Для чего нужен дифавтомат, и какой принцип его работы разного типа: чем отличается, устройство и схема

Защита от удара током при помощи дифференциального автомата

Современное общество отличается широким использованием разнообразного электрооборудования. Нередко встречаются случаи, когда вновь приобретенная техника подключается к проводке, не рассчитанной на высокие потребляемые токи.
Другая ситуация: вместо дорогих устройств известных производителей в целях экономии приобретаются конструкции малоизвестных брендов. Недобросовестные производители снижают себестоимость изделий в ущерб качеству. В целях повышения безопасности людей, предотвращения пожаров разработаны разнообразные устройства защиты.

Номинальное значение и класс дифавтомата

Эти показатели отвечают на вопросы:

• Как быстро сработает дифавтомат при перегрузке?
• При каком значении тока сработает дифавтомат?

На рынке можно встретить классы А,В,С,D. А — самый быстрый, D — самый долгий. Для бытового использования применяют в основном класс В и класс С. Почему так? Если Вы поставите автомат класса А в квартире (хотя стоит он в разы дороже В и С), то каждый раз когда Вы будете включать пылесос, дифавтомат будет срабатывать. Это связано с тем, что при запуске пылесоса, ток в сети резко возрастает на короткий период времени. Но класс А очень чувствительный и поэтому тут же сработает.

Если поставите класс D — устройство будет реагировать не достаточно оперативно.

Что касается номинального значения, то тут все зависит от Ваших задач.

На линию розеток устанавливаются дифавтоматы с номиналом 16 ампер. На линию освещения — с номиналом 10 ампер.

Кнопка «Тест»

Должна присутствовать на всех дифавтоматах. Осуществляет имитацию утечки тока. Производители рекомендуют нажимать ее хотя бы раз в три месяца.

Тип срабатывания дифавтомата

Данная характеристика означает, на какие токи реагирует дифавтомат.

Тип А — такое устройство реагирует на переменный и импульсный ток. Стоит в разы дороже типа АС. Иногда производители стиральных машин рекомендуют устанавливать такие устройства на линию стиралки. Причина этому — стиральная машина как раз создает импульсный ток (то есть ток, то нет).

Тип АС — самый популярный вариант. Реагирует на переменный ток.

Тут все просто — если нет специальных инструкций или устройств — устанавливайте дифавтоматы типа АС.

Ток утечки

Данный показатель означает насколько чувствителен дифавтомат. Как правило, используют дифавтоматы с утечкой 30мА (миллиампер). Такая учтена оптимальна для защиты человека — не слишком чувствителен для ложных срабатываний, но достаточно чувствителен, чтобы защитить человека от удара током. НАмного реже можно встретить дифавтоматы на 10, 100 и 300 мА. Полагаем, что это связано со спросом на устройства.

Тип устройства дифавтомата

Данная характеристика означает, каким образом реагирует дифавтомат на утечку тока. Тут можно выделить две основных категории

Электромеханические дифавтоматы.

Самый популярный вариант. Как правило, стоят дороже электронных. Такие дифавтоматы срабатывают на утечку вне зависимости от наличия напряжения в сети. Считаются более надежными решениями.

Электронные дифавтоматы.

Такой тип устройства реагирует только при наличии напряжения в сети. Это означает, что при обрыве нуля дифавтомат не будет защищать от утечки тока. Такие дифавтоматы представлены в сериях Legrand RX и Schneider Easy9.

Для того, чтобы понять, какой тип дифавтомата перед Вами, необходимо изучить схему.

У электронных дифавтоматов на схеме работы всегда изображена плата с усилителем в виде треугольника (это условное обозначение усилителей по ГОСТу).

Мы рекомендуем использовать электромеханические дифавтоматы. Они более надежны и стоят ненамного дороже электронных.

Что такое дифференциальный автомат и для чего нужен

Дифференциальный автомат конструктивно объединяет в едином корпусе два типа защиты:

• От перегрузки (короткого замыкания, превышения допустимого значения тока потребления);
• От токов утечки.

Первый тип используется в токовых автоматах и предусматривает отключение фазного и нулевого проводников при увеличении тока нагрузки выше того, на который рассчитан автомат. Второй тип защиты используется в УЗО – устройствах защитного отключения. Принцип действия заключается в сравнении токов в нулевом и фазном проводах. Наличие разницы говорит о появлении тока утечки, который может быть опасен.

Фактически, дифавтомат объединяет в одном корпусе два устройства.

Достоинства и недостатки

Дифавтомат обладает следующими достоинствами:

• Экономия места в распределительных щитах ввиду совмещенности двух устройств.
• Упрощение монтажа и сокращение количества точек подсоединения проводов.
• В случае срабатывания размыкаются одновременно все питающие проводники (ноль и фаза).

В то же время у данных устройств есть и недостатки:

• Более высокая стоимость.
• Затруднение диагностики причины срабатывания.
• При повреждении меняется полностью вне зависимости от того, какой тип защиты отказал.

Таким образом, если при отдельно установленных автоматах и УЗО можно легко определить, чем вызвано срабатывание (коротким замыканием или током утечки) и при необходимости заменить необходимое устройство, то дифференциальный автомат меняется целиком. Причем для поиска причин необходимы некоторые навыки.

Область применения

Дифавтомат, как и УЗО, наилучшим образом раскрывает достоинства при установке в цепях, которые нуждаются в особом контроле. Это мощная нагрузка, расположенная в помещениях с высокой опасностью, наличие чувствительной к параметрам питающей сети аппаратуры.
К опасным помещениям относятся те, которые имеют высокую влажность и наличие электроаппаратуры. Например, ванная комната с электрическим бойлером или стиральной машинкой, кухня с электроплитой.

Как подключить дифавтомат

Начнем со способов монтажа и порядка подключения проводников. Все очень просто, никаких особых сложностей нет. В большинстве случаев монтируется он на динрейку. Для этого есть специальные выступы, которые удерживают устройство на месте.

Электрическое подключение

Подключение дифавтомата к электросети происходит проводами в изоляции. Сечение выбирается исходя из номинала. Обычно линия (подвод питания) подключается в верхние гнезда — они подписываются нечетными цифрами, нагрузка — в нижние — подписываются четными цифрами. Так как к дифференциальному автомату подключается и фаза и ноль, чтобы не перепутать, гнезда для «ноля» подписаны латинской буквой N.

В некоторых линейках подключать линию можно и в верхние, и в нижние гнезда. Пример такого устройства на фото выше (слева). В этом случае на схеме пишется нумерация через дробь — 1/2 вверху и 2/1 внизу, 3/4 вверху и 4/3 внизу. Это и обозначает, что не имеет значения сверху или снизу подключать линию.

Перед подключением линии с проводов снимают изоляцию примерно на расстоянии 8-10 мм от края. На нужной клемме слегка ослабляют крепежный винт, вставляют проводник, винт затягивают с достаточно большим усилием. ЗАтем провод несколько раз дергают, чтобы убедиться что контакт нормальный.

Проверка работоспособности

После того, как вы подключили дифавтомат, подали питание, необходимо проверить работоспособность системы и правильность установки. Для начала тестируем сам агрегат. Для этого есть специальная кнопка, подписанная «Test» или просто буквой T. После того, как перевели переключатели в рабочее состояние, нажимаем на эту кнопку. При этом устройство должно «выбить». Эта кнопка искусственно создает ток утечки, так что мы проверили работоспособность дифавтомата. Если сработки не было — надо проверить правильность подключения, если все верно, устройство неисправно

Дальнейшая проверка — подключение простой нагрузки к каждой розетке. Этим вы проверите правильность расключения розеточных групп. И последнее — поочередное включение бытовой техники, на которую заведены отдельные линии электропитания.

Где лучше установить дифавтомат вместо УЗО

Учитывая то, что дифференциальный автомат занимает меньше места, чем совместно устанавливаемые токовые автоматы и УЗО, то они наиболее удобны при размещении в малогабаритных распределительных щитах. Также удобно использовать дифавтоматы в щитах, распределяющим питание на большое количество цепей, поскольку так можно значительно упростить нагрузку. Одновременно возрастает надежность, так как в распределительных щитах слабым метом являются точки коммутации – клеммы устройств с подсоединенными проводами.

Основные ошибки подключения дифавтоматов

Иногда после подключения дифавтомата он не включается или вырубается при подключении любой нагрузки. Это значит, что что-то сделано не так. Есть несколько типичных ошибок, которые встречаются при самостоятельной сборке щитка:

• Провода защитного нуля (земля) и рабочего нуля (нейтраль) где-то объединены. При такой ошибке дифавтомат вообще не включается — рычаги не фиксируются в верхнем положении. Придется искать где объединены или перепутаны «земля» и «ноль».
• Иногда при подключении дифавтомата ноль на нагрузку или на ниже расположенные автоматы взят не с выхода устройства, а напрямую с нулевой шины. В таком случае рубильники становятся в рабочее положение, но при попытке подключить нагрузку, они моментально отключаются.
• С выхода дифавтомата ноль подается не на нагрузку, а идет обратно на шину. Ноль на нагрузку тоже берется с шины. В этом случае рубильники становятся в рабочее положение, но кнопка «Тест» не работает и при попытке включить нагрузку происходит отключение.
• Перепутано подключение ноля. С нулевой шины провод должен идти на соответствующий вход, обозначенный буквой N, который находится вверху, а не вниз. С нижней нулевой клеммы провод должен уходить на нагрузку. Симптомы аналогичны: рубильники включаются, «Тест» не работает, при подключении нагрузки происходит срабатывание.
• При наличии в схеме двух дифавтоматов перепутаны нулевые провода. При такой ошибке оба устройства включаются, «Тест» работает на обоих устройствах, но при включении любой нагрузки выбивает сразу оба автомата.
• При наличии двух дифавтоматов, идущие от них нули где-то дальше соединили. В этом случае оба автомата взводятся, но при нажатии на кнопку «тест» одного из них, вырубаются сразу два устройства. Аналогичная ситуация возникает при включении любой нагрузки.

Теперь вы не только можете выбрать и подключить дифференциальный автомат защиты, но и понять почему он выбивает, что именно пошло не так и самостоятельно исправить ситуацию.

Параметры

• Напряжение питающей сети и количество фаз – 220В или 380В, 1 фаза или 3.
• Ток срабатывания. Данный параметр аналогичен таковому у автомата защиты.
• Ток утечки. Здесь все аналогично УЗО.

Есть еще несколько параметров, с которым знакомы не все:

• Номинальная отключающая способность. Ток короткого замыкания, который способно выдержать устройство без нарушения работоспособности.
• Время срабатывания дифференциальной защиты.
• Класс токоограничения. Показывает время гашения электрической дуги при коротком замыкании.
• Тип электромагнитного расцепителя, от которого зависит превышение тока срабатывания по сравнению с номинальным.

Тип электромагнитного расцепителя

• В – ток срабатывания превышает номинальный в 3-5 раз.
• С – ток срабатывания превышает номинальный в 5-10 раз.
• D – ток срабатывания превышает номинальный в 10-20 раз.

Ток утечки (отключающий дифференциальный ток) и его класс

Порог чувствительности дифференциального трансформатора определяет ток утечки, который вызывает срабатывание защиты. Наибольшее распространение получили дифференциальные трансформаторы с чувствительностью 10 и 30 мА.

Кроме числового значения тока утечки, важное значение имеет форма. В соответствии с этим различают такие классы устройств защиты:

• АС – контролируется синусоидальный ток утечки.
• А – кроме синусоидального, учитывается пульсирующий постоянный, что важно при защите цифрового электронного оборудования.
• В – к перечисленным токам добавляется сглаженный постоянный.
• S – выдержка времени на отключение – 200-300 мс.
• G – выдержка времени – 60-80 мс.

Номинальная отключающая способность и класс токоограничения

• 3000 А;
• 4500 А – вместе с первым значением сегодня практически не используется;
• 6000 А – часто используемое значение;
• 10000 А – подходит к местам с близким расположением к питающей подстанции, но имеет высокую стоимость.

Класс токоограничения характеризует скорость отключения при протекании критического тока. Время выключения (скорость) включает время гашения дуги между размыкающими контактами. Меньшее время, то есть более высокая скорость выключения, гарантирует большую безопасность. Существует три класса: с первого по третий.

Электронный или электромеханический

По внутреннему оснащению различают электромеханические и электронные устройства. Электромеханические дифавтоматы считаются более надежными и не требуют для работы внешнего питания.

Электронные устройства имеют более стабильные параметры, но для нормальной работы требуется наличие стабильного питания на входе.

Принцип работы селективного типа

В разветвленных электрических сетях применяется двухуровневая система защиты.
На первом уровне устанавливается дифференциальный автомат, который контролирует линию нагрузки полностью. На втором – дифавтоматы контролируют каждую выделенную цепь по отдельности.

Чтобы предотвратить одновременное срабатывание устройств защиты обоих уровней, первый дифавтомат должен обладать селективностью, которая определяется временем задержки на отключение. Для этих целей используют автоматы классов S или G.

Схемы

При разработке схемы электропроводки в квартире или доме может быть много вариантов. Отличаться они могут удобством и надежностью эксплуатации, степенью защиты. Есть простые варианты, требующие минимума затрат. Они обычно реализуются в небольших сетях. Например, на дачах, в небольших квартирах с малым количеством бытовой техники. В большинстве случаев приходится ставить большое количество устройств, которые обеспечивают безопасность проводки и защищают от поражения током людей.

Простая схема

Не всегда имеет смысл устанавливать большое количество защитных устройств. Например, на даче сезонного посещения, где есть всего несколько розеток и освещение, достаточно поставить всего один дифавтомат на входе, от которого на группы потребителей — розетки и освещение — через автоматы пойдут отдельные линии.

Эта схема не потребует больших затрат, но при появлении тока утечки на любой из линий дифавтомат сработает, обесточив все. До выяснения и устранения причин света не будет.

Более надежная защита

Как уже говорили, отдельные дифавтоматы ставят на «мокрые» группы. К ним относятся кухня, ванная, наружное освещение, а также техника, использующая воду (кроме стиральной машинки). Такой способ построения системы дает более высокую степень безопасности и лучше защищает проводку, оборудование и человека.

Реализация этого способа устройства проводки потребует больших материальных затрат, но работать система будет более надежно и стабильно. Так как при сработке одного из защитных устройств, остальная часть останется работоспособной. Такое подключение дифавтомата применяется в большинстве квартир и в небольших домах.

Селективные схемы

В разветвленных сетях электроснабжения возникает необходимость сделать систему еще более сложной и дорогостоящей. В таком варианте после счетчика устанавливается входной дифференциальный автомат класса S или G. Далее, на каждую группу идет свой автомат, а при необходимости ставятся еще и на отдельных потребителей. Подключение дифавтомата для этого случая смотрите на фото ниже.

При таком построении системы при сработке одного из линейных устройств все остальные останутся в работе, так как входной автомат дифференциального отключения имеет задержку в срабатывании.

Особенности выбора для квартиры или дома

Параметры автоматов во многом зависят от характеристик электропроводки и устанавливаемого оборудования. Часто ставят защиту с током утечки 30 мА, поскольку более чувствительные устройства могут выдавать ложные срабатывания при изношенной электропроводке и при большом количестве подключенных приборов.

Тап электромагнитного расцепителя определяется параметрами подключаемой нагрузки.

Асинхронные двигатели, используемые в компрессорах холодильников, сплит-систем, водяных насосах, в момент запуска потребляют ток, в 3-5 раз превышающий номинальный. Для исключения ложных срабатываний в быту используют тип С расцепителя. По классу тока утечки используют автоматы АС, поскольку в быту применяется сложная электронная техника. На дачах, гаражах (там, где присутствует простейшая нагрузка) устанавливают тип А (стоит недорого).

По току срабатывания руководствуются теми же условиями, что и при выборе автоматов защиты.

По токоограничению

Как бы быстро ни срабатывали расцепители, но это происходит за какое-то конечное время. Механическое размыкание контактов приводит к возникновению электрической дуги, пока расстояние между контактами не станет настолько большим, что дуга уже не сможет формироваться.

Класс токоограничения показывает, за какой интервал времени происходит размыкание контактов с момента начала размыкания и до гашения дуги.

Этот параметр очень важен для длительного и безопасного функционирования электропроводки. Чем меньше время размыкания, тем меньше страдают провода электросети от токов короткого замыкания.

Смысл токоограничения дифавтомата заключается в отключении защищаемой линии раньше, чем короткое замыкание наберет полную силу. Здесь он работает, как автоматический выключатель. Это позволяет защитить изоляцию от чрезмерного нагрева проводов и возгорания.

Выделяют 3 класса:

• устройства 1 класса имеют время гашения дуги в дугогасительгой камере более 10 мс;
• приборы 2 класса осуществляют гашение электрической дуги за 6-10 мс;
• устройства 3 класса токоограничения производят это за 2,5-6 мс.

Чтобы определить класс, надо взглянуть на переднюю панель корпуса дифавтомата. Он виден в прямоугольной рамке под значением номинальной отключающей способности. Первый класс никак не обозначают.

Ошибки при покупке

Главная ошибка при покупке дифавтомата – стремление обезопасить себя. В связи с чем потребители выбирают устройства с минимальным током защиты и перегрузки. В результате наблюдаются многочисленные ложные срабатывания.

Превышение тока отключения не гарантирует надежное отключение при высоких токах нагрузки.

Грамотный подбор параметров автоматики защиты обычно выполняют специалисты, которые также дают рекомендации по распределению электрических цепей и монтажу силового щита. Отсутствие должной квалификации не гарантирует нормальной защиты потребителей от нештатных ситуаций.

Другие различия

Ко всему прочему дифференциальный автомат подразделяется на два вида: электронный и электромеханический. Первые компактнее, но имеют один недостаток, при отсутствии питающего напряжения на электронной плате они не работают. Это может произойти при обрыве нулевого провода.

В этот момент происходит перераспределение токов и необходимо срочно отключить электросеть, но электронный дифавтомат не поможет. Здесь справятся только второй (электромеханический) тип устройства, который не нуждается в дополнительном питании, чем отличается от первых, ему достаточно токов утечки.

Чисто внешне приборы отличить очень трудно. Самый простой способ использовать батарейку типа «Крона». При подключении к устройству в обход дифференциального трансформатора, электромеханический дифавтомат должен сработать, а электронный нет.

Принцип действия дифавтоматов АВВ

Дифференциальный автомат АВВ сочетает функции автоматического выключателя и свойства устройства защитного отключения (УЗО). В момент возникновения опасности электроэнергия автоматически отключается. Специальное «окно срабатывания» в дифавтомате позволяет сразу определить причину аварийного отключения.

В конструкции автоматического выключателя, который может быть двухполюсным или четырехполюсным, предусмотрен специальный механизм независимого расцепления и рейка сброса с помощью внешнего механического воздействия. Как в обычном автоматическом выключателе механизм расцепления включает в себя:

• электромагнитный расцепитель, который служит для отключения линии электропитания в случае короткого замыкания, и почти мгновенно срабатывает при токах, превышающих обычные токи потребления вчетверо;
• тепловой расцепитель, срабатывающий при возникновении перегрузки на более низких токах, которые критическими не являются, но вызывающими перегрев в сети.

Модуль дифференциальной защиты (МДЗ) обнаруживает ток утечки, для чего служит дифференциальный трансформатор и преобразовывает его в механическое воздействие, с помощью которого через электронный усилитель осуществляется сброс выключателя.

Цепь контроля со специальной кнопкой «Тест» на корпусе устройства служит для проверки исправности МДЗ. При нажатии кнопки намеренно создается ток утечки, на который исправный автомат реагирует и отключается.

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

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.

Назначение дифавтоматов АВВ

Дифференциальные автоматы ABB обеспечивают все необходимые защиты:

• человека от поражения электрическим током в случае контакта с токоведущими частями электрооборудования или при утечке тока из-за повреждения изоляции нетоковедущих частей благодаря высокому быстродействию, меньше 0,04 секунды;
• электрических приборов и оборудования;
• электрических сетей от коротких замыканий и перегрузок.

Дифавтоматы могут эксплуатироваться в различных условиях в любых электрических сетях, особенно перегруженных техникой:

• для промышленного использования;
• в жилых и небольших коммерческих зданиях и помещениях;
• в административно-промышленных зданиях и коммунальных хозяйствах;
• в предприятиях общественного питания;
• во временном электроснабжении строительных площадок, магазинов и торговых палаток, гаражей и садовых домиков.

В электросетях переменного тока автоматы АВВ при постоянной эксплуатации электрических приборов и оборудования позволяют значительно повысить уровень безопасности их использования. Эти устройства срабатывают при перегреве проводки и могут предотвратить пожар, к которому иногда приводит возгорание токоведущих частей.

В электрических сетях возможны длительные скачки напряжения больше 265 V, вызванные внешними помехами, например, грозовыми разрядами. В дифференциальных автоматах АВВ предусмотрена защита от таких скачков.

Можно подобрать дифавтоматы, рассчитанные на различные рабочие токи и на разные уровни утечки тока.

Дифы АВВ удобно применять в случаях, когда на установку отдельно УЗО и автоматического выключателя не хватает места.

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.

Обозначения:

1. Электромагнитный и тепловой расцепитель;
2. ДТТ.

Принцип работы ДДТ продемонстрирован на рисунке 2.

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.