Трехфазный дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат – уникальный аппарат, сочетающий в едином корпусе функции сразу двух защитных устройств – это одновременно УЗО и автоматический выключатель. Профессионалы рекомендуют использовать дифференциальные автоматические выключатели в обязательном порядке при устройстве или реконструкции проводки.

Каково назначение дифференциальных автоматов, по каким параметрам выбирается и какова его схема подключения – ответы на эти вопросы постараемся дать ниже.

Для чего нужны дифференциальные автоматы?

Прямым предназначением дифференциального автомата является защита человека от поражения электрическим током при прямом контакте. Устройство одновременно отслеживает как возникновение короткого замыкания, так и проявление признаков утечки электричества через повреждённые токопроводящие компоненты сети.

Дифференциальный автомат обесточит контролируемую линию при возникновении:

• короткого замыкания;
• перегрева электрической проводки из-за превышения уставки номинального тока дифавтомата;
• утечки на землю больше, чем соответствующая уставка.

Так, простое устройство вполне способно обезопасить квартиру или частный дом, предотвращая возникновение чрезвычайных ситуаций, вызванных проблемами с электричеством.

Преимуществом использования дифференциального автомата является отсутствие необходимости подбора УЗО, ведь он уже содержится в составе компонентов дифференциального автомата. Одно устройство, совмещающее в себе функции двух (УЗО и автоматического выключателя), занимает меньше места в электрическом щитке на размер однополюсного автомат – его ширина 17,5 мм.

Среди недостатков можно выделить вероятность выхода из строя одного из двух компонентов дифавтомата – замена отдельной части невозможна, что вынудит приобрести новый дифференциальный автомат.

Техническое устройство

Конструктивно дифавтоматы выполняются из диэлектрического материала. Задняя часть имеет специальное крепление для установки на DIN-рейку. Внутри они состоят из двухполюсного или четырёх полюсного выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифзащиты. Данный модуль представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходят ноль и фаза, образуя тем самым первичную обмотку и обмотку управления — вторичную обмотку.

Как работает дифференциальный автомат

В основе принципа работы дифавтомата лежит использование специального трансформатора, функционирование которого строится на изменениях дифференциального тока в проводниках электричества.

При появлении токов утечки баланс нарушается, так как часть тока не возвращается. Фазный и нулевой провода начинают наводить разные магнитные потоки и в сердечнике трансформатора тока возникает дифференциальный магнитный поток. В результате этого в обмотках управления возникает ток и срабатывает расцепитель.

При перегреве в модуле автоматического выключателя срабатывает биметаллическая пластина и размыкает автомат.

Основные параметры

Любой дифференциальный автомат располагает 8-ю клеммами для трёхфазной сети и 4-мя для однофазной. Само устройство является модульным и состоит из:

• Корпуса, изготовленного из негорючего тугоплавкого материала;
• Клемм с маркировкой, предназначенных для подключения проводников;
• Рычага включения-выключения. Количество зависит от модели конкретного устройства;
• Кнопки тестирования, позволяющей вручную проверить работоспособность дифференциального автомата;
• Сигнального огонька, информирующего о выбранном типе срабатывания (утечка или перегрузка).

При выборе дифференциального автомата со всей интересующей информацией можно ознакомиться непосредственно на самом корпусе устройства.

Выбор дифавтомата нужно производить исходя из множества параметров:

1. Номинальный ток – показывает, на какую нагрузку рассчитан дифавтомат. Эти значения стандартизированы и могут принимать следующие значения: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63А.
2. Время-токовая характеристика – значения могут быть равны B, C и D. Для простой сети с маломощным оборудованием (используется редко) подойдёт тип В, в городской квартире – С, на мощных производственных предприятиях – D. Например, при запуске двигателя ток резко возрастает на доли секунд, ведь необходимы определённые усилия для его раскрутки. Данный пусковой ток может в несколько раз превышать номинальный ток. После запуска потребляемый ток становится в несколько раз меньше. Для этого и нужен этот параметр. Характеристика B означает кратковременное превышение такого пускового тока в 3-5 раз, C – 5-10 раз, D – 10-20 раз.
3. Дифференциальный ток утечки – 10 или 30 мА. Первый тип подойдёт для линии с 1-2 потребителями, второй – с несколькими.
4. Класс дифференциальной защиты – определяет, на какие утечки будет реагировать дифавтомат. При выборе устройства для квартиры подойдут классы АС или А.
5. Отключающая способность – значение зависит от номинала автомата и должно быть выше 3 кА для автоматов до 25 А, 6 кА для автоматических выключателей на ток до 63 А и 10 кА для автоматических выключателей на ток до 125 А.
6. Класс токоограничения – показывает, как быстро будет отключена линия при возникновении критических токов. Существует 3 класса дифавтоматов с самого «медленного» — 1 к самому «быстрому» — 3 по срабатыванию соответственно. Чем выше класс, тем выше цена.
7. Условия использования – определяются исходя из потребностей.

Выбор дифавтомата по мощности

Для того чтобы выбрать дифавтомат по мощности необходимо учитывать состояние проводки. При условии, что проводка качественная, надёжная и отвечающая всем требованиям, для расчёта номинала можно применить следующую формулу – I=P/U, где P – это суммарная мощность используемых на линии дифференциального автомата электрических приборов. Выбираем дифавтомат ближайший по номиналу. Ниже приведена таблица зависимости номинала дифавтомата от мощности нагрузки для сети 220 В.

Внимание! Электрические провода должны быть правильно подобраны, исходя из мощности нагрузки.

Все характеристики дифавтоматов указываются непосредственно на самом корпусе устройства, что облегчит подбор подходящего дифференциального автомата и поможет определиться с тем, какой дифавтомат для квартиры подойдёт лучше всего.

На данный момент в продаже имеются дифавтоматы с двумя типами расцепителя:

• Электронный – имеет электронную схему с усилителем сигнала, которая питается от подключённой фазы, что делает устройство уязвимым при отсутствии питания. При пропаже нуля такой он не сработает.
• Электромеханический — не потребует для работы внешних источников питания, что делает его автономным.

Подключение

Подключение дифавтомата – весьма несложный процесс. Верхняя часть дифференциального автомата содержит контактные пластины и зажимные винты, предназначенные для подключения нуля N и фазы L от счётчика. Нижняя часть располагает контактами, к которым и подключается линия с потребителями.

Подключение дифавтомата можно представить следующим образом:

1. Зачистка концов проводников от изоляционного материала примерно на 1 сантиметр.
2. Ослабление зажимного винта на несколько оборотов.
3. Подключение проводника.
4. Затягивание винта.
5. Проверка качества крепления простейшим физическим усилием.

Выбор между конфигурацией УЗО + автомат и обычным дифавтоматом должен обуславливаться наличием места в щитке и ценой самих устройств. В первом варианте сложность монтажа слегка возрастёт.

В случае с однофазной сетью в 220 В, используемой в большинстве квартир и домов, необходимо использовать двухполюсное устройство. Монтаж дифференциального автомата в данном случае можно провести двумя способами:

1. На входе после электросчётчика для всей квартирной проводки. При использовании данной схемы питающие провода подключаются к верхним клеммам. К нижним же подаётся нагрузка от различных электрических групп, разделённых автоматическими выключателями. Существенным минусом данного варианта является сложность поиска причины выхода из строя в случае срабатывания автоматики и полное отключение всех групп при неполадках.
2. На каждую группу потребителей по отдельности. Этот метод применяют для защиты в помещениях, где отмечается повышенный уровень влажности воздуха – ванные, кухни. Актуален метод и для мест, где электробезопасность должна быть на высшем уровне – например, для детской. Понадобится несколько дифференциальных автоматов – несмотря на большие затраты, данный способ является наиболее надёжным и гарантирующим бесперебойное электроснабжение, а срабатывание любого из дифавтоматов не заставит сработать остальные.

При наличии трёхфазной сети в 380 В нужно применять четырёхполюсный дифавтомат. Вариант используется в новых домах или коттеджах, где устройству необходимо выдерживать высокие нагрузки от электроприборов. Использовать такое подключение дифавтоматов можно и в гаражах в связи с возможным использованием мощного электрооборудования.

Можно сделать вывод, что схема подключения дифференциальных автоматов мало чем отличается от аналогичных схем для УЗО. На выходе устройства должны быть подключены фаза и ноль от защищаемого участка сети. Безопасность именно этой группы и будет контролироваться.

Дифференциальные автоматы успешно применяются и в однофазных, и в трёхфазных сетях переменного тока. Установка такого устройства значительно повышает уровень безопасности при эксплуатации электроприборов. Кроме того, дифференциальный автомат может поспособствовать предотвращению пожара, связанного с возгоранием изоляционного материала.

Похожие статьи

Источник: odinelectric.ru

На первый взгляд может показаться, что сегодня совсем не интересная тема. Однако, есть некоторые тонкости, которые должен знать каждый проектировщик при выборе и установке трехфазных дифференциальных автоматических выключателей на 20А.

Проблема, о которой я сейчас буду рассказывать, касается лишь трехфазных дифавтоматов на номинальный ток 20А.

У нас энергонадзор очень строго следит за уставками автоматических выключателей и дифференциальных автоматов. Номинальный ток аппарата я всегда выбираю в зависимости от расчетного тока группы.

В основном я ориентируюсь на китайские производители, такие как ИЕК, ЕКФ, ТДМ и др. Во-первых у них каталоги очень хорошие, а во-вторых они в 3-5 раз дешевле своих аналогов из Европы и в-третьих они тоже работают

В ближайшее время я расскажу, каким я вижу идеальный каталог для работы проектировщика.

Что делать, если необходим трехфазный дифференциальный автомат на 20А?

1 Можно попытаться установить дифавтомат на 25А и сослаться на то, что дифавтомат на 20А очень трудно купить. При этом учтите, что сечение кабеля придется увеличить на порядок.

2 Как известно, дифавтомат сочетает в себе функции автоматического выключателя и УЗО. Поэтому, вместо дифавтомата можно поставить автомат на 20А и УЗО на 25А. Главное, чтобы было свободное место для установки двух аппаратов.

3 Устанавливаем дифференциальный автомат европейского производителя, например, Legrand, ABB. У них имеются трехфазные дифавтоматы на 20А.

А сейчас сравним цены ИЕК и Legrand, чтобы вы представляли, что сколько стоит.

Цена диффавтомата Legrand:

Дифавтомат, 4Р, 30мА (АД14 ИЕК) стоит около 800 рублей.

Автоматичский выключатель 3Р, 20А (ВА47-29 ИЕК) – 200 рублей.

УЗО 4Р, 25А тип «А» (ВД1-63 ИЕК) -1700 рублей.

Неужели китайские дифавтоматы хуже европейских в 10 раз?

Источник: 220blog.ru

Как рассчитать и определить нужный «для себя» дифавтомат?

Расчет производится по аналогии с обычным автоматическим выключателем. Определяется сила тока при максимально возможной нагрузке. Для этого существует формула

I = P/U,
где P — мощность сети (Вт),
а U — напряжение (В).

Мощность легко узнать в инструкции к электроприбору, также она часто указана на его корпусе.

В качестве примера возьмем расчет дифа для средней жилой квартиры. И так, в нашем случае, в квартире может быть следующая электроника:

ЭлектроприборСредняя мощностьТелевизор100ВтХолодильник150ВтПосудомойка300ВтСтиральная машинка380ВтПылесос400ВтБойлер1500ВтОсвещение (LED)200ВтУтюг800ВтСуммарная мощность3830Вт

На первый взгляд, максимальная сетевая нагрузка равна 3830 Вт (3,83 кВт), но предположим, что в квартире все потребители никогда не будут работать одновременно. Например, маловероятно, что одновременно будет работать пылесос, утюг и стиральная машина с посудомойкой.

Поэтому, из данного набора выберем наиболее мощные электроприборы: утюг (800 Вт) и стиральную машину (380 Вт). Итоговая нагрузка получилась:

100 Вт + 150 Вт + 380 Вт + 1500 Вт +200 Вт + 800 Вт = 3130 Вт (3,13 кВт).

В однофазной сети (220 В) сила тока при этом будет равна:

3130 Вт / 220 В = 14,2 А.

Ближайший по номиналу дифавтомат — 16А, его и берем. Как правило, на вводе в однокомнатные квартиры ставят дифы на 16А и 20А. При наличии электроотопления лучше выбрать на 25А или 32А.

Аналогичным образом рассчитывается диф для розеточных групп и освещения в комнатах. Например, чтобы защитить единственную розетку для бойлера (1500 Вт), понадобится дифавтомат на:

1500 Вт / 220 В = 6,8 А (ближайший номинал — 10 А).

Для защиты трехфазной сети лучше выбрать набор УЗО + автомат. Расчет силы тока для 380В производится по формуле:

I = P / U√3.

Например, для защиты трехфазной электроплиты (3,5 кВт) понадобится дифавтомат на:

3500 Вт/ 380В × 1,7 = 5,4 А (ближайший номинал — 6А).

Какой номинал расцепителя выбрать?

Исходя из величины утечки, дифавтоматы (как и УЗО), делятся на два типа:

• защищающие от поражения электричеством и пожара (10-30 мА);
• пожарозащитные (выше 30 мА).

Как правило, розетки и освещение защищают дифами на 30 мА (такой разряд может выдержать среднестатистический человек). 10 мА — значение безопасное и абсолютно безвредное для здоровья и жизни любого, даже ребенка. Дифавтоматами на 10 мА, как правило, защищают ванные и детские комнаты.

Их не ставят на розеточные группы, так как электроприборы с микросхемами могут допускать небольшие дифференциальные утечки, суммарно дающие больше 10 мА, на которые может реагировать диф. Для защиты только освещения или одной розетки хватит и такого, главное, не включать удлинители с большим накоплением потребителей.

На вводе необходимо, как минимум, 30 мА. На большие дома ставят 100 мА, но за ним, по методу селективности, устанавливаются дифавтоматы на 30 мА и 10 мА, так как 100 мА могут выдержать далеко не все люди.

Характеристика расцепления «A» или «AC»?

Более популярный тип «AC» — срабатывает исключительно на переменный ток с синусоидной кривой. Чаще всего это происходит из-за повреждения изоляции бытовой техники (холодильники, стиральные машины, бойлеры и прочее), когда оголенная фаза касается металлического корпуса.

Но иногда в электроприборах возникают утечки, на которые дифференциальная защита не срабатывает. Например, она не реагирует на постоянный или пульсирующий ток, образующейся в блоках питания электроники. Тем не менее «AC» — самый простой и распространенный диф, и еще такая защита на 30% дешевле, чем «A». Как правило, на корпусе маркируются значком в виде синусоиды.

«A» — более чувствительный расцепитель, предотвращающий любую утечку, включая пульсирующий и постоянный токи, вырабатываемые в электронике с микросхемами, начиненными полупроводниками (резисторами, тиристорами, диодами и т.д.). Это более чувствительная защита. Маркировка в виде синусоиды сверху и двух кривых снизу.

Европейские страны постепенно отказываются от «AC», переходя на «A», как более надежный и безопасный. Тем не менее «AC» можно свободно применять для электроприборов без электронной «начинки». В инструкциях некоторых электроприборов указано, что они могут быть защищены только УЗО (или дифавтоматом) типа «A».

Какой тип расцепителя выбрать?

По внутреннему исполнению дифы и УЗО делятся на два типа: электронные и электромеханические. Вопреки распространенному заблуждению, тип расцепителя не влияет на рабочие параметры и технические характеристики. Какая же между ними разница?

Электромеханический расцепитель срабатывает за счет дифференциального трансформатора. При возникновении утечки в его вторичной обмотке возникает напряжение, действующее на поляризованное реле, расцепляющее контакты.

Электронный срабатывает только при наличии напряжения на фазе. В корпусе стоит микросхема с усилителем, с питанием от внешней сети. При потерях электроэнергии микросхема подает сигнал на механизм отключения, расцепляющий фазу. Такая схема стоит дешевле.

Главное отличие в том, что если сеть будет обесточена, то электронный диф не сработает. Но возможна ли в таком случае утечка? Чисто теоретически, да, за счет энергии накопленной в конденсаторах электроники, подключенной в сеть. Это очень редкие случаи, и скорее, исключения из правил.

На форумах часто можно найти нарекания на надежность электронных дифавтоматов, якобы не всегда срабатывающих. В большинстве случаев, это из-за неправильности подключения. Согласно ПУЭ, к дифзащите должна обязательно подключаться и фаза, и ноль. Если не подключить ноль, она будет работать как автомат, но нет гарантии, что сработает как УЗО. Вывод: при правильном подключении, все будет работать, независимо от конструкции расцепителя.

Выбираем характеристику расцепления автомата: «B» или «C»

Самые популярные модели дифов обладают следующими характеристиками расцепления:
«B» — самый популярный вариант. Характеризуется минимальной задержкой срабатывания. Подходит для бытового применения в домах со старой проводкой. Не рекомендуется для сетей питающих оборудование с высокими пусковыми токами (стиральные машины, насосы, холодильники, бетономешалки и прочее). Кратковременные превышения нагрузки провоцируют т. н. ложное срабатывание. Мгновенно срабатывает при токах, равным 3-5 номинальным;
«С» — универсальный вариант, хорошее решение для частных домов. Отличается большей задержкой перед срабатыванием, поэтому не реагирует на высокие пусковые токи. Рекомендуется подбирать для сетей с большим накоплением мощного электрооборудования, работающем на электромоторах. Мгновенно срабатывает при нагрузке, превышающей номинальную в 5-10 раз.

Тип «В» лучше применять для линий без мощных потребителей, а тип «С» — больше подойдет для розеточных линий с нагрузкой от 1 кВт.

Для соблюдения селективности на вводе целесообразно устанавливать «С», а на розеточных линиях и освещении — «В», чтобы при коротких замыканиях вводный диф не срабатывал раньше групповых.

Читать далее…

Источник: zen.yandex.ru

Назначение и применение

Дифавтомат обязательно применяется в условиях, когда возможно непроизвольное механическое повреждение изоляции проводников или пробой из-за высокой влажности, то есть когда возникает риск поражения человека или животных электрическим током.

На практике это могут быть места пребывания большого количества людей (концертные залы, торговые комплексы), помещения для разведения и содержания животных, бассейны, бани, ванны с джакузи, производственные цеха.

Правилами устройства электроустановок рекомендуется применение дифференциального автомата и в иных случаях, когда требуются повышенные требования к безопасности.

Очевидно, что на объектах электрохозяйства, питающихся от трехфазной сети переменного тока, необходимо применение трехфазного дифавтомата.

Дифавтомат является прибором, объединяющим в своей конструкции два других – автоматический выключатель и дифференциальное реле или устройство защитного отключения (УЗО).

Два этих устройства совершенно разные и по конструкции и по принципу действия. Заменять одно другим недопустимо. Иногда по стоимости трехфазный дифавтомат выходит дороже, чем УЗО и автоматический выключатель вместе взятые. В этом случае собственник решает, что лучше устанавливать на трехфазную сеть.

Необходимость в установке

Чтобы понять, насколько важно применение одного и второго устройства, надо рассмотреть такую ситуацию. Допустим, в помещении установлен небольшой электронагреватель мощностью до 1 кВт. Заземляющий контакт в питающем шнуре может отсутствовать.

В случае пробоя и замыкания фазного провода на корпус нагревателя, между корпусом и «землей» возникает разница потенциалов. Автоматический выключатель при этом останется включенным, так как значение тока в цепи не повысилось.

При касании нагревателя может последовать поражение током. Установка УЗО обеспечит отключение раньше, чем значение тока вырастет до опасных величин.

В случае короткого замыкания УЗО определит его, как нагрузку, и продолжит работать до тех пор, пока внутри не сгорят обмотки трансформатора. В этом случае поможет автомат. Отключение произойдет сразу после контакта фазного и нулевого проводников.

Если повреждена изоляция питающего шнура, лежащего на сыром деревянном полу, возможно возникновение тока в месте контакта между фазным проводником и полом. При некоторых условиях возможен нагрев и возгорание древесины. В этом случае раньше сработает УЗО, в то время как автоматический выключатель может не среагировать.

Наиболее целесообразным в рассмотренных ситуациях будет подключение дифавтомата, так как в распределительном щите монтаж его намного компактнее.

Если нельзя найти трехфазный дифавтомат с нужными токовыми характеристиками, то устанавливают УЗО и выключатель совместно.

Внешний вид

Внешне трехфазный дифавтомат представляет собой корпус из термостойкой пластмассы с восемью винтовыми клеммами, к которым подключаются питающие провода (сверху корпуса), и провода, к которым подключается нагрузка (снизу). На корпус нанесена схема внутреннего устройства.

Конструктивно трехфазный дифавтомат является прибором, объединяющим в одном корпусе трехфазное дифференциальное реле и трехфазный автоматический выключатель. Монтируется он, как правило, на стандартную DIN-рейку 35 миллиметров и может занимать 6-7 модулей.

Принцип работы

Внутри трехфазного дифавтомата расположен трансформатор, катушки которого намотаны на тороидальный сердечник. При намотке катушек используются четыре отрезка провода – 3 фазы и ноль.

При подключении нагрузки в трансформаторе возникают магнитные потоки от фазных и нулевого проводов. При отсутствии утечки суммарный ток в фазных проводниках равен току в нулевом проводнике, но противоположен по значению.

Ia+Ib+Ic-In=0

В результате суммарный магнитный поток трансформатора равен нулю. В случае возникновения в цепи хотя бы в одном из проводов тока утечки, появляется магнитный поток и, воздействуя на обмотку электромагнитного реле, вызывает его срабатывание. В результате трехфазный дифавтомат отключается.

В случае возникновения сверхтоков в цепи, при отсутствии утечки, дифавтомат выключается при срабатывании механизма свободного расцепления контактов. Этот механизм может приводиться в действие тепловым или электромагнитным расцепителем.

Тепловой расцепитель содержит в конструкции биметаллическую пластину, которая нагревается при возникновении тока заданной величины и, изменяя геометрию, воздействует на механизм.

Электромагнитный расцепитель состоит из соленоидной катушки, сердечник которой втягивается в корпус при повышении значения силы тока в любом из фазных проводов, и в определенный момент происходит срабатывание механизма.

Монтаж

Правила монтажа дифавтомата в трехфазной сети, такие же, как в однофазной, только количество фазных проводов увеличено.

Трехфазный дифавтомат устанавливается непосредственно перед нагрузкой, потребляющей трехфазный ток, либо на входе в электроустановку, в которой нагрузка распределяется по фазам после дифавтомата.

Главным условием для правильной работы трехфазного дифавтомата является недопустимость установки его в схемы, в которых нулевой проводник соединяется с заземляющим.

Перед установкой корпус устройства надо осмотреть, чтобы не было трещин и других явных дефектов. Монтаж проводят, предварительно отключив напряжение в сети.

Дифавтомат закрепляют на рейке, зачищают изоляцию соединительных проводов и подключают их в разъемы согласно схеме. Входные провода должны идти сверху. После этого подают напряжение и проверяют, как работает электросеть. На этом установка закончена.

Источник: EvoSnab.ru