Как подобрать и подключить дифференциальный автомат

Основные обозначения

Более подробно порядок маркировки дифавтомата (расположение его характеристик) рассмотрим на примере отечественного изделия марки «АВДТ32», используемого в цепях защиты промышленных и бытовых электросетей.

Для удобства систематизации излагаемой информации под графическим обозначением будет пониматься определённая маркировочная позиция.

На первой позиции указывается наименование и серия дифавтомата. Из этого обозначения следует, что он является АВ дифференциального типа со встроенной защитой от опасных токов утечки. Дифавтомат предназначен к использованию в электросетях однофазного переменного тока с номинальным напряжением 230 Вольт (50 Герц).

На месте, соответствующем позиции №3 (вверху), указывается такая характеристика, как значение номинального дифференциального тока короткого замыкания.

На той же позиции, но внизу приводится графическое обозначение типа встроенного автомата (в данном случае это тип «А», рассчитанный на работу с утечками пульсирующего постоянного и синусоидального переменного токов).

На месте 4-ой позиции можно увидеть модульную схему дифавтомата, на которой указываются входящие в его состав элементы, участвующие в реализации защитных функций. Для АВДТ32 на этой схеме условными знаками обозначаются следующие модули и узлы:

• электромагнитные и тепловые расцепители, обеспечивающие защиту линий от токов КЗ и перегрузки соответственно;
• специальная кнопка «Тест», необходимая для ручной проверки исправности автомата;
• усилительный электронный модуль;
• исполнительный узел (коммутирующее линию реле).

На позиции под номером семь на первом месте указывается связанная с быстродействием характеристика аварийного срабатывания электромагнитного расцепителя (для нашего примера – это «С»).

Сразу за ним следует показатель номинального тока, означающего величину этого параметра в рабочем режиме (в течение длительного времени).

Минимальный ток отключения (срабатывания) расцепителя электромагнитного типа для дифавтомата с характеристикой «С» обычно берётся равным примерно пяти номинальным токам. При данной величине токовой характеристики тепловой расцепитель срабатывает примерно через 1,5 секунды.

На восьмой позиции обычно стоит значок «дельта» с показателем номинального тока утечки, который отключает дифференциальное устройство в случае опасности. Это все основные электрические характеристики.

Внешние отличия модулей УЗО и дифавтомата: 3 принципа

По общему виду корпуса и надписям на нем любой покупатель может прямо в магазине оценить приобретаемую защиту. Для этого на нем наносятся:

1. значения номинальных токов;
2. принципиальная внутренняя электрическая схема;
3. специальные надписи и обозначения.

Различие маркировки номинальных токов на лицевой стороне

Обозначение диапазона рабочих нагрузок на лицевой панели УЗО и дифавтомата является обязательным элементом. Они выполняются разными способами.

У устройства защитного отключения принято записывать цифровое выражение величины номинального тока с показом сокращения единицы измерения «Ампер» буквой А.

Показываю все это на фотографии модуля hager, где выделил в синей рамке надпись 40 А.

Токи утечек обозначаются в миллиамперах.

Дифференциальный автомат, как и автоматический выключатель, входящий в его конструкцию, выбирается не только по номинальному току, но еще по типу времятоковой характеристики.

Это позволяет оптимально использовать защиту с разным типом оборудования.

Ведь в подключенной схеме могут работать простые резистивные нагрузки, например, лампы освещения и ТЭНы (класс В, зона 3-5 I/In) или электрические приборы или машины с электродвигателями, обладающие повышенными индуктивными составляющими реактивного сопротивления (группа D, зона 10-20 I/In).

Последние создают сложные переходные процессы при включении, требуют отстройки защиты на этот период.

Все это указывается при маркировке номинального тока дифавтомата буквой класса времятоковой характеристики и цифровым выражением номинальной нагрузки.

Для конкретного дифавтомата компании ABB, предназначенного работать с нагрузкой шестнадцать ампер и класса С, обозначение выглядит так: C16.

Таким образом определить УЗО можно по цифре номинального тока и заглавной букве A, а дифавтомат — маркировке класса и величине тока.

Какие элементы наносят на схеме корпуса

У всех модулей изображается принципиальная электрическая схема защиты с органами управления.

Устройство защитного отключения имеет только орган сравнения фаз, показываемый эллипсом, обозначающим магнитопровод трансформатора тока с введенными в него проводами.

Он подразумевает срабатывание модуля при возникновении утечек.

У дифавтомата на схеме он тоже имеется, но дополнительно показываются тепловой расцепитель с токовой отсечкой. Смотрите их значки на фото и поясняющие надписи рядом:

• t° (превышение температуры и перегрузка);
• I> (бросок и отсечка тока).

Наличие обозначения защит по току перегрузки и короткого замыкания на схеме — отличительный признак дифференциального автомата.

Надписи и обозначения модулей

Здесь надо смотреть техническую документацию. Устройство защитного отключения официально называется дифференциальный выключатель (сокращение ВД), что очень похоже на дифавтомат. Но путать не стоит.

Последний официальное именуют «Автоматический дифференциальный выключатель», добавляя к первому термину слово «Автоматический». При этом используется сокращение заглавными буквами АВДТ (расшифровывается автоматический выключатель с дифференциальным током).

На самом деле запомнить все это просто. Достаточно вспомнить, что в УЗО входит только дифференциальный орган, а у дифавтомата добавлены защиты автоматического выключателя. Вот и все.

Аббревиатура ВД и АВДТ, другие сведения кроме стороны лицевой панели может наноситься гравировкой еще сбоку. Достаточно повернуть корпус и посмотреть эти сведения.

Но здесь производители поступают на свое усмотрение. Они могут такой маркировкой и не заниматься, что характерно для иностранных компаний.

Принцип действия

Дифференциальный автомат отличается от простого автоматического выключателя тем, что в нем используется еще один канал отключения, который срабатывает при утечке тока на «землю». Можно сказать, что к автоматическому выключателю добавлено УЗО (устройство защитного отключения).

Сравнительная характеристика устройств по назначению

В основе работы УЗО лежит сравнение тока «втекающего» (фаза) и «вытекающего» (ноль). Сравнение токов происходит с помощью дифференциального трансформатора на тороидальном сердечнике.

Схема работы УЗО

На этом сердечнике размещают три обмотки: одна – фазная, другая – нулевая, третья – сигнальная. При нормальном функционировании сети по фазной и нулевой обмоткам текут одинаковые токи в противоположных направлениях. Они создают в сердечнике магнитные поля, которые также направлены в разные стороны. В результате магнитное поле в сердечнике практически нулевое, из-за этого в сигнальной обмотке напряжение также равно нулю. Для проверки работоспособности служит ограничительный резистор R и кнопка «Тест», при нажатии на нее происходит срабатывание выключателя, это позволяет убедиться, что система в порядке.

Следует заметить, что под дифференциальным автоматом понимают устройство, объединяющее в одном корпусе УЗО и автоматический выключатель. Это замечание справедливо, потому что в точках продажи часто за диффавтомат выдают УЗО.

Если произошло нарушение целостности изоляции или человек коснулся оголенного провода, то часть фазного тока потечет не к нулевому проводу, а на «землю». Баланс токов и магнитного поля в трансформаторе нарушится, из-за этого в сигнальной катушке появится напряжение. Это напряжение вызывает срабатывание исполнительного устройства и отключает автомат. Время срабатывания составляет примерно 0,04 сек.

Схема работы дифференциальной защиты

На рисунке видно, что нарушилась изоляция какого-то прибора (R н), к примеру, холодильника, напряжение фазы попало на корпус, прикосновение человека к нему замкнуло эту цепь на «землю». Через фазный провод потечет суммарный i 1 +Δi ток, а через нулевой – только часть i 2 . Поэтому i 1 +Δi>i 2 , магнитный поток в кольце не равен нулю, и наведенный в сигнальной обмотке (1) ток поступает на исполнительный механизм, он и отключает сеть.

Номинальная отключающая способность дифавтоматов

Данное значение показывает устойчивость дифавтомата к перегрузкам. Одним словом определяет, какой максимальный скачок напряжения может выдержать устройство и не сгореть.

Как правило, для быта применяются дифавтоматы с отключающей способностью в 4 500 ампер и 6 000 ампер. Тут, как говорится, чем больше, тем лучше.

Бренд

Последний пункт, но не по значимости. Самые популярные бренды на рынке дифавтоматов: ABB, Legrand, Schneider, IEK. Такие какие же лучше дифавтоматы выбрать?

Не будем долго углубляться в историю создания брендов. Скажем лишь одно.

Если речь идет про временную или бюджетную автоматику, мы рекомендуем рассматривать варианты: Schneider Easy9, IEK, Legrand RX3

Если речь идет про квартиры, то мы рекомендуем: Автоматику ABB, Legrand TX3 и Schneider Merlin Gerin (DOMOVOI).

Если же Вы устанавливаете автоматику в загородный дом, то стоит рассматривать: ABB (DS201), Schneider Acty9, Legrand DX3.

string(79) “/upload/resize_cache/iblock/e91/100_100_0/e919bdb5a37189bee37520d1ea9b7c79.jpeg” => int(0) => int(0) => NULL > –> string(78) “/upload/resize_cache/iblock/56f/100_100_0/56f7eb83d947840aae62acf0b04a87f1.jpg” => int(0) => int(0) => NULL > –> string(78) “/upload/resize_cache/iblock/72c/100_100_0/72c06a3a627356429aa05f8fc54d8b51.jpg” => int(0) => int(0) => NULL > –>

Схемы подключения

Основное правило, которое должна учитывать любая схема подключения дифференциального автомата, гласит: АВДТ нужно подсоединять к фазам и нулевому проводнику исключительно той линии или ответвления, для защиты которой предназначен этот прибор.

Вводной автомат

Дифференциальный автомат в щитке в этом случае устанавливается на вводном проводе. Такая схема подключения дифавтомата получила свое название потому, что устройство защищает все группы и ветки сети, к которой оно подсоединено.

При подборе АВДТ для этой схемы необходимо учитывать все рабочие параметры линии, в том числе и потребляемую мощность. Такой способ подключения защитного устройства имеет ряд плюсов, к которым относятся:

• Экономия, поскольку на всю сеть устанавливается единственный автомат.
• Компактность, так как одно устройство не занимает в щитке много места.

Минусы этой схемы таковы:

• При возникновении нарушений в сети обесточивается вся квартира или дом.
• При любой неисправности на ее поиск и устранение уйдет много времени, поскольку нужно будет найти ветку, на которой произошел сбой, а также установить конкретную причину неполадок.

Наглядные схемы подключения дифавтоматов на видео:

Отдельные автоматы

Этот метод подключения предусматривает установку нескольких дифференциальных АВ. Установка дифавтомата производится на каждую отдельную ветку или мощный потребитель. Кроме того, дополнительный АВДТ ставится перед группой самих защитных устройств. К примеру, на осветительные приборы устанавливается один аппарат, на розеточную группу – другой, а на электроплиту – третий.

Преимуществом этого способа является максимальный уровень обеспечения безопасности, а также достаточно легкий поиск возможных неисправностей. Недостаток его – большие затраты, связанные с покупкой нескольких дифференциальных автоматов.

Где и сколько установить

Для квартиры допускается установка одного дифференциального автомата в щиток, сразу после счетчика потребленной электроэнергии. После дифавтомата необходимо установить автоматические выключатели в количестве, необходимом для защиты всех групп потребителей.

Очевидно, что номинальный ток дифавтомата должен быть больше суммы аналогичных параметров автоматов, иначе возможно повреждение устройства при возникновении пиковой нагрузки.

Эта схема, являющаяся самой простой, не позволит быстро определить, на каком участке проводки произошла утечка тока, если дифференциальный автомат вдруг сработает.

При большом количестве электроприборов, в многокомнатных квартирах, рекомендуется применять несколько дифов (дифференциальных автоматов).

Устанавливать их необходимо, в этом случае по селективности. После счетчика устанавливается основной дифавтомат. Его дифференциальный ток должен быть не менее 100 миллиампер, чтобы исключить срабатывание одновременно с последующими дифавтоматами.

После основного, на каждом ответвлении электропроводки, монтируются устройства с дифференциальным током не более 30 миллиампер. Основной дифавтомат должен предусматривать работу в селективном режиме. Для обозначения такой возможности на устройства защиты наносится маркировка в виде буквы S.

Назначение и принцип работы УЗО

Прежде всего, рассмотрим, зачем нужно это устройство, и с какой целью оно ставится в сетевую питающую линию. При непрофессиональном подходе к этим вопросам создаётся впечатление, что для надёжной защиты линий питания вполне достаточно одного автоматического выключателя. Но требуется узо для того, чтобы защитить человека и животных от поражения током при наличии его утечек.

Особенностью приборов этого класса является высокая чувствительность к очень малым токам, составляющим доли ампера и всегда присутствующим в местах повышенной влажности или повреждения изоляции. Именно поэтому установка узо – это самый надёжный способ обезопасить живые организмы (включая домашних животных) от возможного поражения током в ряде опасных зон, имеющихся не только в городских квартирах, но и в частных жилых строениях.

В основе работы УЗО лежит принцип сравнения токов в специальном дифференциальном узле с заведенным в него прямым и обратным отводом от однофазной линии (его включение в питающую цепь приведено на рисунке ниже).

Рассмотрим суть функционирования этого прибора более подробно в виде следующей последовательности его состояний:

• В нормальном (штатном) режиме работы прямые и обратные токи, протекающие через дифференциальный узел, имеют одинаковые по амплитуде значения. При этом защитные устройства никак не реагирует на изменение токов в линии, поскольку создаваемые индуктивными катушками магнитные поля взаимно компенсируются (токи через них равны по величине);
• В случае, если есть утечка через живой организм (её значение измеряется в микроамперах) в дифференциальном или сравнивающем узле появляется разница токов, нарушающая баланс магнитных потоков Ф1 и Ф2;
• Следствием этого является формирование управляющего импульса, подаваемого на исполнительное реле, которое и отключает линию от потребителя (нагрузки).

Обратите внимание! Скорость таких отключений или срабатывания исполнительного реле обычно исчисляется долями секунд (точнее микросекундами). За столь короткое время токовые процессы не успевают распространиться по телу живого организма, что означает стопроцентную защищённость от удара током

За столь короткое время токовые процессы не успевают распространиться по телу живого организма, что означает стопроцентную защищённость от удара током.

Читать также: Регулятор напряжения на микроконтроллере

Выбор дифавтомата:

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: так как дифференциальный автоматический выключатель сочетает в себе функции автоматического выключателя  номинальный ток дифавтомата определяется по той же методике, что и для обычного автомата. Таким образом определить необходимый номинальный ток дифавтомата можно одним из следующих способов:

1. С помощью нашего калькулятор расчёта тока утечки для выбора УЗО;
2. С помощью нашего калькулятора мощности автоматического выключателя по номинальному току;
3. С помощью следующей таблицы:

Таблица автоматических выключателей для однофазной сети 220 В

Таблица автоматических выключателей для трехфазной сети 380 В

— По характеристике срабатывания — зачастую характеристику срабатывания аппаратов защиты выбирают исходя из назначения защищаемой ими сети (согласно таблице характеристик срабатывания приведенной ниже) однако дифавтомат выбранный таким образом может не обеспечить своевременное отключение цепи при коротком замыкании, характеристику срабатывания необходимо определять по методике приведенной здесь.

— 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:

ΔI_сети=((0.4*I_сети)+(0.01*L_{провода}))*3, миллиАмпер

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

Рассчитав ΔI_сети принимаем ближайшее большее стандартное значение дифференциального тока дифавтомата ΔI_ДА:

ΔI_ДА⩾ ΔI_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.

По каким причинам может сработать дифавтомат?

В процессе эксплуатации защитного устройства важно понимать, в каких случаях оно может сработать. С учетом этих нюансов стоит принимать решение о причине проблемы (короткое замыкание, ток утечки и прочие)

С учетом этих нюансов стоит принимать решение о причине проблемы (короткое замыкание, ток утечки и прочие).

Рассмотрим каждый из вариантов более подробно:

Срабатывание без нагрузки.

В старых домах с плохой проводкой имеют место серьезные проблемы с изоляцией.

Последняя изношена и высок риск появления токов утечки, величина которых может меняться с учетом многих параметров — наличия рядом животных уровня влажности и так далее.

В такой ситуации АВДП может срабатывать ложно.

Причиной проблемы может быть:

• Поврежденная изоляция;
• Наличие скруток;
• Просчеты в расположении распредкоробок;
• Электрофурнитура.

Для выявления причины требуется ревизия проводки. Начинать необходимо с диагностики места повреждения.

Например, если дифавтомат выбивает при включении лампочки, проблему необходимо искать в осветительной цепи.

Если АВДП срабатывает после подключения какого-то либо устройства в розетку, стоит убедиться, что это устройство исправно.

При замыкании «нуля» и «земли».

Если по какой-либо причине провода N и PE касаются друг друга, высок риск срабатывания дифференциального автомата. Распространенные места замыканий — в распредкоробке или в коробе под розетку.

Читайте по теме — эффективные способы защиты электроприборов с помощью специальных устройств.

Логика срабатывания построена на принципе действия устройства. Если «ноль» и «земля» объединены, ток разделяется между двумя проводниками. Соответственно, в дифтрансформаторе нет равенства токов, и он воспринимает этот факт, как утечку.

С проблемой часто сталкиваются начинающие мастера, которые не имеют должного опыта в вопросе обслуживания дифавтомата.

1. В момент включения нагрузки. Если АВДП работает при подключении нагрузки, проблему необходимо искать в изоляции. Использовать проводку при такой неисправности небезопасно, поэтому рекомендуется вызвать специалиста и разобраться с проблемой. Если же ее игнорировать, высок риск попадания под напряжение кого-либо из членов семьи или возникновения пожара.
2. При скачках напряжения. Логика дифавтомата построена таким образом, что отключение может происходить в случае повышения напряжения. Правда, такой опцией обладают не все устройства, а только имеющие электронную схему. Кроме того, защита может работать при КЗ внутри потребителя, ведь дифавтомат умеет отключаться при таком виде аварии.

Читайте по теме — как действует электрический ток на организм человека.

Похожие записи:

Что можно делать из дерева: бизнес-идеи, необходимое оборудование, советы Дизайн кухни-столовой и гостиной в частном доме: нюансы объединения и планировки пространства Как почистить входной фильтр подачи воды в стиральной машине Диапазон размеров ламинатной доски Проекты гаражей с хозблоком: варианты и способы их реализации + фото Плесень в бане: как избавиться