Дифференциальный автомат (конструкция, применение, принцып работы). Автомат дифференциальный принцип работы


Дифференциальный автомат устройство и принцип работы, видео

Дифференциальный автомат – это устройство, включающее в себе функциональность УЗО и автовыключателя. Используется данный аппарат в электросетях с частотой в 50 Герц, напряжением 220 Вольт и с глухозаземленной нейтралью.

Функции дифавтомата:

  • отключение цепи при нагрузках и коротком замыкании;
  • защита сооружения от возгорания вследствие утечки электротока при нарушении целостности изоляционного материала;
  • защита человека от поражения электричеством, которое может возникнуть на корпусе электрооборудования при его неисправности;
  • проведение электротока в нормальном режиме.

Конструкция дифференциального автомата

  • электродинамического расцепителя;
  • корпуса;
  • расцепителей: теплового и электродинамического;
  • рычага управления;
  • реле;
  • исполнительного механизма;
  • трансформатора с сердечником тороидального вида;
  • системы пружин и рычагов, удерживающих автомат в рабочем состоянии и отключающих его при срабатывании реле.

Корпус автомата изготавливается из негорючего полимера. Электродинамический расцепитель состоит из катушки с динамическим сердечником, который подключается к основным контактам дифавтомата.

При прохождении электротоков короткого замыкания с высокими параметрами по катушке, сердечник со значительной силой и скоростью выбивает защелку, которая удерживает автомат рабочем состоянии. Время срабатывания расцепителя минимально, а величина тока срабатывания выражается значением Iн и зависит от его исполнения.

Электродинамический расцепитель относится к независимому типу устройств, так как на скорость его срабатывания величина тока никакого влияния не оказывает. Тепловой расцепитель изготовляется из пластин, изготовленных из сплава двух металлов с отличающимся коэффициентом температурного расширения.

Прохождение электротока по пластинам приводит к их нагреву – разность показателей линейного расширения металлов приводит к их изгибанию. Если величина тока достигает предельного значения, то пластины прогибаются таким образом, что выбивают защелку, которая удерживает автомат во включенном состоянии.

Тепловой расцепитель является зависимым – скорость его срабатывания зависит от величины электротока и скорости нагрева.

Комбинация теплового и электродинамического расцепителей характеризует защитное свойство выключателя, которое изображается в виде графика с координатами времени и тока. Данный график представляет собой совмещенные кривые работы электродинамического и теплового расцепителя.

Виды дифференциальных автоматов

Для их обозначения используются буквы латинского алфавита:

А. Автоматы данного типа используются в электросетях длинной протяженности и для защиты полупроводниковых устройств с кратностью отсечки в 2-4 Iн.

B. Применяется в осветительных сетях общего назначения. Кратность отсечки – 3-6 Iн.

C. Перегрузочная способность таких выключателей – 5-10 Iн. Используются в установках с умеренными пусковыми электротоками.

D. Дифавтоматы типа D предназначены для зажиты электрических двигателей с тяжелым запуском. Кратность срабатывания электродинамического расцепителя – 8-15 Iн.

K. Используются только для индуктивной нагрузки. Кратность срабатывания расцепителя – 8-15 Iн.

Z. Применяются в цепях с различными электронными приборами. Кратность срабатывания – 2-3 Iн.

Принцип работы дифзащиты основан на сравнении тока в нулевом проводе и тока направленного к нагрузке. В условиях нормального функционирования данные значение идентичны. Источником электродвижущей силы в домашней сети является нулевой и фазный провод.В закрытой цепи электроток стремиться от точки с высоким потенциалом, то есть от фазного провода, к точке с наименьшим потенциалом, — нулевому проводу. Значения тока, протекающего по нулевому и фазному проводам, как и в цепи приемника, одинаковая. Это утверждение справедливо для замкнутой и хорошо изолированной цепи.

В дифавтомате цепь фазного и нулевого провода проходит через сердечник трансформатора. При равенстве электротоков в проводах, результирующий поток в сердечнике равен нуля. Во вторичных цепях тока нет, следовательно, реле находится в нерабочем состоянии.

В случае ухудшения изоляции, из-за разности потенциалов между заземлением, нулевым и фазным проводом, происходит утечка тока. Появление утечки нарушает баланс в проводах, как следствие, в сердечнике наблюдается нарушение равенства электромагнитных потоков.

На вторичной обмотке трансформатора также появляется разность потенциалов, которая имеет прямую зависимость от дисбаланса на проводах. При достижении критического значения, разность потенциалов на выходе трансформатора вызывает срабатывание реле, которое выбивает защелку и выключает автомат из сети.

Важным условием дифзащиты является надежное и правильно заземление токопроводящих деталей, которые при утечке могут оказаться под напряжением. От данного нюанса зависит скорость срабатывания дифавтомата.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок, использование УЗО, в том числе и дифавтоматов, обязательно для систем заземления TN-S и TN-C-S.

При этом дифзащита в сетях с соединенными нулевым и рабочим проводами, а также в электросетях без нулевого защитного провода не возможно. В первом случае ток утечки будет присутствовать всегда, а во-втором – утечки не будет, пока человек своим телом не замкнет цепь для утечки.

Видео

electrikagid.ru

принцип работы, характеристики, схемы подключения

В распределительных щитах, устанавливаемых на входе внутренней электросети дома или квартиры, практикуется использовать автоматические выключатели (АВ) и устройства защитного отключения (УЗО). Первые срабатывают при перегрузке и КЗ, вторые обеспечивают защиту от поражения электротоком.  Можно заменить такие два устройства одним дифавтоматом. Давайте рассмотрим принцип работы этого электроаппарата, его основные характеристики и назначение.

Принцип работы дифавтоматов АВВ

На лицевой стороне электроаппарата имеется схема его устройства (см. рис. 1). На ней видно, что помимо электромагнитной и тепловой защиты, у прибора также имеется дифференциальный трансформатор тока (ДТТ). С его помощью при возникновении утечки (например, при пробое на корпус) производится отключение электролинии.

Рисунок 1. Схема устройства дифавтомата АВВ и его размеры

Обозначения:

  1. Электромагнитный и тепловой расцепитель;
  2. ДТТ.

Принцип работы ДДТ продемонстрирован на рисунке 2.

Рис 2. Принцип действия выключателя дифференциального тока

Обозначения:

  • А – дифтрансформатор;
  • В – пороговое устройство;
  • С – исполнительное устройство;
  • D – кнопка включения цепи тестирования;
  • E – контакты силового выключателя;
  • F – контакт для отключения цепи тестирования;
  • Rt – сопротивление тестовой цепи;
  • 1, 2 и N – клеммы дифатомата.

При нормальном режиме работы устройства через первичные обмотки  ДТТ протекают встречные токи i1 и i2, с равным абсолютным значением.  Соответственно, величина их векторной суммы будет равна нулю. При таком условии возникшие в сердечнике магнитные потоки будут направлены навстречу друг к другу и взаимно компенсироваться, то есть их суммарное значение также будет равно нулю. Следовательно, подключенный к вторичной обмотке расцепитель не инициируется, и автомат остается включенным.

В аварийном режиме по одной из первичных обмоток дополнительно будет протекать ток, возникший в результате замыкания на землю. При таком условии значение векторной суммы токов будет больше нуля, соответственно, общий магнитный поток также будет положительным. Это вызовет появление тока во вторичной обмотке ТТ, что приведет к срабатыванию механизма расцепителя, который отключит внешнюю электрическую цепь.

Характеристики дифференциальных автоматических выключателей ABB

Как правило, основные параметры дифференциального защитного устройства указываются на его лицевой стороне, перечислим их:

  • Величина номинального тока (указывается в амперах) и категория время-токовой характеристики (в быту используется «С»). В соответствии со стандартом, аппараты могут быть: С6, С10, С16, С25, С32, С50, С65 и С100. Номинал тока и категория (отмечены красным кругом)
  • Указание величины отключающего дифференциального тока, стандартные значения: 10, 30, 100, 300 и 500 мА. Ток утечки
  • Рабочее напряжение на некоторых моделях может не указываться. Как правило, это 220 В у двухполюсных моделей и 380 В у четырехполюсных.
  • На лицевой панели маркируется, к какому классу относится дифзащита «А» или «АС». В первом случае она может отслеживать переменный и постоянный ток утечки, во втором -только переменный. Параметр приводится в виде соответствующего графического символа.
  • Указание номинальной отключающей способности, то есть максимально допустимого тока КЗ, который сможет отключить электрический аппарат, не потеряв работоспособность. Стандартные параметры: 3000 А, 4500 А, 6000 А и 10000 А.
  • Категория токоограничения, характеризует скорость срабатывания устройства. У первой категории это 2,5-6 мс, второй – 6-10 мс и третьей – более 10 мс.
А) тип дифзащиты; В) номинальная отключающая способность; С) класс токоограничения

Назначение дифавтоматов АВВ

Основная задача этих устройств – обеспечить защиту от поражения электротоком при контакте с токоведущими элементами оборудования или пробое на корпус. Помимо этого, аппараты отключают нагрузку в случае КЗ или превышения номинального тока (при перегрузке).

Существует ряд бытовых приборов, которые в обязательном порядке должны подключаться через УЗО (например, стиральные машинки и бойлеры). Но такие устройства не обеспечивают защиту от КЗ и перегрузки, поэтому их используют совместно с обычными АВ, что ведет к повышенному расходу свободного места в распределительном щитке.

Поскольку дифавтомат объединяет в себе функции УЗО и АВ, то можно заменить эти два устройства одним. Это позволяет использовать щит на меньшее количество юнитов, который будет более компактным.

Схемы подключения

Рассмотрим несколько типовых схем подключения дифавтоматов. Начнем с варианта, где используется один общий электроаппарат.

Схема щита с одним общим дифавтоматом

Подключение по приведенной схеме имеет свои сильные и слабые стороны. Этот вариант наиболее экономный в финансовом плане и позволяет собрать щит с минимальным количеством модулей. Слабая сторона заключается в том, что такая компоновка не позволяет определить, в какой линии происходит утечка тока, вызвавшая срабатывание защиты.

Второй вариант предполагает установку АВДТ на каждую линию, где требуется максимальный уровень безопасности (например, для стиральной машины).

Установка АВДТ на отдельные линии

Преимущества такого решения очевидны – при возникновении нештатной ситуации обесточивается только проблемная линия. Что касается недостатков, то к ним можно отнести высокую стоимость реализации проекта (АВДТ стоит дороже связки УЗО и АВ), а также увеличение задействованных модулей в щите.

Наибольший уровень безопасности обеспечивает селективная схема включения, при которой АВДТ устанавливается на общий ввод и на каждую линию. Чтобы обеспечить селективность, в качестве общего устройства должен использоваться электроаппарат с более высоким параметром тока утечки (например, 100 мА) или имеющий метку «S». Это обозначение наносится на приборы, у которых имеется задержка времени срабатывания.

Обозначение селективного дифавтомата

Правила подключения и установки

Выполняя подключение АВДТ, следует руководствоваться тремя основным правилами:

  • Верхние клеммы устройства (1 и N) являются входом, нижние(2 и N) – выходом на нагрузку. Обратное подключение может привести к потере аппаратом работоспособности.
  • Необходимо соблюдать полярность. Ноль должен подводиться к верхней клемме, с пометкой «N», а фаза подключается к контакту «1». Как правило, модуль с функциями АВ устанавливается только на фазу, следовательно, при неправильном подключении не будет работать защита от КЗ и перегрузки.
  • Нельзя соединять между собой нулевые выходы (распространенная ошибка начинающего электрика), поскольку это вызовет срабатывание защитного устройства. То есть, к клеммам «2» и «N», находящимся в нижней части аппарата, подключается только соответствующая линия электропроводки.

Не рекомендуется устанавливать АВДТ в перевернутом положении, поскольку это может внести путаницу в схему распределительного щита.

После установки нужно проверить работоспособность устройства, делается это путем нажатия кнопки «Тест». Если прибор рабочий, произойдет срабатывание. Такое тестирование рекомендуется проводить раз в месяц.

Теперь вы владеете всей информацией, позволяющей получит ответ на вопрос «диф автомат АВВ – что это такое?». Осталось только дать советы, как подбирать эти устройства.

Как выбрать дифавтомат АВВ?

АВДТ компании АВВ или продукция других производителей подбирается по следующему алгоритму:

  • В первую очередь необходимо определиться с количеством полюсов. Для однофазной сети используются двухполюсные аппараты, трехфазной – четырехполюсные. Как правило, первые – двух модульные, вторые занимают место четырех модулей.
  • Осуществляем выбор рабочего напряжения. Как правило, с этим проблем не возникает, двухполюсные аппараты рассчитаны на 220 В, четырехполюсные – на 380 В. Но возможны нюансы, поэтому рекомендуем проверить указанное на приборе значение.
  • Выбираем время-токовую характеристику (в быту используется категория «С») и параметры номинального тока. Например, для линий освещения можно использовать автоматы С10, для подключения групп розеток – С25, для общего прибора на несколько линий: С50, С65 и С100. Если предполагается селективная схема, то выбираем устройство с пометкой «S».
  • Осуществляем подбор чувствительности тока утечки. Для осветительных сетей будет достаточно 10 мА, на группы розеток – 30 мА. У общего электроавтомата этот показатель должен быть в пределах 100-300 мА.
  • Выбираем класс дифзащиты. В быту используется много оборудования, оснащенного преобразователями напряжения (например, компьютерная техника). Поэтому эффективную защиту смогут обеспечить только АВДТ с дифзащитой класса «А», отслеживающие как переменные, так и постоянные токи утечки.
  • Проверяем наличие в автомате встроенной защиты сети от обрыва нуля. Это очень важный момент, поскольку, если произойдет такой обрыв, то АДВТ «не выбивает» при образовании цепи между фазным проводом и заземлением.

www.asutpp.ru

Принцип работы дифференциального автомата - Всё о электрике в доме

Дифференциальные автоматы; устройство, принцип работы

Дифференциальные автоматы (дифавтоматы). иначе называемые автоматическими выключателями с дифференциальной защитой, представляют собой совмещенный в одном корпусе автоматический выключатель и УЗО.

Применяются такие аппараты в сетях номинальным напряжением 220 В с частотой 50 Гц, работающих в режиме глухозаземленной нейтрали. Функции, выполняемые этими защитными аппаратами:

— проведение электрического тока в нормальном режиме; — отключение цепи при коротком замыкании (КЗ) или токовой перегрузке; — защита человека от напряжения, которое может появиться на корпусе оборудования при неисправности; — защита помещений от возгораний вследствие токов утечек, при повреждении изоляции электрических цепей.

Устройство. В состав изделия входит: корпус, электродинамический расцепитель, тепловой расцепитель, система рычагов и пружин, удерживающих автомат во включенном положении и отключающих его, рычаг ручного управления автоматом, трансформатор тока с тороидальным сердечником, электромеханическое реле, исполнительный механизм, воздействующий на расцепитель при срабатывании реле.

Корпус дифференциального автомата, выполнен из негорючего пластика. Электродинамический расцепитель представляет собой катушку с подвижным сердечником, включенную последовательно с главными контактами автомата.

При прохождении по цепи катушки токов КЗ. имеющих высокое значение, сердечник с большой скоростью и силой втягивается, и выбивает защелку, удерживающую дифференциальный автомат во включенном положении. Время срабатывания электродинамического расцепителя стремится к нулю, а величина тока срабатывания зависит от его исполнения и выражается кратным значением Iн.

Электродинамический расцепитель называют независимым, так как время его срабатывания не зависит от величины тока. Тепловой расцепитель выполняется из биметаллических пластин. Биметаллическая пластина представляет собой сплав двух металлов, имеющих разный коэффициент температурного расширения.

При протекании по пластинам электрического тока, происходит их нагрев. Вследствие разных линейных расширений металлов пластины изгибаются. Когда величина тока возрастает до предельного значения, пластины выгибаются настолько, что выбивают защелку, удерживающую автомат во включенном положении.

Тепловой расцепитель называется зависимым, так как время его срабатывания зависит от величины протекающего тока и соответственно скорости нагрева.

Защитные характеристики. В совокупности, электродинамический и тепловой расцепители определяют защитную характеристику автоматического выключателя, которая изображается кривыми на графиках в координатах тока и времени. График содержит совмещенные кривые работы теплового и динамического расцепителя.

Различают шесть типов характеристик выключателей, проиндексированных латинскими буквами: A, B, C, D, K, Z:

A. Автоматы с характеристикой типа А применяются в электрических цепях большой длины, а также для защиты полупроводниковых приборов, имеют кратность отсечки 2-4 Iн. B. Характеристики типа В применяются в осветительных сетях общего назначения и имеют кратность отсечки 3-6 Iн. C. Выключатели с характеристикой С имеют перегрузочную способность 5-10 Iн и применяются в установках с умеренными пусковыми токами. D. Выключатели с характеристикой D предназначены для активно индуктивной нагрузки, например для защиты электродвигателей с тяжелым пуском. Электродинамический расцепитель с характеристикой D имеют уставку 10-20 Iн. K. Выключатели с характеристикой К предназначены для чисто индуктивной нагрузки, электродинамический расцепитель срабатывает в пределах 8-15 Iн. Z. В электрических цепях с электронными приборами применяются автоматические выключатели с характеристикой Z и уставкой 2-3 Iн.

Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении тока направленного к нагрузке и тока в нулевом проводе. В нормальном режиме работы эти значения равны. Источником электродвижущей силы, для бытовых приемников являются фазный и нулевой провода.

В замкнутой цепи ток направлен от точки с большим потенциалом (фазного провода) к точке с меньшим потенциалом (нулевому проводу). Величина тока протекающего по фазному проводу, равна величине тока протекающего в нулевом проводе и равна току в цепи приемника. Этот пример справедлив, когда цепь замкнута и имеет хорошую изоляцию.

В дифференциальном автомате цепь нулевого и фазного провода проходит через замкнутый сердечник трансформатора тока. При равенстве токов в проводах, результирующий поток в сердечнике, наводимый проводами, равен нулю.

Во вторичных цепях ток отсутствует, реле находится в несработанном состоянии. Ухудшение изоляции ведет к появлению токов утечек, образующихся из-за разности потенциалов между фазным или нулевым проводом и заземленными конструкциями. Появление токов утечек ведет к нарушению баланса токов в проводах, как следствие нарушается равенство магнитных потоков в замкнутом сердечнике.

На выводах вторичной обмотки трансформатора тока появляется разность потенциалов, напрямую зависящая от дисбаланса токов в проводах. При достижении током утечки порогового значения, разность потенциалов на выходе трансформатора тока становится достаточной для срабатывания электромеханического реле, выбивающего защелку, удерживающую автомат во включенном положении.

Важным условием применения дифференциальной защиты, является надежное заземление токопроводящих конструкций, которые неожиданно могут оказаться под напряжением. От этого зависит насколько правильно и своевременно сработает дифференциальный автомат.

Согласно ПУЭ. применение УЗО. а значит и дифференциальных автоматов, в электроустановках с системами заземления TN-S и TN-C-S обязательно. В системах типа TN-S рабочий нулевой и защитный нулевой проводник выполнен разными проводами на всем протяжении. TN-C-S допускает совмещение рабочего и защитного нулевого проводника на отдельных участках, но непосредственно на защищаемом участке они должны быть разделены.

Применение дифференциальной защиты, в сетях с совмещенным рабочим и защитным нулевым проводом, а также в сетях без защитного нулевого провода не представляется возможным. В первом случае защита будет срабатывать излишне и без причины, токи утечки будут присутствовать всегда. Во втором случае токов утечки не будет до тех пор, пока человек своим телом не создаст цепь утечки.

Выбор дифференциальных автоматов сводится к выбору номинального тока теплового расцепителя, выбору типа характеристики автомата, и номинальному значению токов утечки. Номинал теплового расцепителя выбирается в зависимости от сечения проводов защищаемого участка и варьируется от 6 до 40 А. Ток срабатывания теплового расцепителя выбирается из ряда стандартных значений, на ступень меньше, допустимого тока провода.

В бытовых сетях в основном применяют дифференциальные автоматы с характеристикой В или С. Ток утечки для защиты человека должен быть в пределах 30 мА, для защиты помещений от пожаров применяют дифференциальные автоматы с током утечки 300 мА.

Дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат – это устройство, включающее в себе функциональность УЗО и автовыключателя. Используется данный аппарат в электросетях с частотой в 50 Герц, напряжением 220 Вольт и с глухозаземленной нейтралью.

Функции дифавтомата:

  • отключение цепи при нагрузках и коротком замыкании;
  • защита сооружения от возгорания вследствие утечки электротока при нарушении целостности изоляционного материала;
  • защита человека от поражения электричеством, которое может возникнуть на корпусе электрооборудования при его неисправности;
  • проведение электротока в нормальном режиме.

Конструкция дифференциального автомата

  • электродинамического расцепителя;
  • корпуса;
  • расцепителей: теплового и электродинамического;
  • рычага управления;
  • реле;
  • исполнительного механизма;
  • трансформатора с сердечником тороидального вида;
  • системы пружин и рычагов, удерживающих автомат в рабочем состоянии и отключающих его при срабатывании реле.

Корпус автомата изготавливается из негорючего полимера. Электродинамический расцепитель состоит из катушки с динамическим сердечником, который подключается к основным контактам дифавтомата.

При прохождении электротоков короткого замыкания с высокими параметрами по катушке, сердечник со значительной силой и скоростью выбивает защелку, которая удерживает автомат рабочем состоянии. Время срабатывания расцепителя минимально, а величина тока срабатывания выражается значением Iн и зависит от его исполнения.

Электродинамический расцепитель относится к независимому типу устройств, так как на скорость его срабатывания величина тока никакого влияния не оказывает. Тепловой расцепитель изготовляется из пластин, изготовленных из сплава двух металлов с отличающимся коэффициентом температурного расширения.

Прохождение электротока по пластинам приводит к их нагреву – разность показателей линейного расширения металлов приводит к их изгибанию. Если величина тока достигает предельного значения, то пластины прогибаются таким образом, что выбивают защелку, которая удерживает автомат во включенном состоянии.

Тепловой расцепитель является зависимым – скорость его срабатывания зависит от величины электротока и скорости нагрева.

Комбинация теплового и электродинамического расцепителей характеризует защитное свойство выключателя, которое изображается в виде графика с координатами времени и тока. Данный график представляет собой совмещенные кривые работы электродинамического и теплового расцепителя.

Виды дифференциальных автоматов

Для их обозначения используются буквы латинского алфавита:

А. Автоматы данного типа используются в электросетях длинной протяженности и для защиты полупроводниковых устройств с кратностью отсечки в 2-4 Iн.

B. Применяется в осветительных сетях общего назначения. Кратность отсечки – 3-6 Iн.

C. Перегрузочная способность таких выключателей – 5-10 Iн. Используются в установках с умеренными пусковыми электротоками.

D. Дифавтоматы типа D предназначены для зажиты электрических двигателей с тяжелым запуском. Кратность срабатывания электродинамического расцепителя – 8-15 Iн.

K. Используются только для индуктивной нагрузки. Кратность срабатывания расцепителя – 8-15 Iн.

Z. Применяются в цепях с различными электронными приборами. Кратность срабатывания – 2-3 Iн.

Принцип работы дифзащиты основан на сравнении тока в нулевом проводе и тока направленного к нагрузке. В условиях нормального функционирования данные значение идентичны. Источником электродвижущей силы в домашней сети является нулевой и фазный провод.В закрытой цепи электроток стремиться от точки с высоким потенциалом, то есть от фазного провода, к точке с наименьшим потенциалом, — нулевому проводу. Значения тока, протекающего по нулевому и фазному проводам, как и в цепи приемника, одинаковая. Это утверждение справедливо для замкнутой и хорошо изолированной цепи.

В дифавтомате цепь фазного и нулевого провода проходит через сердечник трансформатора. При равенстве электротоков в проводах, результирующий поток в сердечнике равен нуля. Во вторичных цепях тока нет, следовательно, реле находится в нерабочем состоянии.

В случае ухудшения изоляции, из-за разности потенциалов между заземлением, нулевым и фазным проводом, происходит утечка тока. Появление утечки нарушает баланс в проводах, как следствие, в сердечнике наблюдается нарушение равенства электромагнитных потоков.

На вторичной обмотке трансформатора также появляется разность потенциалов, которая имеет прямую зависимость от дисбаланса на проводах. При достижении критического значения, разность потенциалов на выходе трансформатора вызывает срабатывание реле, которое выбивает защелку и выключает автомат из сети.

Важным условием дифзащиты является надежное и правильно заземление токопроводящих деталей, которые при утечке могут оказаться под напряжением. От данного нюанса зависит скорость срабатывания дифавтомата.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок, использование УЗО, в том числе и дифавтоматов, обязательно для систем заземления TN-S и TN-C-S.

При этом дифзащита в сетях с соединенными нулевым и рабочим проводами, а также в электросетях без нулевого защитного провода не возможно. В первом случае ток утечки будет присутствовать всегда, а во-втором – утечки не будет, пока человек своим телом не замкнет цепь для утечки.

Смотрите также:

Что такое дифавтомат и для чего его применяют?

Дифференциальный автомат — это низковольтный комбинированный электрический аппарат, совмещающий в одном корпусе функции двух защитных устройств — УЗО и автоматического выключателя. Благодаря этому данное изделие является достаточно популярным и широко применяется как в бытовых условиях, так и на производстве. В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип работы дифавтомата.

Назначение

Рассмотрим вкратце для чего нужен дифавтомат. Внешний вид его изображен на фото:

Во-первых, данный электрический аппарат служит для защиты участка электрической сети от повреждения из-за протекания по нему сверхтоков, которые возникают при перегрузке или коротком замыкании (функция автоматического выключателя). Во-вторых, дифференциальный автомат предотвращает возникновение пожара и поражение людей электрическим током в результате возникновения утечки электричества через поврежденную изоляцию кабеля линии электропроводки или неисправного бытового электроприбора (функция устройства защитного отключения).

Устройство и принцип действия

Для начала приведем обозначение на схеме по ГОСТ, по которому наглядно видно, из чего состоит дифавтомат:

На обозначении видно, что основными элементами конструкции дифавтомата является дифференциальный трансформатор (1), электромагнитный (2) и тепловой (3) расцепители. Ниже кратко охарактеризуем каждый из приведенных элементов.

Дифференциальный трансформатор имеет несколько обмоток, в зависимости от количества полюсов устройства. Данный элемент осуществляет сравнение токов нагрузки по проводникам и в случае их несимметричности на выходе вторичной обмотки данного трансформатора появляется так называемый ток утечки. Он поступает на пусковой орган, который без выдержки времени осуществляет расцепление силовых контактов автомата.

Также следует упомянуть о кнопке проверки работоспособности защитного аппарата «TEST». Данная кнопка подключается последовательно с сопротивлением, которое включается или отдельной обмоткой на трансформатор либо параллельно одной из имеющихся. При нажатии на данную кнопку сопротивление создает искусственный небаланс токов – возникает дифференциальный ток и дифавтомат должен сработать, что свидетельствует о его исправном состоянии.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с сердечником, который воздействует на механизм отключения. Данный электромагнит срабатывает в случае достижения тока нагрузки порога срабатывания — обычно это случается при возникновении короткого замыкания. Данный расцепитель срабатывает мгновенно, за доли секунд.

Тепловой расцепитель осуществляет защиту электрической сети от перегрузки. Конструктивно представляет собой биметаллическую пластину, которая деформируется при протекании через нее тока нагрузки, превышающего номинальный для данного аппарата. При достижении определенного положения биметаллическая пластина воздействует на механизм отключения дифавтомата. Срабатывание теплового расцепителя происходит не сразу, а с выдержкой времени. Время срабатывания прямо пропорционально величине тока нагрузки, протекающего по дифференциального автомату, а также зависит от температуры окружающей среды.

На корпусе указывается порог срабатывания дифференциального трансформатора — ток утечки в мА, номинальный ток теплового расцепителя (при котором работает неограниченное время) в А. Пример маркировки на корпусе — С16 А / 30 мА. В данном случае маркировка “С” перед значением номинала показывает кратность срабатывания электромагнитного расцепителя (класс аппарата). Буква “С” указывает, что электромагнитный расцепитель сработает при превышении номинала 16А в 5-10 раз.

На видео ниже подробно рассказывается, как работает и из чего состоит дифавтомат:

Область применения

Для чего применяют дифференциальный автомат, если существует два отдельных защитных аппарата (УЗО и автомат), каждый из которого выполняет свою функцию?

Основное преимущество дифавтомата — компактность. Он занимает меньше места на DIN-рейке в электрическом распределительном щитке, чем в случае установки двух отдельных аппаратов. Эта особенность особенно актуальная при необходимости установки в распределительном щитке нескольких устройств защитного отключения и автоматических выключателей. В данном случае посредством установки дифавтоматов можно значительно сэкономить место в распределительном щитке и соответственно уменьшить его размер.

Дифференциальный автомат широко применяется для защиты электропроводок практически повсеместно, как в быту, так и в помещениях другого назначения (в различных учреждениях, на предприятиях).

Дифавтомат ничем не уступает аналогичным по характеристикам УЗО и автоматическому выключателю, поэтому каких-либо ограничений в его применении нет. Данный защитный аппарат можно устанавливать, как на вводе (в качестве резервирующего), так и на отходящих линиях электропроводки для обеспечения пожаробезопасности, безопасности людей в отношения поражения электричеством, а также для защиты от сверхтоков.

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип работы дифавтомата. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Источники: http://forum220.ru/dif.php, http://electrikagid.ru/avtomaticheskie-vikluchateli/differencialnyy-avtomat.html, http://samelectrik.ru/chto-takoe-difavtomat.html

electricremont.ru

Дифференциальный автомат (конструкция, применение, принцып работы)

Конструкция дифференциального автомата

Дифференциальный автомат это уникальное устройство, которое сочетает в себе как функции автоматического выключателя, так и устройства защитного отключения. Основное предназначение дифференциального автомата это защита человека от поражения электрическим током в случае его соприкосновения с токоведущими частями электрического оборудования или в случае утечки электрического тока. В этом и проявляется его функция как устройства защитного отключения. Помимо этого, такое устройство также защищает электрическую сеть от перегрузок и коротких замыканий, то есть, фактически, выполняет функцию автоматического выключателя.

Применение

Дифференциальные автоматы могут успешно использоваться как в однофазной, так и в трехфазной электрической сети переменного тока. Благодаря таким устройствам можно значительно повысить уровень безопасности при постоянной эксплуатации электрических приборов. Также такие дифференциальные автоматы помогают предотвратить пожары, которые могут возникнуть в результате возгорания изоляции некоторых токоведущих частей у электрических приборов. Помимо всего этого, с помощью дифференциальных автоматов можно защитить электрическую сеть, благодаря возможности автоматического отключения определенного ее участка в случае перегрузки или короткого замыкания. В качестве примера дифференциального автомата можно привести “Автомат дифференциального тока DS941 C20 30MA тип АС”.

Принцип работы

Именно уникальная конструкция дифференциального автомата обеспечивает его эффективную работу. Как правило, все дифференциальные автоматы состоят из двух частей. Эти части связаны между собой как электрически, так и механически, что делает работу таких устройств еще более эффективной.

Первая часть такого устройства это автоматический выключатель, который снабжен специальным механизмом независимого расцепления, а также рейкой сброса при помощи внешнего механического усилия. В зависимости от типа дифференциального автомата в нем может быть установлен двухполюсный или четырехполюсный автоматический выключатель.

Вторая часть устройства это модуль защиты от поражения электрическим током. Этот модуль необходим для того, чтобы обеспечивать обнаружение дифференциального электрического тока на землю. Помимо этого он также отвечает за преобразование электрического тока, его усиление и механическое воздействие на специальную рейку сброса выключателя. Питание модуля защиты от поражения электрическим током обеспечивается благодаря последовательному включению автоматического выключателя и модуля. Модуль защиты от поражения током содержит также несколько дополнительных устройств. Это дифференциальный трансформатор, который нужен для обнаружения остаточного электрического тока и электронный усилитель, на котором находится катушка электромагнитного сброса.

Все модели дифференциальных автоматов имеют специальную кнопку “Тест”, которая предназначена для того, чтобы проверять функционирование такого устройства в эксплуатации. Выполнять такие тестовые проверки дифференциальных автоматов рекомендуется регулярно.

Принцип работы дифференциального автомата можно описать следующим образом. Как только такое устройство установлено и подключено в электрическую сеть, о чем будет свидетельствовать положение выключателя на отметке “ВКЛ”, то начнет получать питание электронный усилитель, который соединен с вторичной обмоткой датчика. Когда электрический ток протекает по силовым проводам модуля защиты от поражения электрическим током, то в магнитопроводе датчика при этом будут возникать равные магнитные потоки, которые будут противоположено направленные по отношению друг к другу. Если изоляция повреждена, то появляется дифференциальный ток, который нарушает равенство потоков. В результате этого в обмотке начинает проводиться напряжение, которое прикладывается к входу электрического усилителя. Когда такое напряжение достигает определенного значения, то электрический усилитель открывается, в результате чего ток начинает подаваться на катушку электромагнита сброса. И именно электромагнит сброса сдергивает специальную защелку механизма независимого расцепления, что и приводит к принудительному размыканию контактов.

Строительный термин
Щелевое проветривание - ограниченное проветривание помещения через фиксированный зазор в притворе слегка приоткрытого створчатого элемента (площадь открывания не более 0,02 кв. м). (ГОСТ 23166-99)

p-projector.com

устройство и принцип работы дифавтомата

Когда-то защитой от перегрузки в электрической сети служили одноразовые предохранители — пробки, выключение которых часто игнорировалось потребителями, затем в домах стали устанавливать автоматические выключатели. Но проблема комплексной защиты не была решена. Выключатель автоматический дифференциального тока одновременно защищает сеть от перегрузки и от поражения электрическим током.

Устройство и принцип действия

Дифференциальный автомат, или диф, — это модульное устройство, сочетающее функции нескольких оборудований: автоматов, которые защищают сеть от перегрузки и короткого замыкания, устройства защитного отключения (УЗО), защищающее людей от соприкосновения с открытым или поврежденным проводом.

Все рабочие части дифа собраны в диэлектрическом корпусе, предназначенном для установки в электрическом щитке. Вот эти части:

  1. Механизм расцепления.
  2. Расцепитель. Прибор, состоящий из катушки индуктивности и металлического сердечника. Сердечник соединен с механизмом, который обеспечивает замыкание в нормальном режиме работы.
  3. Тепловой расцепитель, который размыкает электрическую цепь при прохождении по ней незначительно превышающего тока.
  4. Рейка сброса.

Защитная часть представляет и модуль дифференциальной защиты, который срабатывает тогда, когда в проводах заземления есть ток. В случае превышения нормы он подает сигнал о причине срабатывания автомата. Конструкция модуля представлена следующими частями:

  • дифференциальный трансформатор;
  • усилитель;
  • катушка сброса;
  • контроль исправности автомата.

Сверху корпуса имеется кнопка для проверки устройства. Чтобы проверить готовность дифа к защите, нужно нажать на кнопку, этим самым провоцируя срабатывание. Происходит замыкание цепи, и защита реагирует на утечку тока.

Утечка тока может произойти при повреждении изоляции электроприбора. При использовании заземления на корпусе автомата нет повышенного по отношению к земле напряжения. При прохождении тока через заземляющий провод сопротивление увеличивается вплоть до обрыва. Если же устройство не заземлено, то существует опасность поражения током.

Недостатком заземления является то, что оно не может контролировать целостность изоляционного провода. Принцип действия дифавтомата как раз заключается в том, что такой контроль осуществляется. Его защитная часть работает по принципу электромагнитной индукции. Измерительный трансформатор, который используется в качестве датчика, реагирует на разность электротоков на входе и выходе.

Частями этого устройства являются также две обмотки, включенные навстречу друг другу. Когда в сердечнике возникает магнитный поток, он провоцирует появление тока на вторичной обмотке — это и дает сигнал защитному механизму, который размыкает контакты дифа.

Виды дифференциальных автоматов

Сегодня различными предприятиями выпускается большое количество дифавтоматов. Для того чтобы подобрать нужный вариант, необходимо знать их классификацию по их действующим характеристикам. Это даст возможность сравнить их между собой и сэкономить свое время.

По току утечки все выключатели дифференциального тока делятся на такие группы:

  1. Тип АС. Автомат данной группы способен реагировать на переменную утечку тока. Он появляется в один миг или постепенно. Когда пороговое значение будет превышено, дифавтомат должен сработать, а защищаемая линия разорваться. В Европе этот тип почти не используется. В России применяются любые устройства.
  2. Тип А. Эти выключатели дороже первых, так как снабжены дополнительным контролем пульсирующих токов. Получили наибольшее распространение и рекомендуются специалистами.
  3. Тип В. Дифференциальные выключатели, относящиеся к этому виду, срабатывают при утечке постоянного, переменного или выпрямленного тока, несмотря на пороговое значение. В большинстве случаев применяются на объектах промышленности.

По времени токового расцепления дифавтоматические выключатели относятся к одному из трех классов. Каждый из них показывает, во сколько раз ток расцепления превышает номинальный при выключении прибора. По российским нормам таких классов три:

  1. В. Устройства класса В выключаются при повышении напряжения в 4−6 раз в сравнении с номинальным.
  2. С. Приборы с таким обозначением срабатывают при превышении нормы в 4−9 раз.
  3. Д. Выключатель дифференциального тока этой группы реагирует при повышении номинального тока в 10−20 раз.

Но как бы скоро ни реагировали расцепители, это длится в течение какого-то времени. При механическом размыкании контактов возникает электрическая дуга на то время, пока контактное расстояние увеличится настолько, что дуга уже не образуется.

Эти данные очень важны для нормальной работы электрической проводки. Диф срабатывает здесь, как автоматический выключатель, чем защищает изоляцию от высокого нагрева проводов. В данной категории выделяется три класса:

  • 1 класс приборов гасит дугу более 10 мс;
  • 2 класс устройств имеет время гашения дуги 4−9 мс;
  • 3 класс дифов производит гашение за 3−7 мс.

Дифференциальные выключатели подразделяются по климатическим данным, по номинальной частоте и по другим признакам. Они также бывают электронные и электромеханические. Электронные гораздо компактнее, но если нет питающего напряжения на плате, они бездействуют. Это происходит, когда обрывается нулевой провод.

В этом случае нужно выключить питание электросети, но помочь здесь может только электромеханический тип прибора. Внешне устройства почти не отличаются. Узнать можно с помощью батарейки «Крона»: если ее подключить без дифференциального трансформатора, то сработает электромеханический автомат, а электронный — нет.

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.

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.

220v.guru

Дифференциальные автоматы: устройство и принцип работы.

Дифавтоматы (Дифференциальные автоматы) - автоматические выключатели с дифференциальной защитой, представляют собой совмещенный в одном корпусе автоматический выключатель и УЗО. Применяются такие аппараты в сетях номинальным напряжением 220 В с частотой 50 Гц, работающих в режиме глухозаземленной нейтрали.

Функции:

- проведение электрического тока в нормальном режиме;

- отключение цепи при коротком замыкании (КЗ) или токовой перегрузке;

- защита человека от напряжения, которое может появиться на корпусе оборудования при неисправности;

- защита помещений от возгораний вследствие токов утечек, при повреждении изоляции электрических цепей В состав изделия входит: корпус, электродинамический расцепитель, тепловой расцепитель, система рычагов и пружин, удерживающих автомат во включенном положении и отключающих его, рычаг ручного управления автоматом, трансформатор тока с тороидальным сердечником, электромеханическое реле, исполнительный механизм, воздействующий на расцепитель при срабатывании реле. Корпус дифференциального автомата, выполнен из негорючего пластика. Электродинамический расцепитель представляет собой катушку с подвижным сердечником, включенную последовательно с главными контактами автомата.

 

При прохождении по цепи катушки токов КЗ, имеющих высокое значение, сердечник с большой скоростью и силой втягивается, и выбивает защелку, удерживающую дифференциальный автомат во включенном положении. Время срабатывания электродинамического расцепителя стремится к нулю, а величина тока срабатывания зависит от его исполнения и выражается кратным значением Iн.

Электродинамический расцепитель называют независимым, так как время его срабатывания не зависит от величины тока. Тепловой расцепитель выполняется из биметаллических пластин. Биметаллическая пластина представляет собой сплав двух металлов, имеющих разный коэффициент температурного расширения. При протекании по пластинам электрического тока, происходит их нагрев. Вследствие разных линейных расширений металлов пластины изгибаются. Когда величина тока возрастает до предельного значения, пластины выгибаются настолько, что выбивают защелку, удерживающую автомат во включенном положении.

Тепловой расцепитель называется зависимым, так как время его срабатывания зависит от величины протекающего тока и соответственно скорости нагрева.

В совокупности, электродинамический и тепловой расцепители определяют защитную характеристику автоматического выключателя, которая изображается кривыми на графиках в координатах тока и времени. График содержит совмещенные кривые работы теплового и динамического расцепителя.

Различают шесть типов характеристик выключателей, проиндексированных латинскими буквами: A, B, C, D, K, Z:

A. Автоматы с характеристикой типа А применяются в электрических цепях большой длины, а также для защиты полупроводниковых приборов, имеют кратность отсечки 2-4 Iн.

B. Характеристики типа В применяются в осветительных сетях общего назначения и имеют кратность отсечки 3-6 Iн.

C. Выключатели с характеристикой С имеют перегрузочную способность 5-10 Iн и применяются в установках с умеренными пусковыми токами.

D. Выключатели с характеристикой D предназначены для активно индуктивной нагрузки, например для защиты электродвигателей с тяжелым пуском. Электродинамический расцепитель с характеристикой D имеют уставку 10-20 Iн.

K. Выключатели с характеристикой К предназначены для чисто индуктивной нагрузки, электродинамический расцепитель срабатывает в пределах 8-15 Iн.

Z. В электрических цепях с электронными приборами применяются автоматические выключатели с характеристикой Z и уставкой 2-3 Iн.

Принцип действия дифференциальной защиты основан на сравнении тока направленного к нагрузке и тока в нулевом проводе. В нормальном режиме работы эти значения равны. Источником электродвижущей силы, для бытовых приемников являются фазный и нулевой провода. В замкнутой цепи ток направлен от точки с большим потенциалом (фазного провода) к точке с меньшим потенциалом (нулевому проводу). Величина тока протекающего по фазному проводу, равна величине тока протекающего в нулевом проводе и равна току в цепи приемника. Этот пример справедлив, когда цепь замкнута и имеет хорошую изоляцию. В дифференциальном автомате цепь нулевого и фазного провода проходит через замкнутый сердечник трансформатора тока. При равенстве токов в проводах, результирующий поток в сердечнике, наводимый проводами, равен нулю. Во вторичных цепях ток отсутствует, реле находится в несработанном состоянии. Ухудшение изоляции ведет к появлению токов утечек, образующихся из-за разности потенциалов между фазным или нулевым проводом и заземленными конструкциями. Появление токов утечек ведет к нарушению баланса токов в проводах, как следствие нарушается равенство магнитных потоков в замкнутом сердечнике.

На выводах вторичной обмотки трансформатора тока появляется разность потенциалов, напрямую зависящая от дисбаланса токов в проводах. При достижении током утечки порогового значения, разность потенциалов на выходе трансформатора тока становится достаточной для срабатывания электромеханического реле, выбивающего защелку, удерживающую автомат во включенном положении.

Важным условием применения дифференциальной защиты, является надежное заземление токопроводящих конструкций, которые неожиданно могут оказаться под напряжением. От этого зависит насколько правильно и своевременно сработает дифференциальный автомат. Согласно ПУЭ, применение УЗО, а значит и дифференциальных автоматов, в электроустановках с системами заземления TN-S и TN-C-S обязательно. В системах типа TN-S рабочий нулевой и защитный нулевой проводник выполнен разными проводами на всем протяжении. TN-C-S допускает совмещение рабочего и защитного нулевого проводника на отдельных участках, но непосредственно на защищаемом участке они должны быть разделены.

Применение дифференциальной защиты, в сетях с совмещенным рабочим и защитным нулевым проводом, а также в сетях без защитного нулевого провода не представляется возможным. В первом случае защита будет срабатывать излишне и без причины, токи утечки будут присутствовать всегда. Во втором случае токов утечки не будет до тех пор, пока человек своим телом не создаст цепь утечки.

Выбор дифференциальных автоматов сводится к выбору номинального тока теплового расцепителя, выбору типа характеристики автомата, и номинальному значению токов утечки. Номинал теплового расцепителя выбирается в зависимости от сечения проводов защищаемого участка и варьируется от 6 до 40 А. Ток срабатывания теплового расцепителя выбирается из ряда стандартных значений, на ступень меньше, допустимого тока провода.

В бытовых сетях в основном применяют дифференциальные автоматы с характеристикой В или С. Ток утечки для защиты человека должен быть в пределах 30 мА, для защиты помещений от пожаров применяют дифференциальные автоматы с током утечки 300 мА.

oldmix.net

Принцип работы УЗО и Диффавтомата

 

УЗО - защищает человека от поражения электрическим током путем отключения розеточной группы квартирной электропроводки от напряжения.

Дифференциальный автомат - это автоматический выключатель, предназначенный для защиты кабеля (провода) и подключенного электрооборудования от короткого замыкания и перегрузки, но кроме этого он еще выполняет функцию УЗО, т.е. автоматически отключается при появлении дифференциального тока или тока утечки.

Дифференциальный ток - это разница токов, протекающих по фазному и нулевому рабочему проводу.

К примеру, если измерить значение тока протекающего по проводу утюга, то получим значение равное нулю. Но почему ноль?Ведь утюг мощностью 2 кВт и потребляет ток 8 ампер.

Дело в том, что по питающему утюг проводу протекают равнозначные токи, а именно: по фазной жиле провода (от силовой розетки к утюгу) ушло 8 ампер и по нулевой жиле провода (от утюга к розетке обратно) вернулось 8 ампер. Вот почему значение дифференциального тока равно нулю!

Но когда происходит утечка тока из провода или корпуса утюга через сопротивление в землю, то появляется разность значений поступившего и вернувшегося обратно токов, т.е. появляется дифференциальный ток. Поэтому, чтобы этим сопротивлением не оказался человек, возникает необходимость, для обеспечения защиты человека от поражения дифференциальным током, в применении УЗО или Дифференциального автомата.

Маркируются УЗО и Дифференциальный автомат по-разному. Так, если перед цифровым значением номинального тока стоит буква В, С, D ( например С 16), то перед вами Дифференциальный автомат, а если только цифра, то перед вами УЗО.

 

Всегда рады плодотворному, взаимовыгодному партнёрству!!!

Благодарим Вас за посещение нашего сайта!!!

silovoycable.ru