Домой Электрика Технические характеристики и внешний вид УЗО

Технические характеристики и внешний вид УЗО

141
0

Отключающий и неотключающий дифференциальные токи

Под током срабатывания (или отключающим) понимают такой дифференциальный ток, протекание которого приводит к отключению ВДТ при утечках в цепи.

Ток, протекание которого допустимо в цепи и не происходит его срабатывания, называется дифференциальным неотключающим током.

В нагруженной цепи, где работают устройства импульсного типа: выпрямители, дискретные цифровые приборы для регулировки мощности – все это современная бытовая техника, присутствуют фоновые токи дифференциальные. Но такие токи не являются токами повреждения, и электрическую цепь в этом случае отключать нельзя. Поэтому порог срабатывания УЗО выбран таким, чтобы не реагировать на рабочее значение фона, а отключать ток утечки, превышающий эту величину.

Своими руками. Видео

Про электрическую схему подключения автоматического выключателя своими руками можно узнать из представленного видео.

Использование дифференциальных автоматических выключателей обеспечивает комплексную защиту помещения от аварий и поражения людей электрическим током.

Для защиты трехфазных сетей выпускаются дифференциальные выключатели в трехфазном исполнении. Принципиальных отличий в их работе нет. Следует учитывать только одно, если к домовладению подведена трехфазная сеть, а в нее в доме включаются и однофазные потребители, то общий УЗО на входе ставить нельзя, так как он будет работать некорректно из-за небольшого, но неизбежного перекоса фаз. В этом случае УЗО ставятся индивидуально для каждого потребителя.

Подключение

Подключение дифавтомата следует начинать с предварительного создания плана-схемы, на котором разделить всех квартирных потребителей на группы: освещение, розетки, нагреватели и т. д. Примерная схема приведена на рисунке ниже.

1d7a3d1c0202983402e10289c82208a4.jpg

Примерная схема сети с защитными автоматами

Разделение на группы всегда полезно тем, что если где то сети случится неисправность, то будет отключена только эта часть. Это позволяет сразу локализовать неисправность, и даже если нет возможности быстро провести ремонт, сеть будет функционировать, хотя и в ограниченном режиме.

Кроме того группировка сети позволяет отделить помещения с опасными условиями использования электроэнергии: кухню, ванную, санузел. Влажность в этих помещениях может быть повышенной. Вероятность поражения током при появлении утечки высокая, поэтому там ставят автоматы с током срабатывания 10 мА, для других – 30 мА. С большим током 100-300 мА – устанавливают в входном щите для защиты сети от пожара, так как если общая утечка в сети превысит это значение, то вся сеть будет отключена.

Ограничения

УДТ не сработает, если человек оказался под напряжением, но тока замыкания на землю при этом не возникло, например, при прикосновении одновременно к линейному и нейтральному проводникам защищаемой цепи. Предусмотреть защиту от таких прикосновений невозможно, так как нельзя отличить протекание тока через тело человека от нормального протекания тока в нагрузке. В подобных случаях действенны только механические защитные меры (, непроводящие кожухи и т. п.), а также отключение электроустановки перед её обслуживанием.

УДТ, функционально зависимое от напряжения сети, нуждается в питании, которое получает от защищаемой цепи. Поэтому потенциально опасной является ситуация, когда выше УДТ произошёл обрыв нейтрального проводника, а линейный остался под напряжением. В этом случае УДТ будет неспособно отключить цепь, так как напряжения в защищаемой цепи недостаточно для функционирования. УДТ функционально не зависимое от напряжения свободно от указанного недостатка.

Что такое дифференциальный ток

d712512e92662d10de4928d14d7132d0.jpg

Схема работы тока

Во всех отраслях науки под дифференциалом понимается разница некой величины. Почему это так? Начнём с простейшего. Допустим, у нас имеется некий график. Пусть это будет всем известная парабола

В математике имеет большую важность нахождение так называемых критических точек функции. В них производные первого или второго порядка имеют строго определённые значения или меняют свой знак

Благодаря этому их свойству удаётся оптимизировать производственные и многие другие процессы в повседневной и профессиональной деятельности.

Но для нас важно то, что процесс нахождения производных функции называется дифференцированием. Для этого берётся бесконечно малый отрезок по вертикальной оси и делится на столь же малый промежуток по горизонтальной. А чтобы описать границы, используется разница между началом и концом интервала. Вот из-за этого разность часто и называется дифференциалом. Хотя это и не совсем правильно.

В применении к электрическому току находят разницу между входным и выходным значением в цепи. Допустим, что прибор потребляет 250 Вт. При номинальном значении напряжения в цепи 220 В ток составит 250/220 = 1,136 А. Вы удивитесь, но обратно на землю (нулевой провод розетки) должно уходить ровно столько же. Это прямо следует из одного из законов Кирхгофа. Правило гласит, что ток в последовательной цепи один и тот же. В данном случае наша цепь образована:

  1. Источником на подстанции.
  2. Автоматом защиты.
  3. Прибором, потребляющим ток (например, стиральной машиной).
  4. Цепью нулевого провода, который уходит на землю (в грунт).

3feaac274937e2d10bc29dfd985be088.jpg

Схема дифференциального тока

Схема может быть немного иной, но суть остаётся той же: сколько вошло электрического тока в квартиру, столько из неё и должно выйти. Соответственно, в нормальном состоянии разница равна нулю. В этом случае говорят, что дифференциальный ток отсутствует.

Особенности конструкции дифавтомата

Поскольку дифавтомат предназначен для выполнения нескольких различных функций, то в его конструкцию входят относительно обособленные элементы, принцип работы и назначение которых несколько различаются. Все составные части устройства собраны в компактном диэлектрическом корпусе, имеющем крепления для монтажа на DIN-рейку в электрическом щитке.

К рабочей части дифференциального автомата относятся:

  1. Механизм независимого расцепления.
  2. Электромагнитный расцепитель. Это устройство состоит из катушки индуктивности, оборудованной подвижным металлическим сердечником. Сердечник соединен с подпружиненным возвратным механизмом, обеспечивающим надежное замыкание контактов выключателя в нормальном режиме работы электрической цепи. Электромагнитный расцепитель срабатывает в тех случаях, если в цепи протекает ток КЗ.
  3. Тепловой расцепитель. Это устройство размыкает электрическую цепь при протекании по ней тока, незначительно превышающего номинальное значение.
  4. Рейка сброса.

К защитной части устройства относятся модуль дифференциальной защиты, срабатывающий в тех случаях, если есть ток в проводах заземления электроустановки. В случае превышения этим током определенного значения устройство дает команду на размыкание основных контактов, а также сигнализирует о причинах срабатывания защиты дифференциального автомата.

e3ea7f576ff8001599897732f4b1964c.jpg

Составными частями конструкции модуля защиты являются:

  1. Дифференциальный трансформатор.
  2. Электронный усилитель.
  3. Катушка электромагнитного сброса.
  4. Устройство контроля исправности защитной части дифавтомата.

На передней части корпуса изделия есть специальная кнопка, которая предназначена для проверки работоспособности защитной части устройства. Чтобы спровоцировать контрольное срабатывание дифавтомата нужно просто нажать на кнопку, при этом происходит замыкание цепи, вызывающее ток утечки, на который реагирует защита.

Для обеспечения нормальной работы защитного модуля он подключается последовательно за рабочей частью дифавтомата.

Нагрузка

Следующая характеристика – номинальный ток УЗО, который измеряется в амперах (A). Он обозначает величину тока в цепи, при которой устройство способно выполнять свои функции. Не следует путать эту характеристику с аналогичным параметром выключателя-автомата. Выключатель при достижении током номинальной величины должен отключаться, а УЗО даже при превышении номинальной нагрузки останется включенным, пока не сгорят обмотки трансформатора, если не будет диагностирован ток утечки.

Выпускают УЗО по номиналу тока нагрузки от 16 до 100 А. Для обычной квартиры подойдет устройство на 32 А. Чем больше нагрузка на сеть, тем больший выбирают параметр.

Три основных типа

Разными производителями выпускается великое множество моделей, но все они разделены на три типа:

  1. АС для синусоидального переменного тока;
  2. А для пульсирующего постоянного (а также для синусоидального переменного);
  3. В для постоянного (а также для пульсирующего постоянного и для синусоидального переменного).

Самым простым и недорогим является устройство АС. Оно срабатывает только при возникновении утечек на участках цепей с переменным током.

Для жилых помещений, где установлены приборы, использующие в работе постоянный ток (телевизоры, компьютеры, некоторые осветительные приборы), необходимо применять тип А. Модели эти дороже, но они обеспечат отключение при любой утечке, если ее параметры соответствуют параметрам выбранного УЗО.

Устройства типа В обладают повышенной надежностью, они дороги и используются на промышленных объектах.

Иногда, при последовательном включении нескольких устройств, применяют УЗО селективного действия (S), которые отключаются с минимальной задержкой, позволяющей сработать устройствам, установленным ближе к нагрузке.

Поскольку тип относится к важным характеристикам, его изображают на корпусе в виде прямоугольника. Синусоида внутри прямоугольника – показатель переменного тока (АС). Прямая и пунктирная линии указывают на тип В, в свою очередь А обозначается специальным значком для импульсного тока.

Номинальный ток УЗО

Не менее важной характеристикой устройств защитного отключения считается их номинальный ток. По своей сути данный параметр является величиной тока, которую УЗО способно пропустить в течение неограниченного времени. Стандартные номинальные токи, под которые выпускаются современные УЗО, составляют 16, 25, 32, 40 и 63 ампера

Данная линейка позволяет выбрать наиболее подходящий вариант для защиты квартиры или частного дома.

Следует помнить, что устройство защитного отключения не защищает от сверхтоков, возникающих в результате перегрузок и коротких замыканий. Поэтому данный прибор обычно используется вместе с автоматическим выключателем. В этом случае номинальный ток автомата должен быть меньше или равняться номинальному току УЗО.

bfecdadc3f0585042cd5034374d37a24.jpg

Существует еще одна токовая характеристика, называемая номинальным отключающим током защитного устройства. Фактически она является уставкой, то есть током, при котором происходит срабатывание и отключение УЗО. Значение уставок также имеет свою линейку – 10, 30, 100, 300 и 500 мА.

Выбирая устройство, нужно помнить о так называемом токе неотпускания, составляющем 30 и более миллиампер, при котором уже становится невозможно самостоятельное разжатие рук и отбрасывание провода. Поэтому отключающий ток защита, предназначенная для защиты людей, выбирается на 10 или 30 мА. Данная величина также входит в состав маркировки, наносимой на лицевой стороне УЗО.

Каждое устройство имеет свое предназначение:

  • Устройства на 10 мА защищают потребителей, расположенных в помещениях с повышенной влажностью, а также приборы и оборудование, функционирующие в мокром режиме – посудомоечные и стиральные машины. Сюда же входят розетки, установленные в туалетах и ваннах, на балконах и лоджиях. Данные УЗО используются при условии выделения отдельных линий каждому потребителю. Если же к этой линии будет подключена еще одна нагрузка, потребуется защитное устройство уже на 30 мА.
  • УЗО с отключающим током на 30 мА устанавливается на стандартных линиях с обычными потребителями – розетками, освещением и т.д.
  • Защитные устройства на 100, 300 и 500 мА относятся к категории противопожарных. Они не способны защитить от поражения электротоком, зато эти приборы успешно предотвращают возникновение пожара в квартире или частном доме из-за неисправной проводки.

При последовательной установке УЗО должна быть обеспечена селективность. В многоступенчатых схемах защитное устройство, расположенное наиболее близко к источнику питания, должно иметь ток и врем срабатывания как минимум в три раза выше, чем у прибора, установленного в непосредственной близости от потребителя.

Как отличить

Есть два способа, как различить электронные и электромеханические выключатели.

По нанесенной схеме на корпусе дифференциального выключателя.

75fa6072fd6a6effe9f2e654f9746c2b.jpg

Электронные и электромеханические выключатели

На левом рисунке видно, что к реле подходят только два провода от дифференциального трансформатора. На правом буквой А обозначена электронная схема, и к ней подведены сигнальные провода от трансформатора и два – от сети для питания. При обрыве нулевого провода вне квартиры питание на электронную схему поступать не будет. Она соответственно перестанет работать, а фаза будет поступать в квартиру, поэтому прикосновение человека к оголенному проводу НЕ вызовет отключения автомата.

Проверка с помощью батарейки

К фазным выводам подсоединяются два отрезка провода с оголенными концами, к ним подключают любую батарейку от 1,5 до 9В. Автомат при этом должен быть включенным. Если конструкция электромеханическая, то произойдет моментальное отключение. Если конструкция электронная, никакого отключения не будет. Полярность подключения батарейки роли не играет.

36946f9482c9f22e4926e288a905ee7a.jpg

Проверка с помощью батарейки

Это очень простой и безопасный способ определения, к какому виду относится тот или иной диффавтомат.

Как работает отсечка

Главенствующие параметры УЗО – его тип, фазность, номинальный и дифференциальный ток отключения.

В рабочем, включенном состоянии, УЗО как бы сравнивает токи на фазном и нейтральном проводе. При наличии разницы, свидетельствующей о том, что в цепи произошла утечка, УЗО отключается. Разница эта называется дифференциальным током отключения или утечки. Также встречается название «отсечки». Это важная характеристика, которая обязательно наносится на корпус, измеряется в мА (mA, миллиамперы). Выпускают приборы номиналом от 10 мА до 500 мА.

054a758c596e75557f3332a1864a38bb.jpg

Дифференциальный ток отключения – это как раз та характеристика, которая и отвечает за правильную работу УЗО в цепи. При его достижении УЗО отключается. Он зависит от чувствительности электромагнитного реле.

Для реализации принципа отсекания в УЗО имеется дифференциальный трансформатор из катушек, намотанных на сердечнике в форме тора. Вот краткое описание процесса.

По катушкам во время работы электрической системы протекают фазный и «нулевой» токи. В нормальном состоянии они равны по значению. Соответственно, в катушках они создают магнитные поля, закрученные в противоположном направлении, но равные по абсолютному значению. В результате суммарное магнитное поле в сердечнике будет нулевое.

Если появляется токовая утечка, например, при замыкании проводника на корпус, которого коснулся человек, стоящий на земле, то магнитный поток в нулевой катушке уменьшается. Суммарный магнитный поток в сердечнике становится положительным. Он создает в контрольной обмотке ток, который приводит в действие электромагнитное реле, отключающее УЗО путем разъединения силовых контактов.

Таким образом, такая характеристика, как чувствительность УЗО, будет напрямую зависеть от чувствительности электромагнитного реле.

Так же будет происходить отключение при изношенной изоляции проводов или при отсыревших контактах, когда происходит утечка. Это поможет предотвратить возгорание проводов и кабелей. Из видно, что оно будет защищать человека от поражения, даже если неисправное электрооборудование не заземлено.

Важность правильного выбора УЗО

Сегодня на рынке присутствует большое число самых разных моделей выключателей дифференцированного тока, существенно различающихся между собой. Отличия заключаются в технических параметрах, методе установки и месте его использования.

Если модель ВДТ (УЗО) выбрана ошибочно, с неправильными характеристиками, то возможны следующие последствия.

Автоматика будет ошибочно реагировать, принимая за аварийную ситуацию маленькие утечки тока, которые обычно есть в домашней электросети. В старой проводке эти утечки встречаются чаще.

Часто люди выбирают ВДТ (УЗО) с завышенными характеристиками, в результате чего ВДТ может срабатывать с некоторой задержкой времени или вообще не почувствовать аварийную ситуацию как таковую. В этом случае вероятно получение электрической травмы.

Встречаются случаю, когда подключение ВДТ выполнено по неправильной схеме. Производители на корпусе самого устройства отображают схему подключения с расположением контактов для подключения фазных и нулевых проводников. Если подключение выполнит неправильно или подать питание с обратной стороны это также может привести к «нечувствительности» ВДТ при возникновении аварийной ситуации.

Чтобы подобные ошибки обошли вас стороной, давайте изучим основные характеристики УЗО (ВДТ) перед покупкой.

Как работает выключатель дифференциального тока

УЗО состоит из сердечника в виде кольца и двух обмоток. Эти обмотки совершенно одинаковы, то есть выполнены проводом одного сечения и количество витков идентично. Через одну обмотку проходит ток в направлении входа нагрузки, а далее через нагрузку возвращается на вторую обмотку. Так как в каждой нагрузке проходит номинальный ток, то суммированные токи на входе и на выходе, по Киргофу, должны быть равны. В итоге токи создают в обмотках одинаковые магнитные потоки, направленные в противоположном направлении. Эти потоки компенсируют друг друга, и система остается в неподвижном состоянии. Если только появился ток утечки, то магнитные поля будут различными, сработает реле дифференциального тока, что приведет к размыканию электрических контактов. Электрическая линия будет полностью обесточена.

19170869c8607038bc5d6f4bdba26993.jpg

История

Первый патент (патент Германии № 552678 от 08.04.28) на УДТ был получен в 1928 году германской фирмой RWE (Rheinisch — Westfälisches Elektrizitätswerk AG). Первый действующий образец устройства защиты был изготовлен этой же фирмой в 1937 г. В качестве датчика использовался маленький дифференциальный трансформатор, а исполнительным элементом служило поляризованное реле с чувствительностью 0,01 ампер и быстродействием 0,1с[4].

Чувствительность прототипа устройства была 80 мА[5] дальнейшее повышение чувствительности тормозилось отсутствием материалов с нужными магнитными свойствами. В 1958 г. доктором Биглмайером из Австрии было предложено новое схемное решение конструкции УДТ. Сейчас такие УДТ маркируются буквой G. В конструкции были устранены ложные срабатывания от грозовых разрядов и увеличена чувствительность до 30 мА[5].

Граничные кривые переменного тока и физиологическое действие тока на организм человека[6] были установлены путём тестов в 1940—1950 годы в университете Berkeley американским учёным Чарльзом Дальцилом. В ходе тестов добровольцы подвергались воздействию электрического тока с известным напряжением и силой тока[4].
В начале 1970-х годов большинство УДТ выпускались в корпусах типа автоматических выключателей. С начала 1980-х годов, в США, большинство бытовых УДТ были уже встроенными в розетки.

В СССР первые эксперименты по проектированию УДТ начались в 1964 году[7]. Первое серийное УДТ для укомплектования трёхфазного электрифицированного инструмента было изготовлено в 1966 г. Выборгским заводом «Электроинструмент» по разработке ВНИИСМИ. Первое бытовое УДТ в СССР было разработано в 1974 году, но в серию не пошло[8]. Серийное бытовое УДТ производилось с 1988 года в значительных количествах (до 200 тысяч штук в год). Типичный вид УДТ того времени — удлинитель с розеткой на шнуре. С 1982 года всё учебное электротехническое оборудование, поступавшее в школы, в обязательном порядке оснащалось УДТ, которое получило наименование «школьное». Серийность изделия доходила до 60 тыс. штук в год.
Для нужд промышленности и сельского хозяйства выпускались защиты ИЭ-9801, ИЭ-9813, УЗОШ 10.2 (ещё выпускается), РУД-0,5.
В настоящее время используются преимущественно УДТ для монтажа в электрощите на , а встроенные УДТ пока широкого распространения не получили.

Каким образом дифференциальный ток помогает защитить нас и нашу квартиру

Допустим, что где-то в цепи существует утечка. Это вызвано обычно нарушением изоляции, хотя могут быть и другие причины. В этом случае баланс нарушается. И входной ток уже не равен выходному. В этом случае ситуаций может быть как минимум две:

  • Из-за нарушения изоляции электрический ток немедленно начинает утекать в землю. Например, в случае водонагревателя путём может послужить канализация. Заряды пойдут в землю, даже если трубы пластиковые. Средой будет служить жидкость. Вода сама по себе не проводит электрический ток, но в канализации растворено множество солей, которые и сыграют роль электролита. В этом случае утечка будет немедленно замечена, и подключение дифференциального автомата позволит избежать неприятностей.
  • Нарушенная изоляция не контактирует с проводящей средой. Поэтому утечки не образуется немедленно. Место аварии ждёт своего случая. В этом случае контакт человека с поражённым участком может стать смертельным. Как только кто-то возьмётся одной рукой за струю воды, а другой за место электрического контакта, ток потечёт прямо по телу. При напряжении 220 В это смертельно опасно. Мы здесь не будем приводить значения, при которых начинают рваться сухожилия и мышцы, просто поверьте нам на слово. И отсутствие автомата защиты может стать причиной фатального исхода.

Читайте также: Как мультиметром проверить сопротивление

Установка выключателя и сфера применения

Установка выключателя дифференциального тока несложная. Прежде всего надо осмотреть купленный прибор, нет ли царапин и повреждений корпуса. При наличии трещин и других неисправностей полная защита обеспечена не будет.

bbf32b7201241866174191a80f4c6109.jpg

Затем он крепится на Din-рейке электрощита с помощью защелки, расположенной сзади корпуса. Нужно обязательно сделать заземление. После этого необходимо проверить, работает ли установленный прибор. Под нагрузкой нажимается кнопка «Тест», и выключатель должен сработать.

Главное, следует подобрать необходимое количество ампер и произвести правильный расчет нагрузки на сеть во избежание перегрузки. Подключение возможно по следующим схемам:

  1. Дифавтомат подключается на вводе. Такое подключение поможет обеспечить защиту всех групп электрической цепи. Кроме того, такая схема не требует много места и поэтому обходится недорого. Но здесь есть один минус: при отключении автомата ток пропадает во всей сети.
  2. На каждую цепь монтируется отдельный диф, который сможет защитить все подключенные к ней элементы. В отличие от первой схемы, отключится лишь одна группа, что гораздо удобнее.

Применение дифференциальных выключателей связано с их назначением. Правильно установленный электриком дифавтомат дает возможность:

  1. Обеспечить безопасность, когда нарушена изоляция провода или случилось короткое замыкание.
  2. Дать надежную защиту от поражения током, если человек случайно прикоснулся к открытым или поврежденным проводам.
  3. Предупредить перегрев и возгорание поврежденной в отдельных местах изоляции.
  4. Дать гарантированную защиту системе электроснабжения против выхода из строя ее отдельных элементов при перегрузках и коротких замыканиях.

Один из надежных и завоевавших популярность на рынке брендов дифавтомат АВВ применяется для защиты низковольтных бытовых сетей от перегрузок из-за перепадов напряжения и при коротких замыканиях, которые возникают из-за большого количества подключения мощных электроприборов. Автомат АВВ дает защиту даже при длительном воздействии тока утечки.

Схема подключения дифференциального автоматического выключателя

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

7b7bc1e67ecad8109ada6094ec530eaa.jpg

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.

913e768fbc36868881060688b2c987a4.jpg

Схема работы дифференциальной защиты

На рисунке видно, что нарушилась изоляция какого-то прибора (Rн ), к примеру, холодильника, напряжение фазы попало на корпус, прикосновение человека к нему замкнуло эту цепь на «землю». Через фазный провод потечет суммарный i1 +Δi ток, а через нулевой – только часть i2. Поэтому i1 +Δi>i2. магнитный поток в кольце не равен нулю, и наведенный в сигнальной обмотке (1) ток поступает на исполнительный механизм, он и отключает сеть.

Классификация

По способу управления

  • УДТ без вспомогательного источника питания
  • УДТ со вспомогательным источником питания:
    • выполняющие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника с выдержкой времени и без неё:
      • производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
      • не производящие автоматическое повторное включение при восстановлении работы вспомогательного источника
    • не производящие автоматическое отключение при отказе вспомогательного источника:
      • способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника
      • не способные произвести отключение при возникновении опасной ситуации после отказа вспомогательного источника

По виду установки

  • стационарные с монтажом стационарной электропроводкой
  • переносные с монтажом гибкими проводами с удлинителями

По числу полюсов

  • двухполюсные;
  • четырёхполюсные.

По возможности регулирования отключающего дифференциального тока

  • нерегулируемые;
  • регулируемые:
    • с дискретным регулированием;
    • с плавным регулированием.

По стойкости при импульсном напряжении

  • допускающие возможность отключения при импульсном напряжении;
  • стойкие при импульсном напряжении.

По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока

УДТ типа АС: УДТ, срабатывание которого обеспечивается дифференциальным синусоидальным переменным током путём или внезапного его приложения, или при медленном нарастании[9].

УДТ типа А: УДТ, срабатывание которого обеспечивается и синусоидальным переменным, и пульсирующим постоянным дифференциальным током путём или внезапного приложения, или медленного нарастания[9].

УДТ типа В: УДТ, которое гарантирует срабатывание как устройство типа А и дополнительно срабатывает:

  • при дифференциальном синусоидальном переменном токе частоты до 1000 Гц;
  • при дифференциальном синусоидальном переменном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
  • при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток;
  • при дифференциальном пульсирующем выпрямленном токе от двух или более фаз;
  • при дифференциальном сглаженном постоянном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем, вне зависимости от полярности[10].

УДТ типа F: УДТ, которое гарантирует срабатывание как устройство типа А в соответствии с требованиями МЭК 61008-1 и МЭК 61009-1 и дополнительно срабатывает:

  • при составном дифференциальном токе, приложенном внезапно или постепенно возрастающем между фазой и нейтралью или фазами и средним заземлённым проводником;
  • при дифференциальном пульсирующем постоянном токе, наложенном на сглаженный постоянный ток.

По наличию задержки по времени (в присутствии дифференциального тока)

  • УДТ без выдержки времени — тип для общего применения;
  • УДТ с выдержкой времени — тип S для обеспечения селективности.

Выбор дифференциального автомата

Большое количество производителей электрооборудования, а также широкий модельный ряд представленных на рынке дифавтоматов существенно затрудняют выбор этих устройств

Для того чтобы правильно выбрать качественный выключатель тока утечки для конкретной системы электроснабжения, необходимо обратить внимание на такие его характеристики: . Количество полюсов

Каждый полюс обеспечивает независимый путь прохождения тока и может быть отключен общим разъединительным механизмом. Таким образом, для защиты однофазной сети следует использовать двухполюсные дифференциальные автоматы, а для установки в трехфазной сети – четырехполюсные.

  • Количество полюсов. Каждый полюс обеспечивает независимый путь прохождения тока и может быть отключен общим разъединительным механизмом. Таким образом, для защиты однофазной сети следует использовать двухполюсные дифференциальные автоматы, а для установки в трехфазной сети – четырехполюсные.

f937d697a5be854ad33126493bbd5ed1.jpg

  • В зависимости от номинального напряжения различают автоматы на 220 и 400 В.
  • Поскольку дифавтомат выполняет функции защиты от токов КЗ и перегрузок, то при его выборе следует руководствоваться теми же правилами, что и для автоматического выключателя. Важнейшими параметрами этих устройств является номинальный ток, значение которого определяется исходя из номинальной мощности подключаемой нагрузки, а также тип времятоковой характеристики. Этот параметр показывает зависимость протекающего через автомат тока от времени срабатывания расцепителя. Для установки в электрических сетях бытового назначения рекомендовано использовать автоматы, имеющие времятоковую характеристику типа С.
  • Номинальное значение тока утечки. Показывает максимальное значение разности токов (для определения этого параметра есть специальный символ Δ, нанесенный на корпус устройства), при котором дифавтомат не размыкает электрическую цепь. Как правило, для электрических сетей бытового назначения номинальное значение тока утечки составляет 30 мА.

5ff86eceac9cc83d42915da81d5ddf41.jpg

  • Существуют автоматические выключатели дифференциальных токов, предназначенные для работы в сетях постоянного (А или DC) или переменного (АС) тока.
  • Надежность устройства. Этот параметр во многом зависит от компании-изготовителя. При выборе и приобретении дифференциального автомата нужно опасаться подделок, приобретая электрооборудование в специализированных магазинах, у которых есть все необходимые документы и разрешения.

Следует заметить, что в случае обрыва нулевого провода, защита, которую обеспечивает дифференциальный автомат, не сможет функционировать из-за отсутствия электропитания. В большинстве моделей дифавтоматов предусмотрена защита от повреждения нулевого проводника, размыкающая цепь при пропадании в ней напряжения.

При обрыве заземляющего проводника может возникнуть ситуация, при которой дифавтомат не среагирует на появлении на корпусе электроустановки повышенного потенциала относительно земли. Однако в этом случае устройство сработает в случае прикосновения человека к такой электроустановке и создания таким образом пути протекания тока утечки.

Как правильно подключить дифференциальный автомат

Подключение дифференциальных автоматов в распределительном щите будет неплохой заменой обычным предохранителям (пробкам). В этом случае под контроль берётся сразу вся квартира. Не секрет, что линий на каждую семью обычно существует две. Но учитывая тот факт, что нагрузка на них обычно разная, выбрать подходящий дифференциальный автомат достаточно сложно. Проводка часто проложена несимметрично. То есть на одной пробке может висеть, к примеру, освещение залы, а на другую приходится вся остальная нагрузка.

При типовом потреблении 5 кВт на квартиру не всегда можно будет поставить два дифференциальных автомата на 16 А. По указанной выше причине. При максимальном суммарном токе порядка 22 А будет разумнее выбрать один, но более мощный прибор. Что касается прочих вариантов установки, то многие монтируют защиту прямо в ванной комнате. На дифференциальном автомате обычно присутствует кнопка проверки работоспособности, и не каждый захочет бежать на площадку перед очередным включением водонагревателя. Этот вопрос также необходимо обдумать заранее. Разумеется, неработоспособный дифференциальный автомат использовать запрещается.

Схема подключения дифференциального автомата обычно указано на его корпусе. Вы увидите на ней входную и выходную цепи. Разводка предельно проста:

  1. Буквой N помечена так называемая нейтраль. Это нулевой провод.
  2. Фаза нумеруется цифрами 1 и 2. Со стороны входной и выходной цепи, соответственно.

Как найти нулевой провод? Для этого существует специальный инструмент. Например, отвёртка с индикатором в виде лампочки поможет с решением вопроса со стороны розетки. Если дотронуться шлицем до фазы, то будет свечение. Что касается стороны бытового прибора, то ему нет разницы, где находится нулевой провод. Поэтому подключение ведётся без различения. Что будет, если перед тем, как подключить дифференциальный автомат, не произвести указанной операции, и все выйдет наоборот? Мы полагаем работоспособность будет нарушена. В противном случае не было бы необходимости так жёстко вести маркировку на соответствие тех или иных выводов дифференциального автомата фазе и нулевому проводу.

Ещё хотелось бы заметить, что по европейским стандартам все оборудование подключается с цепью заземления. Это боковые клеммы на вилке и приёмной части розетки. Зачем это нужно? В идеале именно такой подход уберегает от нештатных ситуаций, потому что при пробое изоляции лишний ток уходит на землю. Дело в том, что подобные меры обычно используются там, где вода, в этом случае очень часто удаётся локализовать неисправность заранее. Допустим, что ТЭН водонагревателя пробило на корпус, но заземление отсутствует. Тогда какое-то время ничего не будет происходить с большой долей вероятности. Но как только хозяин откроет кран, последует резкий скачок потребления тока.

Имеется некоторая опасность поражения, хотя и в течение очень короткого времени. Ну, а второй причиной, по которой необходимо подключать заземление, это корректная работа входных фильтров. Часто ток пульсаций уходит именно в эту ветвь. И если заземление отсутствует, то функциональность входной фильтрации нарушается, а прибор подвергается помимо нестабильности повышенному риску поломки. Особенно это касается чувствительных электронных компонентов. Если заземление отсутствует в доме, то нужно эту цепь занулить. То есть посадить на нейтраль. Это не совсем правильно, но от части неприятностей уберегает.

Из сказанного читатели должны понять, что УЗО в отличие от дифференциального автомата используется там, где нет опасности возникновения перегрузки по короткому замыканию. Если говорить откровенно, то в применении к бытовой технике это не очень актуально. То есть в любом случае лучше ставить дифференциальный автомат.

Связь между дифференциальным и током утечки

Когда происходит утечка тока в цепи, то он переходит на элементы, имеющие токопроводящий материал (корпуса из металла для приборов, отопительные трубы и др.) с частей, находящихся под напряжением (электрические схемы, провода). Во время этих утечек короткозамкнутых участков нет. И поэтому отсутствует факт нарушения работоспособности цепи (явное ее повреждение).

f45920e37803d4fbd37f0291799e6caf.jpg

Так как дифференциальный ток, если выразить его математически, являет собой разницу (в векторном значении) между током на выходе источника и током после нагрузки, то понятно, что он практически идентичен току утечки. Но если последний реально существует при нарушении, например, изоляции, повышенной влажности среды, через которую он может пройти, или еще чего-либо, то ток дифференциальный появляется при соединении с землей.

Характеристики дифференциальных выключателей

Различные модификации устройств защитных отличаются друг от друга по:

  • особенностям конструкции;
  • виду электричества утечки;
  • параметрам чувствительности;
  • быстродействию.

В зависимости от конструктивных особенностей бывают:

  • Устройства ВДТ (дифференциальный выключатель), где отсутствует защита от больших токов. Они реагируют на токи утечки, но чтобы обеспечить защиту их схемы, последовательно нужно включать предохранители.
  • Устройство АВДТ, где предусмотрен выключатель автоматического типа. Это универсальные приборы с двойной функцией – для защиты от КЗ и перегрузок, а также контроля утечек.
  • Устройство БДТ с возможным подключением автомата срабатывания в точке подключения. Прибор, предназначенный для совместной установки с автоматическим выключателем. Его конструкция проработана таким образом, что допускает только одноразовое соединение с автоматом.

b74b80ff7af1e4fa480eb567bbe08f2b.jpg

В зависимости от формы токов утечки, разработаны группы защитных устройств следующей модификации:

  • AC – устройства, работающие с переменным синусоидальным током. Они не реагируют на дифференциальные импульсные токи, которые возникают в момент включения, например, ламп люминесцентных, рентгеновских аппаратов, устройств для обработки информационных сигналов, преобразователей на тиристорах.
  • A – приборы для защиты от постоянного пульсирующего и переменного тока. Не распознают пиковые значения утечек импульсных дифференциальных токов. Они работают в цепях выпрямителей электронного типа, регуляторов фазоимпульсного преобразования. Предотвращают утечки на землю пульсирующего электричества, в котором имеется постоянная составляющая напряжения.
  • B – системы, работающие с переменными, постоянными и пульсирующими токами утечки.

По чувствительности дифференциальный выключатель имеет следующие типы:

  • Системы низкочувствительные, которые отключают цепь при косвенном прикосновении.
  • Системы с чувствительностью высокого порядка. Защищают, если произошло прямое прикосновение к токопроводу.
  • Противопожарного действия.

По времени, которое требуется для срабатывания устройства:

  • Действия мгновенного.
  • Быстродействующие.
  • Для общего назначения.
  • С задержкой – селективного типа.

Приборы защиты тока дифференциального селективного устройства способны отключать лишь ту часть оборудования, где произошло нарушение.

53b8d1c6ecb926f7192f726d08007daa.jpg

Характеристики дифференциального автомата

Главными характеристиками дифференциальных автоматов являются следующие:

c41d8d782cdd0df602e83add709972d1.jpg

  1. Номинальный рабочий ток. Это то значение, при котором будет работать наше оборудование в нормальном режиме. Обычно берётся потребление установленной бытовой техники и создаётся запас в 1,5 – 2 раза. Например, для предыдущего примера это будет порядка 2,5 А. То есть любой дифференциальный автомат на 4 А полностью подходит.
  2. Дифференциальный ток срабатывания защиты. Это та самая величина утечки. Для примера считается очень чувствительным дифференциальный автомат, срабатывающий при разности на входе и выходе в 30 мА. При помощи такого можно контролировать другие ступени защиты. Подобные изыски в повседневной жизни обычно излишни.
  3. Время срабатывания дифференциального автомата показывает, как быстро произойдёт отключение. Здесь помимо целевого назначения (возникновения утечки) выделяют ещё две составляющие: электромагнитную и тепловую. Первая прямо указывает на величину тока перегрузки (не дифференциального, а потребления), при которой произойдёт отключение. Например, для автомата на 16 А это может быть четырёхкратное превышение (порядка 60 А). Срабатывание происходит почти мгновенно. Тепловая составляющая работает на гораздо более низких токах, которые не являются критическими. Например, это может быть 25 А. При этом быстро растёт перегрев, который и вызывает отключение дифференциального автомата. Именно эти две составляющие и являются отличительной особенностью. УЗО таких цепей автоматического отключения не имеет.

Читайте также: Как выбрать дрель

Конструкция дифференциального автомата не так важна, как знание о том, как его правильно использовать. Что

Да-да, очень важно использовать дифференциальный автомат правильно, чтобы не случилось, как в басне Крылова про мартышку и очки.

Подключение

Схема подключения дифференциального автомата достаточно проста. Целесообразно рассмотреть ее на примере одной из наиболее популярных моделей этого устройства ВД1 – 63.

2265cc93adf254f4412be16bee9bdbde.jpg

Для работы этого дифавтомата в однофазной сети нужно использовать нулевой и фазный провода, которые подсоединяются к соответствующим клеммам устройства ВД1 – 63. Входные клеммы выключателя дифференциального тока ВД1 – 63 расположены в верхней части его корпуса и имеют маркировку «N» и «1», соответствующую нулевому и фазному проводу.

Подключение дифавтомата ВД1 – 63 выполняется по схеме, представленной на рисунке.

321f56dbe3970fa091d870160ea0f9b2.jpg

Такое устройство защищает от возникновения токов в цепи заземления сразу несколько групп потребителей. Если в одном из элементов электрической сети возникнет ток утечки, то автоматом ВД1 – 63 будут немедленно отключены все потребители. Достоинством такой схемы является ее простота, а также небольшое количество элементов, не загромождающих пространство в электрическом щите. Эта схема может быть использована в тех случаях, если необходимо обеспечить защиту небольшого количества потребителей.

Для устранения недостатка, связанного с неизбирательностью защиты, обеспечиваемой дифавтоматом ВД1 – 63, используется подключение аналогичных устройств на каждую группу потребителей. Линейка номинальных токов для автоматов ВД1 – 63 достаточно широка и включает в себя стандартные значения от 16 до 100А. Разветвленная схема подключения является более дорогой и сложной в монтаже, соединение ее элементов требует гораздо большего места в распределительном щитке. Однако применение подобной защиты существенно повышает ее надежность и селективность.

f44c286c0da30737b7ffccfe93c1f31a.jpg

Что такое дифференциальный автомат

1705e067f0f26a90e5118e3a14d8130f.jpg

УЗО часто путают с дифференциальным автоматом

Из сказанного должно быть уже понятно, что дифференциальный автомат помогает отследить утечки. Для этого определяется разница между входным и выходным током. Как это делается? Внутри прибора стоит специальное реле. Это различного рода катушки с магнитными сердечниками. Чем-то такая конструкция напоминает весы, где на одной чаше лежит величина входного тока, а на другой выходного. Пока все в порядке, существует баланс. Но лишь только возникает утечка, как чаши весов клонятся на сторону. Это и вызывает срабатывание защитного отключения.

Наконец, самое главное: чем отличается дифференциальный автомат от УЗО. Ключевое слово здесь – автоматический. Это относится к перегрузке по току. Говоря проще, УЗО постоянно отслеживает дифференциальный ток, но от короткого замыкания не спасёт. В последнем случае потребление будет резко нарастать, пока что-нибудь не сгорит. Это может быть, например, обмотка двигателя стиральной машины или проводка в квартире. Таким образом, в дополнение к УЗО требуется включить ещё одну ступень защиты. Например, это могут пробки в подъездном щитке, рассчитанные на некоторый потребляемый ток.

Вот тем дифференциальный автомат и отличается, что в его составе эта ступень уже имеется. И если УЗО в некоторых случаях может сгореть, то рассматриваемый нами класс приборов от этого застрахован. Отличие от пробок в том, что защита по перегрузке обычно многоразовая. Это не предохранитель, где сгорает внутренняя жила. Что именно ставить в ванной комнате, каждый решает сам, но для полной безопасности нужен именно дифференциальный автомат, а не УЗО.

Итак, подытожим. Дифференциальный автомат обеспечивает полную защиту цепи по перегрузке и току утечки. Что освобождает хозяина от необходимости беспокоиться на этот счёт дополнительно. В сочетании же с УЗО нужно предусмотреть методы защиты от перегрузки по току. Что касается покупки, то ещё в магазине нужно осмотреть корпус. Дифференциальный автомат обычно имеет надпись, где фигурирует слово «автоматический». Что и указывает на способность защищать сети от перегрузки по короткому замыканию.

Принцип действия

af29b4a4922269493db410316a1d9b4a.png Схема, поясняющая принцип работы УДТ

76b4656c71ed98484067f2d5972a3d0d.jpg

УДТ в разобранном виде

Главным компонентом УДТ является дифференциальный трансформатор, который предназначен для обнаружения дифференциального тока. Если дифференциальный ток превысит значение отключающего дифференциального тока или равен ему произойдёт размыкание электрической цепи.

998338146aaf75d21a65c0589c9010c9.jpg Внутреннее устройство УДТ, подключаемого в разрыв провода

На фотографии показано внутреннее устройство одного из типов УДТ. Данное УДТ предназначено для установки в разрыв провода.
Линейный и нейтральный проводники от источника питания подключаются к контактам (1), главная цепь УДТ подключается к контактам (2).

При нажатии кнопки (3) контакты (4) (а также ещё один контакт, скрытый за узлом (5)) замыкаются, и УДТ пропускает ток. Соленоид (5) удерживает контакты в замкнутом состоянии после того, как кнопка отпущена.

Вторичная обмотка (6), к которой подключён расцепитель дифференциального тока. В нормальном состоянии ток линейного проводника, равен току нейтрального проводника, однако эти токи противоположны по направлению. Таким образом, токи взаимно компенсируют друг друга и в катушке дифференциального трансформатора отсутствует.

Ток замыкания на землю приводит к нарушению баланса в дифференциальном трансформаторе: через линейный проводник протекает больший ток, чем по нейтральному проводнику (часть тока протекает через тело человека, то есть в обход трансформатора). Дифференциальный ток в первичной обмотке дифференциального трансформатора приводит к появлению ЭДС во вторичной обмотке. Эта ЭДС сразу же регистрируется следящим устройством (7), которое отключает питание соленоида (5). Отключённый соленоид больше не удерживает контакты (4) в замкнутом состоянии, и они размыкаются под действием силы пружины.

Устройство спроектировано таким образом, что отключение происходит за доли секунды, что значительно снижает тяжесть последствий от поражения электрическим током.

Кнопка проверки (8) позволяет проверить работоспособность устройства путём пропускания небольшого тока через оранжевый тестовый провод (9). Тестовый провод проходит через сердечник дифференциального трансформатора, поэтому ток в тестовом проводе эквивалентен нарушению баланса токонесущих проводников, то есть УДТ должно отключиться при нажатии на кнопку проверки. Если УДТ не отключилось, значит оно неисправно и должно быть заменено.

Дифференциальный автомат

Для начала рассмотрим, чем дифференциальный автомат отличается от не менее известного УЗО. Вы увидите, что разница достаточно условная, но в то же время и весомая. Мы попытаемся обойтись без сложных терминов, дабы не пугать неискушенного читателя незнакомыми словами. Иначе говоря, на пальцах объясним все сложные понятия. Примите к сведению, что оборудование в зоне опасности попадания воды нельзя подключать без автоматов защиты. Об этом прямо говорит ГОСТ. В свою очередь это относится к стиральным и посудомоечным машинам, а также и прочему оборудованию, устанавливаемому на территории ванных комнат и кухонь. Строго говоря, имеются и другие методики прокладки электрических соединений, но для реализации в пределах типичной квартиры жилого дома они подходят плохо.

Дифференциальный Ток Электрический. Что Это.

Тема — Дифференциальный Ток Электрический. Что Это Такое.

Само название «дифференциальный» произошло от английского слова «different», что означает — отличный, другой, а в русском языке прижилось прочно название «электрический ток утечки». Так обозначают электрический ток, который стекает прямо в землю либо же на иные токопроводящие части (металлические основания и корпуса электроприборов) в неповрежденной электроцепи.

Такой электрический ток не протекает по воздуху, ему обязательно необходим электрический проводник, и, обычно, подобным проводником выступает само человеческое тело. Появление подобных электрических токов — совсем не редкость, и возникают они в результате электрического пробоя диэлектрической изоляции кабелей и проводов, плохих соединений и т.д. В итоге прямых (прямое прикосновение фазного электрического проводника) или косвенных (контактирования с токопроводящим корпусом бытовых электроприборов, находящихся под напряжением по причине случайного пробоя электрического провода) контактов человеческое тело может получить серьёзную травму либо даже летальный исход.

При нормальной работе электрической сети приходящий поток электронов (ток на одной жиле токонесущего провода при варианте однофазной сети) будет приравниваться уходящему потоку электронов (ток на второй жиле двухпроводного кабеля). То есть, разница между силой тока в этих двух проводах будет равна нулю. При аварийном возникновении электрического пробоя проводника появляется замыкание его на токопроводящий корпус. Если человек случайно прикоснётся к этому корпусу (на котором находится фазное напряжение) образуется новая электрическая цепь, в которой человеческое тело пропускает через себя часть тока, идущего на землю. Это вызовет протекание дифференциального тока.

В данном случае, ток, приходящий по одному проводу уже не будет равен электрическому току уходящему, то есть, разница между ними (а именно — дифференциал) и будет являться величиной тока утечки. Эта утечка будет представлять собой дифференциальный ток. Электрическим проводником для дифференциального тока может быть не только человек. Это могут быть любые токопроводящие части, которые электрически соединены с землёй. К примеру, устаревшая электропроводка, у которой нарушена изоляция. В случае, когда соседи сверху Вас затопили и намокли стены, где заложена ветхая проводка. В данном случае влага контактирует с оголённым участком проводки и замыкает её на землю.

Дифференциальные токи в любом случае представляют собой негативный фактор. В случае контактирования токонесущих частей с телом человека, возникает опасность для самого человека. Если дифференциальный ток возникает по причине неисправной электрической проводки или иных подобных электрически проводящих частей контактирующих с землёй возникает опасность появления как минимум потери электроэнергии, а как максимум, это большая вероятность пожара.

Для борьбы с нежелательным дифференциальным током существуют специальные электротехнические устройства. Они называются дифференциальной защитой. Их принцип действия основан на простом действии. Внутри этих устройств имеется своеобразный датчик (дифференциальный трансформатор), который отслеживает разность входящих и выходящих токов, проходящих через данное устройство защиты. Если всё работает в нормальном режиме, и нет никаких утечек на землю, то значит, значения силы тока на двух проводах будут равны, а, следовательно, разницы между ними тоже не будет (дифференциального тока).

Но как только происходит контакт с землёй (будь, то из-за человека или электросистемы) в дифференциальном трансформаторе на отслеживающей обмотке появляется разностное напряжение, которое передаётся усилительному и исполнительному устройству. Как только поступил сигнал о наличии дифференциального тока, сразу же срабатывает устройство защиты и разрывает электрические контакты между источником электроэнергии и непосредственным потребителем. В результате такого аварийного отключения обеспечивается надёжная защита от поражения человека электрическим током и от вероятного возникновения пожара из-за чрезмерного перегрева электропроводки.

Узнал что-то Новое?Поставь Свой Плюс»

Заключение

Все работы по организации электрической проводки и систем защиты цепей лучше доверить профессиональным электрикам! Своими руками можно собирать только несложные электрические схемы, а подключая защитные устройства, четко следовать инструкции. Обычно каждый контакт имеет соответствующую маркировку.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here