Pollife.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Устройства дифференциального тока ABB

Устройства дифференциального тока ABB

Устройства дифференциального тока ABB – это устройства защиты, которые срабатывают при возникновении превышающего уставку тока замыкания на землю. Они непрерывно вычисляют векторную сумму токов однофазной или трехфазной линий и пока сумма равна нулю, они пропускают электрический ток; электропитание немедленно прекращается, если сумма превышает значение чувствительности устройства.

Устройства дифференциального тока классифицируются по трем параметрам: определение формы волны, чувствительность и время срабатывания.

В зависимости от типа конструкции, устройства дифференциального тока (УЗО) подразделяются на ВДТ (без защиты от сверхтоков), АВДТ (со встроенным автоматическим выключателем) и БДТ (блоки дифференциального тока для обязательного соединения с автоматическим выключателем).

К выпускаемым команией ABB устройствам дифференциального тока относятся: автоматические выключатели дифференциального тока; устройства дифференциального тока; блоки дифференциального тока.

Автоматические выключатели дифференциального тока ABB.jpgАвтоматические выключатели дифференциального тока ABB (АВДТ)
АВДТ сочетает в себе функцию защиты от токов замыкания на землю и функцию защиты от сверхтоков, типичную для модульных автоматических выключателей.

АВДТ обеспечивают расцепление при токах замыкания на землю, перегрузках и коротких замыканиях, при этом они имеют самозащиту до максимального значения тока короткого замыкания, указанного на маркировке.

АВДТ в сериях изделий System pro M compact и System pro M : DS 941, 4,5 кА, типы AC и A, характеристики B-C; DS 951, 6 кА, типы AC и A, характеристики B-C; DS 971, 10 кА, типы AС и A, характеристики B-C; DS 200, 6 кА, тип AC, характеристики B-C; DS 200, 6 кА, тип A, характеристики B-C; DS 200 M, 10 кА, тип AC, характеристики B-C$ DS 200 M, 10 кА, тип A, характеристики B-CS.

Все характеристики отключающей способности соответствуют стандарту IEC/EN 61009.

Устройства дифференциального тока ABB без защиты от сверхтоков.jpgУстройства дифференциального тока ABB без защиты от сверхтоков (ВДТ)
ВДТ чувствительны не только к токам замыкания на землю. Они должны использоваться последовательно с модульным автоматическим выключателем или плавким предохранителем, который защищает их от потенциально разрушительных тепловых и динамических усилий любых сверхтоков.

ВДТ используются в системах, уже оборудованных модульными автоматическими выключателями, которые избирательно ограничивают прохождение определенной энергии.

ВДТ в серии System pro M compact : F 200, тип AC, F 200, тип A, F 200, тип AP-R, AC,F 200, тип AP-R, A, F 200, селективный тип AC, F 200, селективный тип A, ВДТ в серии Compact Home FH 200, тип AC.

Блоки дифференциального тока ABB.jpgБлоки дифференциального тока ABB (БДТ)
Для установки вместе с модульными автоматическими выключателями.
Блоки дифференциального тока — это устройства дифференциального тока, всегда используемые для установки на стандартных модульных автоматических выключателях.
Только стандарт IEC/EN 61009, приложение G допускает сборку ВДТ на месте, другими словами, вне пределов завода-изготовителя, используя блоки дифференциального тока и соответствующие модульные автоматические выключатели. Любая последующая попытка разъединить их укажет на видимое повреждение. Полученный в результате такой сборки защищающий от токов утечки на землю автоматический выключатель дифференциального тока будет обладать характеристиками как модульного автоматического выключателя, так и блока дифференциального тока.

Блоки дифференциального тока в серии System pro M compact : DDA 200, тип AC; DDA 200, тип A; DDA 200, тип AE, A; DDA 200, тип AP-R, AC; DDA 200, тип AP-R, A; DDA 200, селективный тип AC; DDA 200, селективный тип A.

ВДТ и АВДТ в двухпроводной сети старого жилого фонда

От чего защищает дифференциальный автомат, как работает, рейтинг дифференциальных автоматов, как его подобрать и проверить на работоспособность. +Видео о приметах подделок!

В этом материале мы постарались рассказать об автоматических дифференциальных выключателях, их назначении, устройстве и характеристиках. Если вы внимательно читали текст, то легко ответите на вопросы мини викторины.

  1. Какого расцепителя нет в УЗО?

а) электромагнитного; б) дифференциального.

  1. От чего не защищает дифавтомат?

а) короткого замыкания; б) перенапряжения.

  1. У дифференциального выключателя число полюсов:

а) четное; б) нечетное.

  1. Сколько расцепителей встроено в двухполюсный «диф»:

Дифавтомат это сокращенное название защитного электрического аппарата оборудованного всеми видами токовых защит. Полное название «дифавтомата» звучит так: автоматический выключатель дифференциального тока (АД).


Рис. 1. Внешний вид автоматического дифференциального выключателя ABB

Дифавтомат – 3 защиты в одном

Для того чтобы понять какие функции выполняет АД необходимо иметь представление о том, какие виды токовых защит существуют в природе. Их насчитывается три:

  • защита от перегрузки, она же тепловая защита (почему она называется тепловой, станет понятно позже);
  • защита от короткого замыкания (КЗ), она же отсечка;
  • дифференциальная защита, она же защита от токов утечки.

Тепловая защита и отсечка относятся к классу максимальных токовых защит (МТЗ). МТЗ срабатывают, если в питающих линиях протекают токи, величина которых превышает номинальный ток выключателя (номинал).

Защита от перегрузки

является МТЗ с выдержкой времени. Зона ее работы начинается вблизи номинального тока выключателя и ограничивается порогом срабатывания защиты от КЗ. Тепловая защита защищает провода и кабели от перегрева и оплавления изоляции. С ее помощью предотвращают выход из строя электродвигателей при обрыве одной фазы или заклинивании ротора. Скорость срабатывания автомата от перегрузки зависит от ее величины.

Защита от короткого замыкания

относится к классу максимальных токовых защит без выдержки времени. При возникновении короткого замыкания она срабатывает мгновенно. Поэтому ее часто называют
отсечкой.
Порог срабатывания отсечки (
уставка
) зависит от типа защитной характеристики дифавтомата (B, C, D). Выражается он в номинальных токах выключателя. Ниже в таблице представлены значения уставок для разных характеристик:

Читайте так же:
Включение выключателя под нагрузкой
Тип защитной характеристики
автомата
Диапазон тока КЗ
B5In – 10In
C10In – 15In
Dвыше 15In

Временные параметры МТЗ дифавтоматов часто приводятся в паспортах изделий в виде графика, который специалисты называют времятоковой характеристикой защитного аппарата.

Времятоковая характеристика дифавтомата

Рис. 2. Времятоковая характеристика дифавтомата

Дифференциальная защита.

При нормальном режиме работы электросети, сумма токов фазных проводов подключенных к АД должна быть равна току в нулевом проводе. Если это условие не выполняется, значит, в электрической цепи происходит утечка. Дифзащита реагирует на разность токов фаз и нуля. Если утечка превышает пороговое значение, происходит отключение АД. Ниже на рисунке показана ситуация с протеканием тока утечки через тело человека.

Протекание тока утечки через тело человека

Рис. 3. Протекание тока утечки через тело человека
Ток утечки обычно значительно меньше номинала дифатоматов, но они представляют серьезную угрозу для жизни людей и могут стать причиной пожара. Дифференциальные автоматы, рассчитанные на отключение при токах 10мА и 30мА, защищают человека от поражения электрическим током. Если уставка автомата дифференциального автомата больше или равна 100мА, то его функцией является предотвращение возникновения пожара.

В этом разделе мы разобрались в том, какие защиты встроены в дифференциальный выключатель. Пришло время посмотреть, как они реализованы.

Как устроены 3 защиты дифавтомата

Дифавтомат представляет собой автоматический выключатель и устройство защитного отключения (УЗО), собранные в одном корпусе.

Внимание! УЗО реагирует только на токи утечки! Ни каких других защитных функций оно не выполняет.

В дифференциальном автомате защита от перегрузки

выполняется в виде биметаллической пластины, по которой течет ток. Он вызывает нагрев пластины и та деформируется. Чем больше ток, тем сильнее и быстрее происходит деформация пластины. В случае достижения порогового значения деформация биметалла приводит к срабатыванию отключающего механизма.

Токовая отсечка в автоматических выключателях реализуется в виде электромагнита. Тут все просто — если в цепи возникло короткое замыкание, то ток короткого замыкания втягивает сердечник в катушку и происходит отключение выключателя.

Ниже на рисунке показано устройство тепловой защиты и отсечки.

Рис. 4. Устройство максимальных токовых защит дифференциального автомата

Внимание! В модульных АД отсечка и тепловое реле встраиваются только в фазные модули. Поэтому при подключении к дифавтомату питающих проводов необходимо следить, чтобы нулевые проводники были подключены к клеммам, помеченным буквой «N».

На следующем рисунке схематически показан принцип работы дифзащиты.

Схема дифференциальной защиты

Рис. 5. Схема дифференциальной защиты

Основными элементами дифзащиты являются измерительный трансформатор и исполнительный механизм. В качестве исполнительного механизма обычно применяется реле с двумя устойчивыми положениями (поляризованное реле). Трансформатор сравнивает токи в нулевом и фазном проводе. В случае если они не равны, на дополнительной катушке трансформатора появляется напряжение, вызывающее срабатывание реле, которое связано с механизмом отключения выключателя.

Важно! В некоторых «дифах» вместо поляризованного реле применяются электронные усилители управляющие электромагнитом. Они обладают большой чувствительностью, но для нормальной работы требуют постоянной подачи напряжения на электронную схему. Опытные мастера считают, что выключатели с поляризованными реле более надежны

Для проверки работы дифзащиты в УЗО и дифавтоматы встраивают кнопку «Тест» и небольшой резистор. С их помощью можно имитировать утечку. Исправный аппарат, подключенный к сети, при нажатии тестовой кнопки должен отключиться. Нормативные документы предписывают проводить подобную проверку не реже одного раза в квартал.

Для любознательных

. Устройства вызывающие автоматическое отключение защитных аппаратов специалисты называют
расцепителями
. Про дифференциальный автомат можно сказать, что в него встроен тепловой, электромагнитный и дифференциальный расцепитель.

Критерии выбора дифавтомата

Дифференциальные автоматические выключатели выпускаются в двухполюсном и четырехполюсном исполнении. Первые применяются в однофазной сети, вторые – трехфазной. Выбирая дифференциальный выключатель, обращают внимание на номинал автомат

,
тип защитной характеристики
и на
уставку дифзащиты
. Все эти данные указываются на лицевой панели защитного аппарата.

Обозначения на передней стороне дифавтомата

Рис. 6. Обозначения на передней стороне дифавтомата
На рисунке видна надпись «С 16». Она означает, что мы имеем дело с дифавтоматом с номинальным током 16А и защитной характеристикой типа «С». Надпись I∆n>30mA обозначает величину уставки защиты от тока утечки.

На передней панели также видна электрическая схема дифавтомата. На ней схематически изображен дифференциальный трансформатор в виде овала, электронное реле с электромагнитом (треугольник и прямоугольник). На фазном проводе, который помечен цифрой 2, изображены электромагнитный и тепловой расцепитель. (выступы в виде дуги и прямоугольника).

Номинал защитного аппарата должен соответствовать номинальному току нагрузки. Его можно узнать из паспорта или рассчитать по мощности. Для однофазной нагрузки расчетная формула выглядит так:

Для трехфазной цепи применяют следующую формулу:

мощность;
U
– напряжение;
I
– ток.

Что касается дифференциального расцепителя. Для защиты людей в сырых помещениях (кухни, ванные, подвалы) выбирают уставку 10мА. В остальных случаях можно применять автоматы с уставкой 30мА.

Если дифавтомат применяется для защиты от пожара, то выбирают уставку 100мА или 300мА.

Выбирая автомат для бытового применения можно остановиться на защитной характеристике типа «С». Она хорошо подходит для большинства типов нагрузок. Если нужно защитить электродвигатель, например деревообрабатывающий станок, то выбираем АД с защитной характеристикой типа «D».

Дифавтомат может сработать от одной из трех защит. Поэтому желательно приобретать выключатели с индикаторами (светодиоды, флажки) указывающими от чего произошло отключение.

Особенности и назначение дифавтомата

Если об обычных электрических автоматах известно практически всем, то, услышав слово «дифавтомат», многие спросят: «А это что такое?» Если говорить упрощенно, дифференциальный автоматический выключатель – это устройство защиты цепи, отключающее питание при любых неполадках, способных привести к повреждению лини или поражению людей током.

Читайте так же:
Автоматический выключатель easypact ezc250n

Аппарат состоит из нескольких основных частей:

  • Пластиковый корпус, устойчивый к плавлению и возгоранию.
  • Один или два рычага подачи и отключения питания.
  • Маркированные клеммы, к которым подключаются входящие и выходящие кабели.
  • Кнопка «Тест», предназначенная для проверки исправности прибора.

Дифавтоматы ABB – лидеры рынка

Рассказывая о критериях выбора дифференциальных автоматов, нельзя не остановиться на производителях этих аппаратов. В названии текста упоминается компания ABB. Это крупнейший швейцарско-шведский производитель модульных аппаратов защиты. Продукция ABB продается практически во всех странах мира. Для многих потребителей электротехнической продукции марка ABB стала синонимом качества. Очень важной деталью является то, что все производственные мощности ABB размещены в Европе.

Если составлять рейтинг производителей модульных дифференциальных выключателей, то автор поставил бы ABB на первое место, а первая пятерка производителей выглядела бы так:

  1. АВВ
  2. Schneider Electric
  3. Legrand
  4. DEKraft
  5. IEK

Монтаж дифавтомата

В монтаже ничего сложного нет. Устанавливается он на специальную din-рейку. Для этого надо плоской отвёрткой оттянуть один или два специальных пластиковых крепления, установить на din-рейку дифавтомат и отпустить пластиковое крепление. Если крепление с фиксацией, то пальцем защёлкнуть крепление. Фазу и ноль подвести сверху (если только вдруг каким-то непостижимым образом не указано иное в паспорте, прилагаемом к дифавтомату или в принципиальной схеме, нанесенной на дифавтомат).

ВАЖНО. Практически во всех АВДТ имеется обозначение фазной и нулевой клеммы – не перепутайте, когда будете производить монтаж.

У одножильных проводов достаточно снять изоляцию (обычно 10-12 мм), для многожильных проводов желательно использовать специальные наконечники (типа НШВИ или НШВ подходящего диаметра, либо наконечник под опрессовку). Монтаж дифавтомата ничем не отличается от УЗО. Единственное, чего нельзя допускать, чтобы нулевой провод после дифавтомата не замыкался электрически с нулевым проводом до дифавтомата или с заземляющим проводником. То есть, взять фазу после дифференциального выключателя, а ноль до него не получится, ибо вызовет срабатывание дифференциальной защиты.

В зависимости от желаемого результата, дифавтомат устанавливается либо на вводе, либо на каждую защищаемую линию. Если поставить на ввод, то под защитой будет все оборудование, подключенное к щиту. В этом есть только одно неудобство – при срабатывании дифференциального реле отключится всё электричество в доме, но есть преимущество – значительная экономия средств. Если защищать каждую линию по отдельности, то это приведет к значительным расходам, но зато можно будет ставить АВДТ на меньший дифференциальный ток, что приведет к лучшей электробезопасности и касание к токоведущим элементам будет менее болезненным.

Важное о подключение дифавтомата

Каждый, кто намеревается использовать дифавтоматы или УЗО для защиты от поражения электрическим током должен знать: эти защитные устройства необходимо применять совместно с надежным заземлением

Важно!
Металлические корпуса и кожухи защищаемого АД оборудования должны быть заземлены
.

Любые варианты с «занулением» защищаемого электроприемника опасны. Обрыв нуля может привести к появлению на корпусе напряжения сети, а УЗО или дифавтомат будут создавать иллюзию безопасности.

Дифференциальный автомат. Электромеханические или электронные. Технические характеристики

Что такое автоматический выключатель? Устройство, защищающее электропроводку и электроприборы от коротких замыканий и перегрузок. Что такое УЗО? Это другое устройство, реагирующее на ток утечки, возникающий при ухудшении изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям.

Эти приборы разного принципа действия, но объединены одной задачей: защитить электрооборудование и потребителя от проблем, возникающих при авариях в электрической сети. Устанавливаются они в распределительных или групповых щитках, к ним подключаются кабельные линии, идущие к розеткам.

От коротких замыканий и перегрузок кабельные линии защищают всегда. Но при необходимости обеспечить защиту от утечки приходится устанавливать УЗО как дополнительное защитное устройство.

Подключение УЗО и автоматического выключателяПодключение УЗО и автоматического выключателя

ПУЭ обязывает устанавливать УЗО в случаях:

  • когда потребители (розетки) находятся вне помещений (на улице);
  • для защиты розеток и потребителей в помещениях с повышенной опасностью (ванные комнаты, душевые);
  • в случае, когда автоматические выключатели не смогут эффективно защитить из-за низких токов короткого замыкания.

Последний пункт требует пояснений. Чем дальше потребитель от источника энергоснабжения (трансформатора на подстанции), тем большая длина электропроводки между ними. Проводники обладают электрическим сопротивлением, поэтому между источником и приемником оно вырастает. При коротком замыкании ток, проходящий по электропроводке, ограничивается небольшим внутренним сопротивлением источника (сопротивлением вторичной обмотки трансформатора) и эквивалентным сопротивлением проводников между точкой КЗ и источником.

Поэтому величина тока короткого замыкания убывает с увеличением расстояния от подстанции. В удаленных точках возможна ситуация, когда автомат не почувствует этот ток. Конечно, с выдержкой времени сработает его тепловая защита. Но при замыкании на корпус, соединенный с РЕ-шиной щитка, на это время он окажется под опасным для жизни потенциалом. Этого допустить нельзя, для этого ПУЭ и предписывает защищать такие потребители УЗО.

ПУЭ запрещает устанавливать УЗО без установки последовательно с ним автоматического выключателя. Поэтому при применении дифференциальной защиты кабельную линию защищают два аппарата. В щитке появляются дополнительные провода, его сложность немного увеличивается. К тому же УЗО занимает еще и дополнительное место на DIN-рейке. А если его и так не хватает?

Дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат

Для упрощения конструкции распределительных щитков и компактного размещения элементов внутри них применяются дифференциальные автоматические выключатели. В их корпусе установлены устройства защиты и от замыканий, и от перегрузок, и от токов утечки. По сути это – автоматический выключатель и УЗО в одном корпусе.

Читайте так же:
Как заменить выключатель viko

Технические характеристики дифференциальных автоматов

Дифференциальный автомат имеет технические характеристики, свойственные и автоматам, и УЗО.

Номинальный ток. Под ним подразумевается максимально возможный ток, который способна пропустить контактная система прибора без его повреждения. Эта же величина используется для расчетов других характеристик устройства.

Характеристика срабатывания отсечки. Самые распространенные:

Тип С5-10 номинальных токов
Тип D2-5 номинальных токов

Маркируется нанесением соответствующей буквы перед цифрой, означающей номинальный ток.

Маркировка номинального тока и характеристик дифавтомата

Маркировка номинального тока и характеристик дифавтомата

С40 – номинальный ток дифавтомата 40 А, отсечка работает в пределах (5-10)∙40 = 200-400 А.

Значение тока для конкретного устройства лежит в этом диапазоне. Узнать его можно только путем измерения с помощи устройств, способных выдавать и измерять такие токи.

Маркировка дифференциального тока

Маркировка дифференциального тока

Дифференциальный ток срабатывания. Принимает значения:

Шкала дифференциальных токов дифавтоматов, мА
для защиты отходящих линийдля вводных и групповых дифавтоматов
1030100300500

Эта цифра – верхний потолок значения тока утечки, при котором дифавтомат сработает. Реальный ток измеряется специальными устройствами, моделирующими возникновение дифтока и измеряющими его значения в момент срабатывания.

Тип устройства защитного отключения. Маркируется буквенным индексом или рисунком.

Маркировка типов дифавтоматов и УЗО

Маркировка типов дифавтоматов и УЗО

Означает, на какую форму кривой тока реагирует устройство защитного отключения дифавтомата.

Применение

Также, как и УЗО, дифференциальные автоматы выполняют и селективными. Отличаются от обычных они только наличием выдержки времени на отключение и повышенной электродинамической устойчивостью.

Применяют селективные дифавтоматы в качестве вводных защитных аппаратов. Выдержка времени нужна им, чтобы дать отключить дифференциальный ток устройствам, подключенным после вводного. Если этого не происходит, срабатывает селективный автомат. Электродинамическая устойчивость – это максимальный ток короткого замыкания, выдерживаемый устройством без повреждения. У селективных дифавтоматов она увеличена, чтобы они без труда переносили длительные аварийные режимы с большими токами.

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

Буквенное обозначениеЗадержка срабатывания, мс
Тип S200 – 300
Тип G60 – 80

Электромеханические или электронные – какие лучше?

По аналогии с УЗО, дифавтоматы изготавливают либо с электромеханическим устройством защитного отключения, либо с электронным.

Электромеханическое устройство не требует для работы дополнительного электропитания. Энергия для срабатывания катушки отключения, выводящей дифавтомат из включенного состояния, берется от источника тока утечки. Поэтому дифференциальный трансформатор, регистрирующий эти токи, у электромеханических устройств имеет большие габариты. Его задача: не только почувствовать утечку, но и преобразовать ее небольшую величину в напряжение, достаточную для срабатывания устройства.

Большие габариты трансформатора увеличивают размеры устройства в целом. Поэтому объем, занимаемый ими в щитке, больше, чем у электронных.

Электронные дифавтоматы, 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.

Эти дифавтоматы компактнее, а значит ли, что они лучше? На самом деле компактностью их достоинства и ограничиваются. Есть ситуации, в которых этот прибор не поможет.

При обрывах нуля питающей линии дифференциальные автоматы и УЗО с электронной схемой управления становятся бесполезными. Напряжение питания электроники пропадает, она не работает и не способна отключить устройство. А необходимость в этом в такие моменты более, чем актуальна. При обрывах нулевых проводников в сетях происходит перераспределения величин напряжения между фазами. На фазах с большей нагрузкой напряжение уменьшается. Хуже всего, что на ненагруженных фазах напряжение может увеличиться до 380 В включительно. Вынесет дифавтомат такой режим или нет – вопрос спорный.

А результатом такого режима работы могут быть и пробои изоляции на корпуса электроприборах, устранять и локализовывать которые как раз и призваны дифавтоматы и УЗО. Если они полупроводниковые, то реакции от них ждать не стоит.

Поэтому, несмотря на компактность, применять такие приборы следует только в комплекте с реле напряжения.

Как отличить дифавтоматы и УЗО с электронной схемой управления от электромеханических? На передней панели этих устройств нанесена их схема. Если в ней присутствует значок усилителя, то прибор – электронный, если нет – электромеханический.

Дифавтомат с электронным блоком дифференциальной защиты

Дифавтомат с электронным блоком дифференциальной защиты

Убедиться в том, что дифавтомат электромеханический, можно с помощью несложного теста с применением пальчиковой батарейки. Для этого подключаем к ней провода и касаемся ими выводов одного из полюсов защитного устройства, перед этим включив его. Электромеханический дифавтомат отключится, электронный нет – ведь ему для работы нужно еще и 220 В питания. Дополнительно можно определить и тип устройства по роду дифференциального тока. Приборы типа «А» отключаются при любой полярности тока от батарейки. Приборы типа «АС» срабатывают только при определенной полярности. Поэтому, если первоначально тест не удался, не делайте поспешных выводов о полупроводниковом характере начинки прибора, а попробуйте поменять полярность подключения проводников.

Два прибора или один?

Применение дифференциальных автоматов с виду оправдано: и схема подключения проще, и место в щитке экономится. Но у этой медали есть и обратная сторона.

Начнем со стоимости. Цена одного дифференциального автомата перевешивает сумму цен автоматического выключателя и УЗО. Если это не так, то рассматриваемый прибор произведен малоизвестной фирмой. А удешевление продукции возможно только в ущерб ее качеству.

Читайте так же:
Как подсоединить навесной выключатель

Второй фактор связан с необходимостью замены вышедшего из строя устройства. А такое случается не только с дешевыми поделками, но и с продукцией известных и раскрученных фирм. Никто не застрахован от поломки. Добавим, что чем сложнее устройство прибора, тем больше вероятность его выхода из строя.

Если сломался дифференциальный автомат, то его придется поменять целиком, если кто-то из тандема автоматический выключатель – УЗО, то замене подлежит неисправный элемент. Его партнер останется в работе, а владелец потратит деньги только на покупку для него нового напарника.

Еще одно неудобство в эксплуатации дифференциального автомата: невозможно по его состоянию определить, из-за чего произошло отключение. А это важно знать перед тем, как искать причину срабатывания. Конечно, если поломка произошла при включении в розетку вилки от утюга – вопросов нет. Но если отключение произошло внезапно, без вмешательства жильцов квартиры, а после включения дифавтомата все осталось по-прежнему – тут впору задуматься. А если такие отключения стали регулярными? Что искать: короткое замыкание или повреждение изоляции? Алгоритмы поиска этих неисправностей отличаются друг от друга.

Для тандема автомат–УЗО вопросы такого характера не возникают. Отключился автомат – ищем короткое замыкание, а если при попытке включить его снова сразу после срабатывания он не желает взводиться, то виной всему – перегрузка. Если отключилось УЗО – где-то есть утечка. Работа связки автомата с УЗО намного показательней, чем дифавтомата.

Щиток с автоматами и УЗО

Щиток с автоматами и УЗО

Некоторые производители устанавливают в корпусах своих дифавтоматов устройства индикации срабатывания дифференциальных элементов. Некоторые – но не все.

Все сказанное выше – не повод совсем отказываться от дифференциальных автоматических выключателей. Иногда их установка оправдана. Ведь специалист разберется с причинами проблем с электропроводкой, даже не зная, от чего и как отключился аппарат защиты. При количестве отходящих линий в щитке более десяти сопоставить автоматические выключатели линий их же УЗО затруднительно. Нагляднее иметь один элемент, защищающий отходящую линию, чем два, да еще и расположенных в разных углах и рядах.

И намного компактнее установить в стандартный пластиковый бокс на 4 модуля дифференциальный автомат, чем устанавливать для этой цели модульный щиток на 12 модулей. Затем ставить в него трехполюсный автоматический выключатель и трехполюсное УЗО, закрыв неиспользуемые отверстия. Оставшееся место (половина объема щитка) будет простаивать.

Поэтому вопрос о применении дифавтомата или связки автомата с УЗО решать следует при проектировании конкретного объекта, взвесив все доводы «за» и не забыв, что есть и «против».

Дифференциальный автомат

Устройство дифференциального тока (УДТ) [1] , (англ.  residual current device, RCD ) — контактное коммутационное устройство, предназначено для того, чтобы включать, проводить и отключать электрические токи при нормальных условиях эксплуатации и размыкать контакты, когда дифференциальный ток достигает заданного значения при установленных условиях [2] . В качестве УДТ используют автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, без встроенной защиты от сверхтока (ВДТ) и автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (АВДТ).

Содержание

Назначение

УДТ с номинальным отключающим дифференциальным током, не превышающим 30 мА, предназначены для дополнительной защиты человека от поражения электрическим током. Используется в составе защиты «автоматическое отключение питания» [3] .

В системах переменного тока дополнительная защита посредством УДТ должна быть предусмотрена для:

  • штепсельных и силовых розеток с номинальным током до 32 А;
  • передвижного оборудования с номинальным током до 32 А, которое используют вне помещения.

УДТ отключает защищаемую цепь:

  • при прямом прикосновении человека или животного к электрооборудованию, находящемуся под напряжением;
  • при повреждении основной изоляции и контакте токоведущих частей с открытой проводящей частью.

Требования по установке и применению УДТ приведены в серии стандартов на электроустановки зданий МЭК 60364.

Принцип действия

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.

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 ЭДС 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.

Читайте так же:
Кнопки выключатели для станков

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.

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 (изоляция, 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.

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 году. В качестве датчика использовался маленький дифференциальный трансформатор, а исполнительным элементом служило поляризованное реле с чувствительностью 0,01 ампера и быстродействием 0,1 с [4] .

Чувствительность прототипа устройства была 80 мА [5] — дальнейшее повышение чувствительности тормозилось отсутствием материалов с нужными магнитными свойствами. В 1958 году 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 выпускалось в корпусах типа автоматических выключателей. С начала 1980-х годов в США большинство бытовых УДТ было уже встроенным 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 DIN-рейку, а встроенные УДТ пока широкого распространения не получили.

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
      • 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:

        голоса
        Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector