Чем отличается УЗО от дифференциального автомата: внешний вид и маркировка

Защитные средства автоматики в электрических цепях обеспечивают защиту человека от поражения электротоком и предотвращают воздействие сетевых нарушений на подключенное оборудование. Некоторые устройства, по своему функционалу схожи между собой и вызывают немало споров между пользователями по поводу отдачи предпочтения одному из них. К числу таких приборов относятся устройства защитного отключения (УЗО) и дифавтоматы. Что у них общего, в чем отличия, и какими преимуществами обладают те или иные изделия, изложено в данной статье.

Функциональные различия приборов

Изначально следует разобраться, что означают наименования устройств:

• второе название УЗО – выключатель дифференциальный (ВД);
• аббревиатура дифавтомата АВДТ – «А» автоматический «В» выключатель «Д» дифференциального «Т» тока.

В обоих случаях присутствует понятие «дифференциальный ток», то есть ток утечки. Он появляется при замыкании электрических частей оборудования на корпус и может привести к поражению человека либо возникновению пожара. УЗО и АВДТ осуществляют защиту от подобных проявлений, отключая подачу электроэнергии при их обнаружении.

Разница между ними заключается в том, что помимо реагирования на ток утечки, дифавтомат производит отключение напряжения при возникновении значительных перегрузок или короткого замыкания. УЗО этого не делает, поэтому для защиты от КЗ, в цепях с их применением необходимо дополнительно устанавливать автоматические выключатели (АВ), которые подключаются последовательно.

Подведем итоги сегодняшнего разговора

Выбирая защитные устройства для домашней силовой сети, следует быть очень внимательным. Перед походом в магазин необходимо определиться, какое оборудование будет устанавливаться в распределительный шкаф. Находясь возле прилавка нужно внимательно изучить маркировки на корпусе прибора, чтобы не купить вместо УЗО автоматический выключатель дифференциального тока и наоборот. Имеет смысл ознакомиться с сертификатами и допусками на защитное оборудование, которые в обязательном порядке должны находиться у продавца. Но в конечном итоге, что бы ни выбрал домашний мастер, УЗО или АВДТ, главное, чтобы устройство качественно выполняло положенные функции по защите не только сети, но и жизни владельца.

Конструктивные отличия средств автоматики

Принципиальные схемы внутреннего устройства рассматриваемых средств защиты имеют много общего, но разнятся наличием отдельных элементов, которые и определяют их функциональность. Чтобы лучше понять принцип действия приборов, нужно ознакомиться с их конструкциями.

Первым изображено устройство защитного отключения. Оно состоит из трех частей:

• модуля, в котором происходит анализ тока проходящего по фазному проводу и возвращающегося по нулевому проводнику;
• исполнительного реле, срабатывающего при выявлении расхождений в значениях тока на входе потребителя и на его выходе;
• тестовой части, служащей для проверки работоспособности прибора.

Устройство дифавтомата, помимо аналогичных с УЗО элементов, предусматривает наличие дополнительных расцепителей, реагирующих на изменение температуры и электромагнитного поля. Это видно на следующем изображении.

Тепловой элемент дифавтомата срабатывает при перегрузке оборудования, а электромагнитный – при появлении сверхтоков, вызванных коротким замыканием. Таким образом, АВДТ осуществляет защиту, как от токов утечки, так и от аварийных режимов.

Дифференциальный автомат: электромеханические, 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 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

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.

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:

Маркируется нанесением соответствующей буквы перед цифрой, означающей номинальный ток.

Маркировка номинального тока и характеристик дифавтомата

Пример:

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

Дифференциальный ток срабатывания. Принимает значения:

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

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

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.

Обратите внимание

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

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.

Важно

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.

Маркировка изделия по значению рабочего тока

Каждое устройство рассчитано на работу под номинальной нагрузкой, то есть способно пропускать ток и напряжение определенной величины. Об этом производитель делает соответствующую запись на лицевой панели корпуса. Однако у дифавтомата номинальный ток устанавливается в зависимости от типа и характеристик теплового и электромагнитного расцепителей, поэтому всегда указывается в сопровождении латинской литеры «С», «В» или «D».

Таким образом, на УЗО номинальный ток в 16 ампер указан, как 16А, а такой же показатель на АВДТ будет выглядеть, как С16.

Характеристики срабатывания защитных автоматических выключателей

Класс АВ, определяющийся этим параметром, обозначается латинским литером и проставляется на корпусной части автомата перед цифрой, соответствующей номинальному току.

В соответствии с классификацией, установленной ПУЭ, защитные автоматы подразделяются на несколько категорий.

Автоматы типа МА

Отличительная черта таких устройств – отсутствие в них теплового расцепителя. Аппараты этого класса устанавливают в цепях подключения электрических моторов и других мощных агрегатов.

Приборы класса А

Автоматы типа А, как было сказано, обладают самой высокой чувствительностью. Тепловой расцепитель в устройствах с времятоковой характеристикой А чаще всего срабатывает при превышении силой тока номинала АВ на 30%.

Катушка электромагнитного расцепления обесточивает сеть в течение примерно 0,05 сек, если электроток в цепи превышает номинальный на 100%. Если по какой-либо причине после увеличения силы потока электронов в два раза электромагнитный соленоид не сработал, биметаллический расцепитель отключает питание в течение 20 – 30 сек.

Автоматы, имеющие времятоковую характеристику А, включаются в линии, при работе которых недопустимы даже кратковременные перегрузки. К таковым относятся цепи с включенными в них полупроводниковыми элементами.

Защитные устройства класса B

Аппараты категории B обладают меньшей чувствительностью, чем относящиеся к типу A. Электромагнитный расцепитель в них срабатывает при превышении номинального тока на 200%, а время на срабатывание составляет 0,015 сек. Срабатывание биметаллической пластины в размыкателе с характеристикой B при аналогичном превышении номинала АВ занимает 4-5 сек.

Оборудование этого типа предназначено для установки в линиях, в которые включены розетки, приборы освещения и в других цепях, где пусковое повышение электротока отсутствует либо имеет минимальное значение.

Автоматы категории C

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Их перегрузочная способность еще выше, чем у ранее описанных. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5 раз. Срабатывание теплового расцепителя при пятикратном превышении номинала аппарата защиты происходит через 1,5 сек.

Установка автоматических выключателей с времятоковой характеристикой C, как мы и говорили, обычно производится в бытовых сетях. Они отлично справляются с ролью вводных устройств для защиты общей сети, в то время как для отдельных веток, к которым подключены группы розеток и осветительные приборы, хорошо подходят аппараты категории B.

Автоматические выключатели категории Д

Эти устройства имеют наиболее высокую перегрузочную способность. Для срабатывания электромагнитной катушки, установленной в аппарате такого типа, нужно, чтобы номинал по электротоку защитного автомата был превышен как минимум в 10 раз.

Срабатывание теплового расцепителя в этом случае происходит через 0,4 сек.

Устройства с характеристикой D наиболее часто используются в общих сетях зданий и сооружений, где они играют подстраховочную роль. Их срабатывание происходит в том случае, если не произошло своевременного отключения электроэнергии автоматами защиты цепи в отдельных помещениях. Также их устанавливают в цепях с большой величиной пусковых токов, к которым подключены, например, электромоторы.

Защитные устройства категории K и Z

Автоматы этих типов распространены гораздо меньше, чем те, о которых было рассказано выше. Приборы типа K имеют большой разброс в величинах тока, необходимых для электромагнитного расцепления. Так, для цепи переменного тока этот показатель должен превышать номинальный в 12 раз, а для постоянного – в 18. Срабатывание электромагнитного соленоида происходит не более чем через 0,02 сек. Срабатывание теплового расцепителя в таком оборудовании может произойти при превышении величины номинального тока всего на 5%.

Этими особенностями обусловлено применение устройств типа K в цепях с исключительно индуктивной нагрузкой.

Приборы типа Z тоже имеют разные токи срабатывания соленоида электромагнитного расцепления, но разброс при этом не столь велик, как в АВ категории K. В цепях переменного тока для их отключения превышение токового номинала должно быть трехкратным, а в сетях постоянного – величина электротока должна быть в 4,5 раза больше номинальной.

Аппараты с характеристикой Z используются только в линиях, к которым подключены электронные устройства.

Наглядно про категории автоматов на видео:

Схема устройства

Большинство моделей имеют на корпусе изображение своей принципиальной схемы. Наличие на ней обозначения теплового и электромагнитного расцепителя, свидетельствует о том, что прибор является дифавтоматом. Выглядят они аналогично приведенным изображениям:

Зная о перечисленных отличительных признаках, можно легко определить, какое из устройств установлено в той или иной цепи. Один или несколько из них обязательно будут очевидны.

УЗО и дифавтомат: обозначение на схеме

Довольно странно, но по поводу того, как должно выглядеть на схеме устройство защитного отключения, ГОСТ никаких разъяснений не дает. Чаще всего каждый электромонтер отмечает подобное устройство по-своему. С годами выработалось определенное общепринятое изображение (его можно увидеть ниже), которое используется с определенными отклонениями. Даже если обратить внимание на сами устройства, схематические изображения на корпусах приборов разных брендов отличаются.

Для обозначения автоматического выключателя дифференциального тока ГОСТом также не предусмотрено определенных правил. Подобное упущение вызывает массу проблем чтения схем в результате недопонимания – ведь каждый электромонтер считает, что выполненное им изображение и есть единственно правильное. Ниже можно ознакомиться с общепринятым изображением. Не факт, что в попавшей в руки схеме оно будет абсолютно идентичным, но общее уловить будет можно. Это немного облегчит понимание того, что именно установлено в том или ином распределительном шкафу.

После ознакомления с общепринятыми схематическими изображениями становится понятно, как отличить УЗО от дифавтомата при чтении проектов.

Схемы подключения защитных устройств

УЗО не может защитить себя и сеть, в которую подключено, от перегрузок и коротких замыканий, поэтому в качестве дополнительной защиты нуждается в применении автоматических выключателей.

В данном случае, устройство является групповым и контролирует всю электропроводку дома. Для контроля каждого отдельного мощного потребителя электроэнергии (бойлера, плиты, конвектора), в его цепь может быть включено собственное УЗО последовательно с автоматическим выключателем.

Дифференциальные автоматы устанавливаются после учетного прибора (электросчетчика) с соблюдением определенных условий:

• не допускается последовательного подключения АВДТ между собой;
• нельзя использовать нулевые проводники выходящие из других устройств (фаза и ноль берутся только от одного дифавтомата);
• запрещено совмещать выходные нули для последующего распределения.

Принцип действия

УЗО в однофазной сети осуществляется следующим образом. В дифференциальном трансформаторе имеется три обмотки: одна подключается к фазному проводу, другая – к нулевому, а третья – фиксирует разницу токов. В первой и второй обмотках при подключении должны быть противоположные направления токов. В нормальном рабочем режиме сети они будут равны между собой. Под их влиянием в магнитопроводе трансформатора наводятся магнитные потоки, направленные навстречу друг другу. Сумма магнитных потоков равна нулю, поэтому в третьей обмотке ток отсутствует.

Когда в электроприборе возникает повреждение, на его корпусе появляется фазное напряжение. Поэтому в случае прикосновения к металлическому корпусу, на человека начинает воздействовать токовая утечка, протекающая через его тело на землю. В связи с этим в первой и второй обмотках трансформатора появится разница токов, а в магнитопроводе будут наведены магнитные потоки с разной величиной.

В результате, общий магнитный поток будет отличаться от нуля и вызовет наведение в третьей обмотке тока с каким-либо значением, который и называется дифференциальным. При достижении этим током порога срабатывания произойдет и срабатывание устройства защитного отключения.

Принцип работы УЗО в трехфазной сети практически такой же, как и в однофазной. Здесь также используется дифференциальный трансформатор, сравнивающий уже не одну, а три фазы и нулевой провод. Следовательно, в трансформаторе трехфазного защитного устройства имеется пять обмоток: три фазных, одна нулевая и одна вторичная, фиксирующая токовые утечки.

Кроме основных конструктивных элементов УЗО включает в себя проверочный механизм, состоящий из резистора, подключенного через кнопку ТЕСТ к трансформаторной обмотке. После нажатия кнопки происходит подключение резистора к обмотке. За счет этого создается разница токов, поступающая на вторичную обмотку, и вызывающая срабатывание защитного устройства. Нормальное срабатывание указывает на работоспособность защитного устройства.

Преимущества и недостатки ВД и АВДТ

На первый взгляд может показаться, что преимущества дифавтоматов перед УЗО совершенно очевидны. Но нельзя делать поспешных выводов. Недаром известные бренды – производители средств автоматики выпускают оба вида защитных аппаратов, которые пользуются равноценным спросом.

Для справедливой оценки, читателю предлагается произвести сравнительный анализ достоинств и недостатков обоих приборов, сведенных для удобства восприятия в таблицы:

• При использовании УЗО

• При использовании дифавтомата

Как можно увидеть, каждый из аппаратов способен применяться с одинаковым успехом. В некоторых случаях удобнее использовать АВДТ, в иных ситуациях выгоднее установить УЗО. Окончательное решение остается за пользователем.

Установка УЗО

Доверять установку УЗО следует только квалифицированному специалисту электрику, так как робота имеет высокий риск поражения электрическим током.

При выборе места установки УЗО следует учитывать участки электрической цепи с наиболее высоким риском поражения электрическим током (ванна, кухня). Чтоб повысить электробезопасность рекомендуется на каждую ветку цепи устанавливать отдельное УЗО, запитывать отдельно кухню, ванну спальню и т.д., в этом случае при монтаже следует использовать специальные групповые щитки. Отвечая на вопрос, чем отличается УЗО от автомата, следует учитывать, что один из них защищает от утечек тока, а другой – от коротких замыканий.