Автомат с дифференциальной защитой

Что дает установка устройства отключения или диф автомата? Какие параметры определяют качество их работы? Чем отличается УЗО от диф автомата в электрике? + Фото отличий внешне.

ДЛЯ ЧЕГО УСТАНАВЛИВАЮТ ДИФАВТОМАТЫ И УЗО? 2 причины.

Современная проводка чаще всего содержит три провода. Например, розетки (Рис.1) помимо фазового и нулевого контакта имеют третий – защитное заземление. Этот вывод обычно подключается через вилку и шнур к металлическим корпусам электроприборов.

Рис. 1. Современная розетка имеет третий провод – заземление.

Если на корпус попадает напряжение, то электричество «стекает» в землю, появляется так называемый дифференциальный ток или ток утечки. Из-за чего, во-первых, возникает вероятность электротравмы (при прикосновении к такому прибору), а во-вторых, возможно возгорание. Для предотвращения подобных случаев служат устройства защиты — УЗО или диф автомат.

Устройство УЗО: 7 основных компонентов.

Проводники с фазной и нулевой линии проходят внутри корпуса 7 (Рис.2) через силовые контакты 5, внутри обмоток трансформатора 1 и затем подключаются к нагрузке Н. При отсутствии замыканий на землю, к нагрузке и от нее проходит одинаковое количество электричества, результирующий ток во вторичной равен нулю (Iдиф), пусковой элемент (магнитоэлектрическое реле) 2 не сработает. Если в защищаемом потребителе электроэнергии возникает утечка (часть электричества уходит через землю), то во вторичной обмотке генерируется напряжение и включается пусковое реле. Реле запускает исполнительный механизм 3, размыкающий силовые контакты цепи питания нагрузки и самого УЗО. При замыкании фазы на ноль, утечки не происходит и отключения не произойдет. Для проверки срабатывания служит цепь с резистором 4 и кнопкой Т.

ВАЖНО! При нажатии тестовой кнопки происходит отключение потребителей. Рекомендуется нажимать на нее хотя бы раз в месяц.

Устройство диф автомата — добавляем 2 компонента.

Диф автомат включает в себе те же элементы — трансформатор 3, пусковое реле 4 и цепь теста с кнопкой 5. Технические отличия — теперь силовые контакты 4 отключают еще 2 элемента: катушка токовой отсечки 1, срабатывающая при возникновении КЗ и биметаллическая пластина 2, чувствительная к перегрузке.

ОПАСНО! УЗО не сработает при перегрузке и коротком замыкании. Для полноценной защиты дополнительно включают автомат.

1 главное отличие УЗО от АВДТ

В чем же отличие автоматического выключателя от диф автомата? Как видно из внутреннего устройства УЗО (выключатель дифференциального тока – ВДТ) отличается от диф автомата (или автоматического выключателя дифференциального тока АВДТ), тем что АВДТ уже включает его в себя. Как на практике осуществить выбор?

• Экономное расходование места в щитке. Для подключения УЗО совместно с автоматом, необходимо как минимум 3 посадочных места. Современные АВДТ занимают пространство двух модулей. Вывод: использование АВДТ упрощает монтаж.
• Финансовая сторона. Дифференциальные реле (УЗО) вместе с автоматом стоит дешевле. Часто встречаются для экономии варианты, когда на одно УЗО приходится несколько автоматов. Также в случае выхода из строя их дешевле заменить.
• Простота соединений. АВДТ проще подключить и монтаж щитка в итоге получается наглядней.

Пример №1. Как отличить УЗО от диф автомата по внешнему виду?

На рисунке представлены УЗО и диф автомат. Как их отличить? Если приглядеться к схеме, то можно заметить, что на устройстве справа есть два элемента, помеченные I> и t. Это и есть токовая защита и защита от перегрузки. Часто же схема не такая информативная. Тогда диф автомат отличают по классу и току срабатыванию автомата (отмечено красным на рисунке). Всего бывает несколько классов автоматов – от A до D (зависит от быстродействия). Ряд значения тока – стандартный.

В этом видео рассматриваются нюансы, выбора устройств диф защиты.

ВАЖНО! 3 способа КАК отличить электронное УЗО.

1. Как же отличить электронный тип от электромеханического? Технические отличия — во внутренней схеме прибора, нарисованной на лицевой панели. Структура электромеханической диф защиты не отличается от рассмотренной ранее схемы (Рис. 5). Рис. 6. Внутренняя схема на корпусе электромеханического устройства.Электронное УЗО отличается по отдельной линии питания для схемы усиления А, сравнивающая разность токов и управляющая коммутационным элементом К (Рис. 6). Рис. 7. Схема сравнения (А) электронной диф защиты питается отдельно.
2. -й способ заключается в подключении батарейки к фазовым или нулевым клеммам прибора как показано. Если мы имеем дело с электромеханическим устройством то произойдет отключение, в случае электронного — защита не сработает.
3. -й способ. Движение постоянного магнита около УЗО заставляет генерировать напряжение во внутреннем трансформаторе. Поэтому происходит срабатывание.

Как выбрать диф защиту? 3 фактора.

1й фактор: электронное или электромеханическое

В электромеханическом типе дифференциальной защиты энергия, получаемая от трансформатора непосредственно питает реле, отключающее защищаемое устройство. Также выпускаются электронные приборы, где напряжение с трансформатора попадает на схему усиления запускающую отключение. Такой тип защиты нуждается в отдельном источнике энергии (получается после преобразования напряжения с нагрузки).

Для правильной работы электронной диф защиты необходимо обязательная подача фазы и нуля. При отключении нуля, но оставшейся фазе (такое событие не так уж редко) и сохраняющейся возможности получить электроудар, электронное реле работать не будет! Использовать такие устройства, зависимые от подачи напряжения питания недопустимо! В ряде европейских стран применяют электронные реле с фиксацией отключения при пропадании питающей сети. Зачем вообще продают защиту с электронной схемой, если она не обеспечивает электробезопасность? Ответ один – такие приборы дешевле

Рис. 5. Электромеханическое УЗО (слева) и электронный диф автомат (справа).

2-й фактор: выбор по 5 основным параметрам

Рабочее напряжение стандартны для электросети – 220 и 380 (или значений близких к этим)

Ток срабатывания или дифференциальный ток — главный функциональный параметр. Для бытовой проводки выбирают минимальное опасное значение для человека — 30мА. В особо опасных помещениях (с большой влажности, проводящими поверхностями) – еще меньше. Остальной ряд (50 мА и выше) применяются для защиты от пожара, и такие УЗО устанавливаются на группы потребителей (например, внутри вводных щитов).

Номинальный ток — стандартного ряда значений. Следует выбирать номинал больший, чем у совместно установленного автомата.

Параметры предельных токов коммутации и включения/отключения по току утечки – максимально возможные значения, не приводящие к выходу устройства защиты из строя.

Одним из основных параметров также является ток короткого замыкания. Чем больше его значение – тем лучше.

Важно помнить:

• На самом деле дифференциальный ток срабатывания в два раза ниже номинального — это указывается в паспорте

• Отличие между значениями срабатывания и отключения/включения по превышения утечки нет – они равны.

• Время отключения всегда ниже 0,3 секунд

3-й фактор: выбор по типу утечки

Утечка переменного тока — не единственный вид утечки. Современные электронные приборы работают на постоянном напряжении. В зависимости от характера утечки различают пять типов защитных устройств, которые маркируются буквами АС (только утечка по переменному напряжению), A (утечка носит переменный или постоянный пульсирующий характер), B (как и тип А плюс переменное выпрямленное напряжение), S и G (типы с задержкой срабатывания). Наиболее широко распространены УЗО только переменного тока (АС), а также переменного или постоянного (А и B, причем последний дороже).

Пример №2. Маркировка диф защиты. УЗО abb f202.

Рис. 8. УЗО ABB F202

Аббревиатура F202 – последняя 2-ка означает что реле двухполюсное, АС – тип тока утечки (также помещен значок переменного тока)

10А –рабочий ток IДn – дифференциальный ток (10 мА).

Un – номинальное напряжение – 230В переменного тока

Im и IДm – максимальный ток коммутации равен максимальному при отключении по срабатыванию защиты и составляет 1000А

100А, значок предохранителя, 10 000 – ожидаемый (если бы перед УЗО стоял предохранитель на 100А) значение тока короткого замыкания, не выводящий из строя – 10000 А.

Отличие между F202 и FH202.

Отличие – в температуре эксплуатации. Более широким температурным диапазоном обладает F202. По внешнему отличается по ручке выключателя синего цвета (часто еще по символу снежинки над ним). FH202 (буква h – home) устанавливают внутри помещений, где температура не ниже нуля. Его различают по черной ручке выключателя.

ВАЖНО! В виду широкого распространением бытовой электроники, работающие на постоянном напряжении — компьютеры, телевизоры, кондиционеры, рекомендуется применять более универсальный тип А или B.

Ответы на 5 часто задаваемых вопросов:

1. Имеет ли смысл устанавливать диф защиту в старых домах с двухпроводной линией?

Да, это повысит общую электробезопасность.

1. Защитит ли один диф автомат в вводном щитке?

Одно устройство на вводе способно предотвращает только возможность возникновения пожара.

1. Допустимо ли устанавливать модели ВДТ от разных производителей?

Это лишь усложнит монтаж.

1. Можно заменить автомат устройством УЗО?

Только если это будет АВДТ

1. Как быть если необходимо установить диф защиту, а электропроводка не подлежит модернизации?

Использовать мобильный вариант, устанавливаемый в розетку

1. Какое значение дифференциального тока отключения следует выбрать для розеточной линии в квартире?

а. 50 мА; б. 30 мА

1. В чем отличие автоматического выключателя от дифференциального автомата?

а. это одно и то же;

б. автоматический выключатель содержится в диф автомате.

1. Если номинальный дифток отключения – 30 мА, при каком токе фактически сработает АВДТ?

1. Синяя ручка отключения у УЗО ABB со снежинкой. Что это значит?

а. рекомендуется для холодильных агрегатов;

б. допускается работа при пониженной температуре.

Дифференциальный автомат – уникальный аппарат, сочетающий в едином корпусе функции сразу двух защитных устройств – это одновременно УЗО и автоматический выключатель. Профессионалы рекомендуют использовать дифференциальные автоматические выключатели в обязательном порядке при устройстве или реконструкции проводки.

Каково назначение дифференциальных автоматов и что это такое вообще в электрике, по каким параметрам выбирается и как подключать дифференциальный автомат – ответы на все эти вопросы постараемся дать ниже.

Для чего нужны дифференциальные автоматы?

Прямым предназначением дифавтомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты.

Полный список того, для чего нужны дифференциальные автоматы, можно представить следующим образом:

• Определение появления короткого замыкания и аварийное отключение линии при его обнаружении;
• Предотвращение перегрева проводки во время перегрузок;
• Вычисление величины утечек.

Так, простое устройство вполне способно обезопасить квартиру или дом, предотвращая возникновение чрезвычайных ситуаций, вызванных проблемами с электричеством.

Несомненным преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата. К тому же, одно устройство, совмещающее в себе функции двух, занимает меньше места в электрическом щитке на размер однополюсного автомат – его ширина 17,5мм.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата – замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Техническое устройство

Конструктивно дифавтоматы выполняются из диэлектрического материала. Задняя часть имеет специальную защёлку, для установки на DIN-рейку. Внутри они состоят из двухполюсного или четырёх полюсного выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифзащиты. Данный модуль представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходят ноль и фаза, образуя тем самым первичную обмотку и обмотку управления – вторичную обмотку.

Как работает дифференциальный автомат

В основе принципа работы дифавтомата лежит использование специального трансформатора, функционирование которого строится на изменениях дифференциального тока в проводниках электричества.

При появлении токов утечки баланс нарушается, так как часть тока не возвращается. Фазный и нулевой провода начинают наводить разные магнитные потоки и в сердечнике трансформатора тока возникает дифференциальный магнитный поток. В результате этого в обмотках управления возникает ток и срабатывает расцепитель.

При перегрузке в модуле автоматического выключателя срабатывает биметаллическая пластина и размыкает автомат.

Основные параметры

Любой дифференциальный автомат располагает 8-ю клеммами для трёхфазной сети и 4-мя для однофазной. Само устройство является модульным и состоит из:

• Корпуса, изготовленного из негорючего тугоплавкого материала;
• Клемм с маркировкой, предназначенных для подключения проводников;
• Рычага включения-выключения. Количество зависит от модели конкретного устройства;
• Кнопки тестирования, позволяющей вручную проверить работоспособность дифавтомата;
• Сигнального огонька, информирующего о выбранном типе срабатывания (утечка или перегрузка).

При выборе дифференциального автомата со всей интересующей информацией можно ознакомиться непосредственно на самом корпусе устройства.

Выбор дифавтомата нужно производить исходя из множества параметров:

1. Номинальный ток – показывает, на какую нагрузку рассчитан дифавтомат. Эти значения стандартизированы и могут принимать следующие значения: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63А.
2. Время-токовая характеристика – значения могут быть равны B, C и D. Для простой сети с маломощным оборудованием (дачная) подойдёт тип В, в городской квартире – С, на мощных производственных предприятиях – D. Например, при запуске двигателя ток резко возрастает на доли секунд, ведь необходимы определённые усилия его раскрутки. Данный пусковой ток может в несколько раз превышать номинальный ток. После запуска потребляемый ток становится в несколько раз меньше. Для этого и нужен этот параметр. B означает превышение такого пускового тока в 3-5 раз, C – 5-10 раз, D – 10-20 раз.
3. Дифференциальный ток утечки – 10 или 30 мА. Первый тип подойдёт для линии с 1-2 потребителями, второй – с несколькими.
4. Класс дифференциальной защиты – определяет, на какие утечки будет реагировать дифавтомат. Не будем расписывать подробно расшифровки всех классов – при выборе устройства для квартиры подойдут классы АС или А.
5. Отключающая способность – значение зависит от номинала автомата и должно быть выше 3 кА для автоматов до 25 А, 6 кА для автоматических выключателей на ток до 63 А и 10 кА для автоматических выключателей на ток до 125 А.
6. Класс токоограничения – показывает, как быстро будет отключена линия при возникновении критических токов. Существует 3 класса дифавтоматов с самого «медленного» -1 к самому «быстрому» – 3 по срабатыванию соответственно. Чем выше класс, тем выше цена.
7. Условия использования – определяются исходя из потребностей.

Внимательно ознакомившись со всеми параметрами, можно грамотно подобрать дифференциальный автомат под конкретные цели и предстоящие нагрузки.

Выбор дифавтомата по мощности

Для того чтобы выбрать дифавтомат по мощности необходимо учитывать состояние проводки. При условии, что проводка качественная, надёжная и отвечающая всем требованиям, для расчёта номинала можно применить следующую формулу – I=P/U, где P – это суммарная мощность используемых в квартире приборов.

Все характеристики дифавтоматов указываются непосредственно на самом корпусе устройства, что облегчит подбор подходящего дифференциального автомата и поможет определиться с тем, какой дифавтомат для квартиры подойдёт лучше всего.

На данный момент в продаже имеются два типа дифавтоматов:

• Электронный – имеет электронную схему с усилителем сигнала, которая питается от подключённой фазы, что делает устройство уязвимым при отсутствии питания. При пропаже нуля такой он не сработает.
• Электромеханический – не потребует для работы внешних источников питания, что делает его автономным.

Подключение

Подключение дифавтомата – весьма несложный процесс. Верхняя часть дифференциального автомата содержит контактные пластины и зажимные винты, предназначенные для подключения нуля N и фазы L от счётчика. Нижняя часть располагает контактами, к которым и подключается линия с потребителями.

Подключение дифавтомата можно представить следующим образом:

1. Зачистка концов проводников от изоляционного материала примерно на 1 сантиметр.
2. Ослабление зажимного винта на несколько оборотов.
3. Подключение проводника.
4. Затягивание винта.
5. Проверка качества крепления простейшим физическим усилием.

Выбор между конфигурацией УЗО + автомат и обычным дифавтоматом должен обуславливаться наличием места в щитке и ценой самих устройств. В первом варианте сложность монтажа слегка возрастёт.

В случае с однофазной сетью в 220 В, используемой в большинстве квартир и домов, необходимо использовать двухполюсное устройство. Монтаж дифференциального автомата в данном случае можно провести двумя способами:

1. На входе после электросчётчика для всей квартирной проводки. При использовании данной схемы питающие провода подключаются к верхним клеммам. К нижним же подаётся нагрузка от различных электрических групп, разделённых автоматическими выключателями. Существенным минусом данного варианта является сложность поиска причины выхода из строя в случае срабатывания автоматики и полное отключение всех групп при неполадках.
2. На каждую группу потребителей по отдельности. Этот метод применяют для защиты в помещениях, где отмечается повышенный уровень влажности воздуха – ванные, кухни. Актуален метод и для мест, где электробезопасность должна быть на высшем уровне – например, для детской. Понадобится несколько дифференциальных автоматов – несмотря на большие затраты, данный способ является наиболее надёжным и гарантирующим бесперебойное электроснабжение, а срабатывание любого из дифавтоматов не заставит сработать остальные.

При наличии трёхфазной сети в 380 В нужно применять четырёхполюсный дифавтомат. Вариант используется в новых домах или коттеджах, где устройству необходимо выдерживать высокие нагрузки от электроприборов. Использовать такое подключение дифавтоматов можно и в гаражах в связи с возможным использованием мощного электрооборудования.

Можно сделать вывод, что схема подключения дифференциальных автоматов мало чем отличается от аналогичных схем для УЗО. На выходе устройства должны быть подключены фаза и ноль от защищаемого участка сети. Безопасность именно этой группы и будет контролироваться.

Дифференциальные автоматы успешно применяются и в однофазных, и в трёхфазных сетях переменного тока. Установка такого устройства значительно повышает уровень безопасности при эксплуатации электроприборов. Кроме того, дифференциальный автомат может поспособствовать предотвращению пожара, связанного с возгоранием изоляционного материала.

Дифавтомат представляет собой устройство, в котором одновременно сочетаются функции автоматического выключателя и УЗО. На рынке представлены различные типы дифференциальных автоматов, предназначенных для защиты человека от поражений электрическим током и защиты электрической сети от коротких замыканий и перегрузок.

Принцип работы устройства

Основной частью устройства является модуль дифференциальной защиты. Он обнаруживает дифференциальный электрический ток на землю (ток утечки). Преобразовав его в механическое воздействие, осуществляется сброс выключателя.

Дифференциальный автомат оборудован двумя системами разрыва цепи:

• Электромагнитный расцепитель отключает линию электропитания в случае короткого замыкания.
• Тепловой — срабатывает в при возникновения перегрузки.

Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки, и автомат, если он исправен, должен отключиться.

В дифавтомате, как и в УЗО, в качестве датчика утечки тока применяется специальный трансформатор. Работа этого трансформатора основана на изменении дифференциального тока в проводниках, подающих электрическую энергию на электроустановку.

Ток утечки отсутствует, если нет повреждений изоляции электропроводки или к ней никто не прикасается. В этом случае в нулевом и фазном проводе нагрузки будут протекать равные токи.

В случае возникновения утечки, к примеру, если человек случайно прикоснется к фазному проводнику или при нарушении изоляции провода, происходит нарушение баланса тока и магнитных потоков. Во вторичной обмотке возникает электрический ток, который приводит в действие магнитоэлектрическую защелку. Сработавшая защелка воздействует на механизм, разъединяющий цепь.

Типы и характеристики дифавтоматов

Основные технические характеристики дифференциальных автоматов такие же, как и у автоматов и УЗО:

• Номинальный ток In – ток в амперах, который аппарат может проводить длительное время (6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 А).
• Номинальный ток — максимально возможный ток, который способна пропустить контактная система прибора без его повреждения. Эта же величина используется для расчетов других характеристик устройства.
• Временно-токовая характеристика В, С или D, указывается перед значением номинального тока.
• Номинальный отключающий дифференциальный ток (уставка по току утечки) IΔn = 10, 30, 100, 300, 500 мА.
• Номинальное напряжение, напряжение при котором аппарат работает в нормальных условиях. 220В для однофазной сети и 380В для трехфазной электросети.
• Тип (класс) модуля дифференциальной защиты. Тип АС – реагируют на синусоидальный переменный ток утечки, обозначаются значком в виде синусоиды. Тип А — реагируют на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный токи утечки.
• Номинальная отключающая способность – максимальный ток короткого замыкания, который дифавтомат способен отключить и остаться в работоспособном состоянии. Указывается на передней панели в прямоугольнике в амперах(3000, 4500, 6000, 10 000 А).
• Класс токоограничения. Он определяется временем с момента начала размыкания силовых контактов до момента полного гашения электрической дуги в дугогасительной камере. Существует три класса — 1, 2, 3. Информация о них указывается в квадрате на передней панели.
• Тип встроенного модуля дифференциальной защиты по конструктивному исполнению — электромеханическое или электронное.
• Количество полюсов — 2 или 4.
• Диапазон температур от -25 до + 40°С (обозначается символом снежинки на передней панели).

Также, как и УЗО, дифференциальные автоматы бывают селективными. Применяют их в качестве вводных защитных аппаратов. Выдержка времени им нужна для возможности отключить дифференциальный ток устройствам, подключенным после вводного. Если этого не происходит, срабатывает селективный автомат.

Маркируются селективные дифавтоматы буквами, в зависимости от задержки на срабатывание:

Буквенное обозначение	Задержка срабатывания, мс
Тип S	200 – 300
Тип G	60 – 80

Что лучше — электромеханическое или электронное исполнение?

Дифференциальные автоматы могут изготавливаться как с электромеханическим устройством защитного отключения, так и с электронным.

Электромеханическое устройство не требует для работы дополнительного электропитания. Энергия для срабатывания катушки отключения, выводящей устройство из включенного состояния, берется от источника тока утечки. Дифференциальный трансформатор, регистрирующий эти токи, имеет большие габариты. Это сказывается на компактности прибора в целом.

Электронные аналоги, помимо датчика тока утечки и отключающей катушки, содержат электронную схему с усилителем сигнала. Небольшой по величине сигнал от датчика увеличивается до амплитуды и мощности, достаточной для работы катушки расцепителя. Такие дифавтоматы компактнее.

При обрывах нуля питающей линии дифференциальные автоматы с электронной схемой управления становятся бесполезными. Напряжение питания электроники пропадает, что не дает возможности отключить устройство. Поэтому, несмотря на компактность, применять такие приборы целесообразно только в комплекте с реле напряжения.

Исходя из вышеизложенного, можно определится, какое исполнение прибора более приемлемо в конкретном случае.

Различные типы дифференциальных автоматов могут с успехом применяться в однофазных и трехфазных сетях переменного тока. Такие устройства способствуют повышению уровня безопасности в процессе эксплуатации различных электроприборов.

“>