Автоматический выключатель дифференциального тока — что это такое и для чего нужен

Чтобы понять, для чего нужны дифавтоматы, в первую очередь потребуется ознакомиться с назначением защитных приборов, используемых в действующих электрических сетях. К ним относят такие разновидности, как автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Помимо этого в силовых цепях устанавливаются замещающие их универсальные устройства под общим названием «дифференциальный автомат».

Что такое дифференциальный автомат и как он работает

Дифференциальный автомат

Дифавтомат – это комбинированное устройство, в корпусе которого объединены сразу два прибора – автоматический выключатель и УЗО. Автомат подобно всем другим изделиям этого класса срабатывает при перегрузке и КЗ на линии. Схема УЗО работает по принципу сравнения токовых составляющих, протекающих через его катушку в прямом и обратном направлениях. При нарушении равенства этих величин разностный сигнал поступает на исполнительное реле, которое за доли секунды отключает аварийный участок цепи питания.

Совмещение в одном корпусе двух функционально связанных между собой приборов обеспечивает следующие преимущества:

  • возможность надежно защищать линии электропередач от перегрузок, коротких замыканий и опасных токов утечки на землю;
  • использование их в качестве приборов защиты от удара электрическим током;
  • экономия пространства при монтаже на DIN-рейку (два посадочных места вместо трех);
  • выигрыш по цене при сравнении с отдельным использованием современных образцов автоматов и УЗО.

Единственным недостатком, касающимся только электронных модификаций, считается потеря работоспособности при обрыве нулевой шины. При этом фазная жила остается под напряжением, что при определенных условиях может привести к поражению человека электрическим током.

Устанавливаются дифавтоматы подобно обычным устройствам сразу после электрического счетчика. Каждый из них обеспечивает безопасность работы отдельной питающей линии. По своим функциональным возможностям эти приборы полностью замещают подменяемые ими устройства, принцип работы дифавтоматов тот же.

Виды дифавтоматов

Трехфазный дифференциальный автомат

По количеству одновременно обслуживаемых фаз все дифференциальные автоматы электрические подразделяются на однофазные и трехфазные устройства. Первые из них устанавливаются в сетях 220 Вольт путем подвода к ним фазного и нулевого проводов.

Согласно требованиям ПУЭ подводимые к двухполюсным приборам проводники должны подключаться только к верхним клеммам.

К нижним контактам подсоединятся фазная и нулевая жила, отводимая непосредственно к потребителю (в нагрузку). Необходимость ввода в него сразу двух шин объясняется требованием срабатывания дифференциального устройства защиты от утечек тока. В зависимости от марки используемого прибора и серии для монтажа на DIN-рейку потребуется два или более места.

Для установки в трехфазные сети 380 Вольт применяются 4-хполюсные дифавтоматы. К их верхним клеммам со стороны электрического счетчика подводятся три фазных провода и нулевая шина. А от нижних клемм в сторону нагрузки отходят три рабочих проводника и ноль.

В соответствие с особенностями конструкции и внутренней схемой этих приборов все они подразделяются на электромеханические и электронные образцы. В первых моделях выделение разностного тока и расцепление осуществляется комбинированным способом, а во вторых образцах за это «ответственна» встроенная электроника.

По возможностям защиты линии силового питания от опасного потенциала все известные виды дифавтоматов делятся на приборы, подключаемые к заземляющему устройству и обходящиеся без него.

Параметры автоматов дифференциального тока

Характеристики дифференциальных автоматов бытового применения

Универсальность дифференциальных автоматов, позволяющая совмещать функции двух приборов сразу, объясняется их конструкцией и заложенными в них возможностями. К основным параметрам, характеризующим дифференциальный автоматический выключатель, относятся:

  • тип электромагнитного расцепителя;
  • номинальный ток, при котором прибор может работать длительное время;
  • показатель быстродействия и рабочее напряжение;
  • ток утечки на землю;
  • отключающая способность и класс ограничения по токовой составляющей.

Расцепители, используемые в приборах этого класса, условно делятся на основные и вспомогательные устройства. Первые из них относятся к автоматическому выключателю и могут реагировать на сверхтоки, полностью отключая схему коммутации. Второй тип расцепителей (автовыключателей) позволяет расширить функционал защитного устройства.

Обычно он устанавливается только в специальных приборах, изготавливаемых на заказ, которые могут быть:

  • независимого типа с возможностью дистанционного отключения по специальному сигналу;
  • минимального напряжения – срабатывают при его падении ниже допустимого уровня.
  • устройства нулевого потенциала.
Пример токоограничения автоматов

По токовому показателю все известные образцы дифавтоматов подобно АВ подразделяются на ряд приборов, имеющих строго нормируемые значения из следующего ряда: 6, 10, 16, 25, 50 Ампер и т. д.

Помимо этого в их маркировке применяется токовый показатель, обозначаемый буквами «B», «C» или «D». Они располагаются перед маркировочным кодом номинального тока (амперажем) и указывают на быстродействие данной модели.

К еще одной группе технических характеристик относят ток отключения схемы УЗО (дифференциальный показатель), называемый «утечкой». Для большинства образцов автоматов защиты сети эти значения укладываются в типовой ряд: 10, 30, 100, 300 и 500 миллиампер.

На корпусе типового прибора токи утечки обозначаются значком «дельта» с соответствующей цифрой.

Дифавтомат типа АС

Следующая характеристика защитных дифавтоматов – значение рабочего напряжения, при котором они способны функционировать в нормальном режиме: 220 Вольт – для однофазных цепей и 380 Вольт – для их трехфазных аналогов. Его величина указывается под обозначением номинала или под клавишей прибора.

По току утечки и показателю селективности известные виды выключателей дифференциального тока имеют следующие обозначения:

  • «A» – образцы, реагирующие на утечки переменного (пульсирующего) тока.
  • «AC» – модели электроавтоматов, срабатывающие от утечек с постоянной составляющей.
  • «B» – комбинированный вариант, сочетающий в себе обе эти возможности.

Характеристика «тип УЗО» обозначается буквенным индексом или символичным рисунком.

По аналогии с АВ, дифавтоматы срабатывают при перегрузках в электропроводке по селективному принципу, учитывающему задержку по времени. Такой подход позволяет отключать сеть выборочно по предельному току и обеспечивает хорошую электродинамическую устойчивость всей защитной системы. По этому важнейшему для безопасности человека показателю отличия устройств дифференциального тока учитываются следующими значками:

  • символом «S», означающим задержку величиной примерно в 200-300 миллисекунд;
  • английской буквой «G» (временная пауза в 60-80 миллисекунд).

Условия эксплуатации автоматов электрических однофазных определяются местом их размещения в распределительном шкафу на DIN-рейке. Согласно требованиям производителя, нормированию подлежат влажность и температура воздуха, а также запыленность в помещении, где размещается шкаф.

Электронный или электромеханический

Для выбора подходящей модели в первую очередь нужно определиться с тем, какой тип автомата подобрать: традиционный электромеханический или более современный электронный. Правильному выбору поможет знакомство с особенностями каждого из этих исполнений.

Электромеханические автоматы

Электромеханический автомат

Эти модели энергонезависимы, то есть сохраняют свою функциональность даже в отсутствие электричества. В отличие от них электронные модели могут работать только при наличии напряжения питания, расходуемого на собственные нужды.

В первых образцах за отключение и формирование полезных сигналов «ответственны» следующие электрические и механические узлы:

  • электромагнитные прерыватели цепи;
  • тепловые расцепители;
  • индуктивные катушки, выделяющие дифференциальный ток;
  • электромагнитные реле и другие модули.

Все эти элементы не имеют никакого отношения к электронным схемам и работают за счет собственных энергетических резервов. Для срабатывания дифавтомата этого класса достаточно тока утечки или КЗ в обслуживаемой линии.

Электронный вариант

Дифавтомат с электронным блоком дифференциальной защиты

Электронные устройства нуждаются в дополнительном электропитании и имеют большее быстродействие в сравнении с их электромеханическими аналогами. За выделение дифференциальных токов и выработку управляющих сигналов в них «ответственна» электронная схема, собираемая обычно на микропроцессоре или на транзисторах.

Электронной эту схему называют условно, поскольку в ней все равно присутствуют электрические узлы.

Для выделения токов утечки в этих устройствах применяется дифференциальный трансформатор электромагнитного типа, а для отключения силовой цепи используется реле того же класса.