Использование дифференциальных автоматических выключателей

Дифференциальный автоматический выключатель является одним из наиболее распространенных устройств, размещаемых почти в каждом электрическом щите. Он предназначен для обеспечения защиты электрической сети от токов коротких замыканий, перегрузок, а также от возникновения токов утечки в проводах заземления. Эти токи возникают вследствие повреждения изоляции потребителей или соединительных проводов. Другими словами, выключатель дифференциального тока совмещает в себе функции УЗО и автоматического выключателя.

дифференциальный автоматический выключатель

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.

конструкция дифавтомата

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.

Принцип действия

Ток утечки в системе электроснабжения квартиры может возникать при повреждении изоляции электроприборов. Если при этом используется заземляющий проводник, то на корпусе электроустановки отсутствует повышенное по отношению к земле напряжение. Протекание тока через заземляющий проводник приводит к его нагреву и возможному увеличению сопротивления или даже обрыву заземляющего провода. В том случае, если электроустановка оказывается незаземленной, есть высокая вероятность поражения человека электрическим током.

принцип действия

Существенным минусом защитного заземления является невозможность контролировать состояние целостности изоляции и протекания дифференциальных токов. Принцип работы автомата заключается в осуществлении такого контроля с отключением электрической цепи в случае превышения током утечки допустимых значений.

В основу работы защитной части дифавтомата положен принцип электромагнитной индукции. В качестве датчика, реагирующего на разность токов во входящем и выходящем проводах, используется измерительный трансформатор.

принцип электромагнитной индукции

В конструкцию этого устройства входят две встречно включенные обмотки, каждая из которых создает в сердечнике свой магнитный поток. До тех пор, пока эти потоки равны между собой, ток во вторичной обмотке трансформатора равен нулю. Если в сердечнике появляется магнитный поток, то он провоцирует возникновение тока во вторичной обмотке, что вызывает срабатывание защитного механизма, размыкающего основные контакты дифавтомата.

Сфера применения дифавтоматов

Использование этих устройств определяется их функциональным назначением. Правильно подключенный дифференциальный автомат позволяет:

  1. Добиться обеспечения необходимого уровня электрической безопасности в тех случаях, если повреждена изоляция электроустановки или произошло замыкание фазного провода на ее корпус.
  2. Предотвратить перегрев и возгорание поврежденных мест изоляции, через которые в течение длительного времени может протекать ток утечки.
  3. Обеспечить защиту от поражения электрическим током человека в случае непреднамеренного прикосновения его к открытым токоведущим частям электроустановки.
  4. Надежно защитить систему электроснабжения от выхода из строя ее элементов при возникновении в них коротких замыканий и перегрузок.
  5. Если есть необходимость в снижении массогабаритных показателей распределительных устройств, то использование дифавтоматов поможет решить эту проблему. За счет совмещения в одном корпусе автоматического выключателя и УЗО можно существенно сэкономить место в электрическом щите.

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.

четырехполюсный дифавтомат

  • 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.

номинальное значение тока утечки 30 мА

  • 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.

Подключение

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

модель ВД1-63

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.

подключение дифавтомата

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.

разветвленная схема подключения дифавтомата

Недостатки

Подключение дифференциального автомата обеспечивает значительно больше преимуществ, чем недостатков. Однако, помимо достаточно высокой стоимости этих устройств, к их отрицательным качествам нужно отнести невозможность определения места повреждения изоляции электрической цепи, из-за которого сработал дифавтомат.

Еще одним негативным моментом является относительная сложность этих устройств, которая, во-первых, приводит к снижению их надежности, а во-вторых, требует замены всего изделия в тех случаях, если из строя выходит какой-либо его элемент.