя в схеме, после установленного дифавтомата, соединять между собой рабочий ноль (синий провод на схеме) и провод заземления (зеленый провод на схеме).

4. Маркировка и характеристики дифавтоматов.

1. Марка дифавтомата
2. Типдифавтомата
3. Номинальный ток и характеристика срабатывания: цифра обозначает номинальный ток в Амперах — максимальный ток при котором дифавтомат способен длительно работать без аварийного отключения цепи, буква обозначает характеристику срабатывания — определяет диапазон срабатывания защиты дифавтомата, а так же время за которое это срабатывание происходит. Подробнее о характеристиках срабатывания читайте здесь.
4. ПКС— предельная отключающая способность дифавтомата. Данная цифра показывает максимальный ток короткого замыкания который способен отключить данный дифавтомат сохранив при этом свою работоспособность.
5. Номинальное напряжение— напряжение при котором дифавтомат способен длительно работать не теряя свою работоспособность.
6. Частота тока — частота тока сети на работу под которой рассчитан данный дифавтомат.
7. Дифференциальный ток— минимальный ток утечки при котором дифавтомат произведет отключение электрической цепи (указывается в милиамперах);
8. Кнопка «ТЕСТ» — кнопка проверки работоспособности дифавтомата, при нажатии на нее дифавтомат должен отключать электрическую цепь.
9. Кнопка «ВОЗВРАТ» — кнопка «выскакивает» при срабатывании дифавтомата и до ее возврата в исходное положение, путем нажатия на нее, дифавтомат повторно не включается.

5. Выбор дифавтомата:

Что бы правильно подобрать дифавтомат и исключить возможность ошибки воспользуйтесь нашим онлайн калькулятором расчета дифавтомата по мощности.

Выбор дифавтомата осуществляется по следующим критериям:

— По номинальному напряжению и типу сети: Номинальное напряжение дифавтомата должно быть больше либо равно номинальному напряжению защищаемой им цепи:

U_{ном. ДА}⩾ U_{ном. сети}

При однофазной сети требуется двухполюсный дифавтомат, при трехфазной сети — четырехполюсный.

— По номинальному току: Номинальный ток дифавтомата должен быть больше либо равен расчетному току защищаемой им цепи, т.е. тому току на который рассчитана данная электрическая сеть:

I_{ном. ДА}⩾ I_{расч. сети}

Расчет тока сети можно произвести с помощью нашего онлайн калькулятора, либо его можно определить самостоятельно по формуле:

I_сети=P_сети*К_п, Ампер

где: P_сети — мощность сети, в килоВаттах; К_п — коэффициент перевода равный: 1,52 -для сети 380 Вольт или 4,55 — для сети 220 Вольт:

После расчета тока электросети принимаем ближайшее большее стандартное значение номинального тока дифавтомата: 4А, 5А, 6А, 8А, 10А, 13А, 16А, 20А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А и т.д.

Мощность сети определяется путем суммирования мощностей всех электроприемников подключаемых в сеть защищаемую рассчитываемым дифавтоматом:

где: P₁, P₂, P_n — мощности отдельных электроприемников в килоВаттах; К_с — коэффициент спроса (К_с=от 0,65 до 0,8) в случае если в сеть подключается всего 1 электроприемник или группа электроприемников которые включаются в сеть одновременно К_с=1.

В качестве мощности сети так же можно принять максимальную разрешенную к использованию мощность, например из технических условий, проекта или договора электроснабжения при их наличии.

— По характеристике срабатывания — определяет диапазон срабатывания защиты дифференциального автоматического выключателя а так же время за которое это срабатывание происходит:

— По дифференциальному току:

Дифференциальный ток — является одной из важнейших характеристик дифавтомата которая показывает при какой величине тока утечки дифавтомат отключит цепь.

В соответствии с пунктом 7.1.83. ПУЭ: Суммарный ток утечки сети с учетом присоединяемых стационарных и переносных электроприемников в нормальном режиме работы не должен превосходить 1/3 номинального тока дифавтомата. При отсутствии данных ток утечки электроприемников следует принимать из расчета 0,4 мА на 1 А тока нагрузки, а ток утечки сети — из расчета 10 мкА на 1 м длины фазного проводника. Т.е. дифференциальный ток сети можно рассчитать по следующей формуле:

где: I_сети — ток сети (рассчитанный по формуле выше), в Амперах; L_{провода} — общая длина проводки защищаемой электросети в метрах.

Рассчитав Δ I_сети принимаем ближайшее большее стандартное значение дифференциального тока дифавтомата Δ I_ДА:

Δ I_ДА⩾ Δ I_сети

Стандартными величинами дифференциального тока дифавтомата являются: 6, 10, 30, 100, 300, 500мА

Дифференциальные токи: 100, 300 и 500мА применяются для защиты от пожаров, а токи : 6, 10, 30мА — для защиты от поражения человека электрическим током. При этом токи 6 и 10мА применяются, как правило, для защиты отдельных потребителей и помещений с повышенной опасностью, а дифференциальный ток 30мА подходит для общей защиты электросети.

В случае если дифавтомат необходим для защиты от поражения электрическим током, а по произведенному расчету ток утечки составил более 30мА необходимо предусмотреть установку нескольких дифавтоматов на разные группы линий, например один дифавтомат для защиты розеток в комнатах, а второй — для защиты розеток в кухне, снизив тем самым мощность проходящую через каждый дифавтомат и как следствие снизив ток утечки сети, т.е. в таком случае расчет необходимо будет производить для двух или более дифавтоматов которые будут установлены на разные линии.

— По типу исполнительного механизма:

Ну и в завершении не забывайте, что как и УЗО, дифавтомат может быть электронным и электромеханическим. Предпочтительным является электромеханическое исполнение, так как оно считается более надежным. Подробнее об этом читайте здесь.

Была ли Вам полезна данная статья? Или может быть у Вас остались вопросы? Пишите в комментариях!

Не нашли на сайте статьи на интересующую Вас тему касающуюся электрики? Напишите нам здесь. Мы обязательно Вам ответим.

Автоматические выключатели дифференциального тока и УЗО

“В линейку модульной автоматики EKF входит широкий ряд моделей выключателей дифференциального тока (УЗО) и автоматических выключателей дифференциального тока (АВДТ). Функция УЗО с номинальными отключающими дифференциальными токами 10 мА и 30 мА – защита людей от поражения электрическим током при случайном прикосновении к открытым проводящим частям электроустановки, а также защита электрооборудования при повреждении изоляции проводников. Устройства защитного отключения функциями защиты сети от короткого замыкания и нагрузки, превышающей допустимую, не обладают, поэтому обязательно применяются в паре «автомат – УЗО». УЗО на большие дифференциальные токи (от ста миллиампер) обеспечивают пожарную безопасность, препятствуя воспламенению проводки из-за длительного протекания тока утечки. Дифференциальный автоматический выключатель — аппарат, выполняющий задачи УЗО и автомата. Он ограничивает ток утечки, исключая ситуацию, при которой человек может получить удар электротоком, а также защищает электрооборудование от негативных последствий аварийных режимов работы сети, вызванных коротким замыканием или перегрузкой.”

УЗО и дифавтомат: держим ток под контролем!

Что нужно сделать, чтобы обезопасить человека от поражения электрическим током? Как защитить дорогостоящее электрооборудование от поломок из-за короткого замыкания или перегрузок? Как предотвратить пожар, причиной которого могут стать неполадки в электросети?

Существует множество устройств, способных защитить нас от последствий аварийных ситуаций, возникающих в электрической сети. Нужно просто знать о них, и правильно их использовать.

Называем устройства правильно

Сегодня на электротехническом рынке представлено большое количество защитных приборов разных производителей и в различных исполнениях. И это многообразие стало причиной путаницы в названиях и применении таких устройств.

Поэтому, прежде чем начать рассказывать о них, разберемся в вопросах терминологии. Вот, например, один из наиболее популярных запросов в Рунете, связанный с поиском устройств защиты, — «автомат узо». Эта фраза скорее всего говорит о том, что те, кто пытаются по ней найти нужное устройство, не вполне четко себе представляют, какой прибор им на самом деле нужен.

Итак, в быту для защиты человека от поражения электрическим током используются устройства защитного отключения (УЗО), которые называются также выключателями дифференциального тока (ВДТ).

УЗО не выполняет функции защиты от короткого замыкания и перегрузки, поэтому этот прибор всегда устанавливается в паре с автоматическим выключателем, называемым по-простому автоматом. Последний как раз и отвечает за «работу» с токами короткого замыкания и перегрузки.

Кроме того, есть еще один защитный прибор — автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ). Этот аппарат, который чаще всего называют дифавтоматом, совмещает в себе два устройства — УЗО и автоматический выключатель.

Задача УЗО — обесточивать сеть при возникновении дифференциального тока (тока утечки). Утечка может произойти, например, из-за повреждения изоляции провода. И если провод местом с нарушенной изоляцией касается металлического корпуса прибора или влажной стены, то при прикосновении к любой из этих поверхностей человек получит удар электрическим током.

Но когда потребляющие ток приборы и устройства защищены УЗО, то этот аппарат мгновенно среагирует на ток утечки и обесточит проблемный объект. А человек, дотронувшийся до поверхности, находящейся под напряжением, почувствует легкое покалывание в пальцах или в крайнем случае испытает на себе несильный и совершенно безопасный электроудар.

Автоматический выключатель

Автоматический выключатель — прибор, который защищает цепь, обесточивая ее при возникновении короткого замыкания или перегрузки.

Короткое замыкание происходит, например, в случае контакта двух проводов — фазного и нулевого. Такой контакт возможен при нарушении изоляции проводника по причинам ее плохого качества или истечения срока службы, а также из-за ошибочных действий электрика или перегрузки в сети.

При контакте фазы и ноля оба проводника быстро нагреваются до довольно высокой температуры, изоляция начинает плавиться, и итогом всех этих процессов может стать пожар.

К пожару может привести и перегрузка, при которой тоже происходят нагревание проводников и плавление изоляции. Причинами же перегрузки являются, например, подключение к сети со старой проводкой мощной техники или подключение к одной розетке через тройник или удлинитель сразу нескольких приборов.

И чтобы избежать последствий короткого замыкания и перегрузки используются автоматические выключатели.

УЗО для дома

Одной из основных характеристик устройства защиты от дифференциального тока является значение тока утечки, который измеряется в миллиамперах (мА, 10 -3 А). Существуют УЗО, рассчитанные на токи до 10, 30, 100, 300 и 500 мА.

Поскольку опасным для человека является ток утечки от 30 мА, то в квартирах и частных загородных домах обычно используются приборы, которые срабатывают именно при этом значении дифференциального тока.

Защиту человека от поражения электрическим током в помещениях, где присутствует влага (ванная, кухня), должны обеспечивать аппараты с более низким номинальным током утечки – 10 мА. Это связано с тем, что сопротивление мокрой кожи ниже, чем у сухой, так что в условиях влажной среды удар даже небольшого тока гораздо опаснее, чем в сухом помещении.

Назначение УЗО с номиналами 100, 300 и 500 мА — не защита человека от удара током: в их обязанность входит предотвращение возгорания изоляции, которое может произойти в случае тока утечки, превышающего 100 мА.

Именно в качестве противопожарного устройства в быту может использоваться и УЗО на 100 мА, которое ставят на ввод в квартиру или дом (в этом случае в щитке устанавливается сначала вводной автоматический выключатель, а затем – УЗО).

УЗО или дифавтомат?

Поскольку УЗО в паре с автоматическим выключателем выполняет те же функции, что и один дифавтомат, у многих покупателей часто возникает вопрос: а что лучше?

Часть потребителей не доверяет дифференциальному автомату, считая более надежной связку УЗО и автоматического выключателя. Но такое мнение вполне можно назвать субъективным, поскольку никаких официальных статистических данных, подтверждающих превосходство в надежности пары «УЗО и автомат», не существует.

Кто-то отдает предпочтение комбинации УЗО и автомата по причине ее меньшей стоимости. Но далеко не всегда дифференциальный автоматический выключатель обходится дороже ВДТ с автоматом. Он может стоить и дешевле – все зависит от конкретной модели, серии и бренда.

Многие предпочитают устанавливать в щитке УЗО и автомат, поскольку каждый из них наглядно показывает причину срабатывания. Если же защитное отключение производит дифавтомат, то определить по нему характер аварии невозможно. Хотя и тут не все однозначно, поскольку существуют модели дифавтоматов, например, аппарат DVA-6 Averes от компании EKF, с системой сигнализации, показывающей, из-за чего произошло аварийное отключение.

Объективным преимуществом комбинации УЗО и автоматического выключателя является то, что при выходе из строя одного из этих аппаратов, менять нужно только сломавшееся устройство. При поломке же одной из функциональных частей дифавтомата, менять придется его целиком, даже если другая его часть вполне работоспособна.

К достоинствам дифавтомата можно отнести его компактность – он экономит пространство в щитке, занимая меньше места, чем два его «оппонента» – УЗО и автомат.

Электронное или электромеханическое?

Гораздо важнее при выборе защитного устройства обращать внимание на тип его исполнительного механизма. Так, существуют электронные и электромеханические УЗО. Первые дешевле, но и менее надежны, поскольку нуждаются в питании – при его отсутствии, например, в случае обрыва нулевого провода, они просто не сработают.

Электромеханическое устройство защитного отключения не требует электропитания – оно выполнит свою защитную функцию и при выходе ноля из строя.

Защитные устройства бренда EKF

Компания EKF, занимающая одну из лидирующих позиций на российском рынке по производству низковольтного электрооборудования, предлагает широкий спектр защитных устройств как для бытового, так и промышленного применения.

В каталоге EKF вы обязательно подберете подходящее вам устройство: автоматический выключатель, узо, дифавтомат, узип (220, 400 В), автоматический выключатель в литом корпусе или воздушный автоматический выключатель.

{SOURCE}