Дифференциальный автомат: назначение и принцип работы

Организация комплексной защиты электроцепей позволяет избежать возгорания проводки и пожара, а также защитить людей и животных от поражения электрическим током. Одним из самых продвинутых и многофункциональных приборов для решения этих задач является АВТД или дифавтомат. Конструктивно объединяет одновременно два устройства — автоматический выключатель и УЗО (устройство защитного отключения). Чтобы дифференциальный автомат справлялся с возложенными на него задачами, его необходимо правильно подобрать. В этой статье рассмотрим устройство и принцип работы дифатомата, способы подключения, правила подбора оборудования.

Что такое дифференциальный автомат и для чего он нужен?

Дифавтомат — это автоматический выключатель, который управляется дифференциальным током и имеет встроенную защиту от сверхтока. Технически является коммутационным устройством, используемым в качестве основной и универсальной защиты. В зависимости от модели рассчитан на определённую нагрузку, вид сети, имеет разное время срабатывания и другие характеристики. Дифференциальные автоматы изготавливаются по стандарту IEC 61009-1 и применяются в соответствии с рекомендациями Правил устройства электроустановок.

Конструктивные особенности, принцип действия и схема дифавтомата

Конструктивно АВДТ представляет собой электроприбор, выполненный в корпусе, рассчитанном на установку на стандартную рейку DIN. Внешне очень похож на УЗО.

Дифавтомат для бытовых сетей состоит из следующих ключевых элементов:

1. Автоматический выключатель — основной деталью является биметаллическая пластина, которая изгибается при перегреве.
2. Модуль дифференциальной защиты — размыкает электрическую цепь в случае нарушения равенства токов между нулевым и фазными проводниками.
3. Кнопка «Тест» — предназначена для проверки работоспособности устройства после срабатывания (в ряде случаев дифавтомат «одноразовый»).
4. Выключатель рычажного типа — предназначен для принудительного включения прибора после монтажа, нормального или ложного срабатывания.
5. Цветовой индикатор — как правило, механического типа, окрашен в красный цвет при наличии нагрузки и в зелёный, если цепь разомкнута.
6. Клеммы для подключения — у однофазных моделей имеется по две клеммы на входе и выходе прибора, тогда как у трёхфазных таких клемм по четыре.
7. Электромагнит — предназначен для принудительного размыкания цепи в случае появления сверхтоков.
8. Дифференциальный трансформатор — имеет первичные и вторичную обмотки. Последняя подключена к реле, принудительно разрывающее цепь в случае появления в сети дифференциального тока.
9. Дугогасительная камера — предназначена для гашения дуги, возникающей между разомкнутыми контактами, по которым протекал ток большой силы.
10. Вспомогательные компоненты — тестовое сопротивление, катушка токовой отсечки и другие элементы.

Работает АВТД по следующему принципу. В нормальном состоянии электрическая цепь замкнута, и через силовые контакты устройства протекает ток, потребляемый нагрузкой. Если нагрузка начинает потреблять ток, превышающий номинал дифавтомата, биметаллическая пластина разогревается и отгибается, принудительно размыкая цепь. В тех случаях, когда дифференциальный модуль фиксирует несоответствие токов в нулевом и фазном проводниках, срабатывает реле, также размыкающее цепь.

Достоинства и недостатки

Автомат дифференциальной защиты отличается от других приборов защиты электросетей следующими преимуществами:

• многоуровневая защита;
• предотвращает поражение людей и животных электрическим током;
• срабатывает в случае нарушения изоляции;
• предотвращает возгорание замкнувшей проводки;
• совмещает функции автоматического выключателя и УЗО;
• занимает меньше места в распределительном щитке, чем два указанных прибора.

Из недостатков АВДТ стоит отметить:

• более высокую стоимость, чем АВ и УЗО соразмерных номиналов;
• сложное устройство;
• высокая вероятность одноразового срабатывания с последующей заменой всего прибора;
• присутствие ложных срабатываний в домах со старой электропроводкой.

Ложные срабатывания и высокая стоимость — основные недостатки АВДТ. Дифавтомат может также срабатывать при скачках в сети, повышении влажности в обслуживаемых помещениях и по ряду других причин, не несущих прямой опасности людям, животным и имуществу.

Область применения

Автоматы дифференциальной защиты применяются в быту, общественных заведениях, на предприятиях и других объектах с низковольтной электропроводкой. В домах и квартирах дифавтоматы устанавливаются в виде комплексной защиты, заменяющей отдельные автоматы выключения и УЗО. Особенно часто они используются в случаях, когда место в распределительных щитках ограничено, и требуется экономия пространства. Кроме того, АВДТ считаются более надёжными в плане защиты по сравнению в упомянутыми отдельными аналогами.

Функциональность дифференциального автомата

В конструкцию дифавтомата заложен следующий функционал:

1. Тепловая защита.
2. Электромагнитный расцепитель.
3. Дифференциальная защита.

Рассмотрим вкратце суть этих функций и от чего конкретно они защищают.

Тепловая защита

Обеспечивается биметаллической пластиной и катушкой токовой отсечки. Когда по цепи протекает ток, значительно превышающий номинал автомата, пластина нагревается под воздействием протекающего через неё тока. Нагрев приводит к изменению геометрии детали, которая является коннектором в цепи. Изгибаясь, пластина запускает механизм принудительного разрыва цепи. Автомат отключается. Для его перезапуска требуется выждать, пока биметаллическая пластина остынет и вернётся в исходное положение.

Следует отметить, что тепловая защита срабатывает со значительной задержкой. Особенно в тех случаях, когда превышение номинала минимальное. Чем больше разница между номиналом и током в цепи, тем быстрее прогревается и деформируется пластина. Соответственно, время срабатывания сокращается.

К срабатыванию тепловой защиты приводит, как правило, короткое замыкание в цепи. Когда возникает такая ситуация, по проводам течёт огромный ток, ограниченный только их сечением. Другими словами, если номинал автомата существенно превышает возможности электропроводки, то он может и не сработать. Раньше перегорит провод или неправильно выполненная скрутка.

Второй распространённой причиной срабатывания тепловой защиты АВДТ является превышение номинальной нагрузки. Это происходит в случае подключения слишком мощных потребителей, на работу которых автомат не рассчитан.

Электромагнитный расцепитель

Реализован посредством электромагнита, через обмотку которого протекает ток, потребляемый нагрузкой. В случае превышения номинала, сердечник электромагнита перемещается, отключая автомат. Такой механизм предназначен, в первую очередь, для эффективной защиты от короткого замыкания. Электромагнитный расцепитель срабатывает гораздо быстрее, чем биметаллическая пластина. В хороших дифавтоматах отключение происходит за сотые доли секунды.

Дифференциальная защита

Дифференциальная защита построена на базе токового трансформатора и реле. На трансформаторе имеются сравнивающие первичные обмотки и одна вторичная. Когда ток в первичных обмотках разный, во вторичной обмотке возникает ток, питающий реле. В таких ситуациях происходит принудительное отключение автомата и разрыв цепи. В нормальном состоянии токи в первичных обмотках одинаковые. Они компенсируют друг друга, благодаря чему ток во вторичной обмотке не возникает.

Дифференциальная защита срабатывается в случае возникновения тока утечки. Такое может происходить по нескольким причинам. Например, когда человек или животное притрагивается к не заизолированному проводу. Утечка тока может также происходить в металлоконструкции, на корпус бытовой техники, заземление, мокрую стену. Все эти случаи представляют опасность для живого организма, а дифференциальная защита нивелирует эту опасность раньше, чем происходит поражение током.

Как выбрать дифавтомат

При выборе АВДТ ориентируйтесь на следующие основные характеристики:

1. Номинальный ток — указывается на корпусе в виде буквы и числа. Например, модель с маркировкой С16 подходит для защиты линии 220 В с электроприборами, суммарная мощность которых не превышает 3,5 кВт.
2. Вид электросети (номинальное напряжение) — есть дифавтоматы для однофазных и трёхфазных сетей, рассчитанные на работу при 220 В и 380 В соответственно.
3. Ток утечки — как правило, для бытовых моделей составляет 30 мА.
4. Класс защиты — для бытовой техники рекомендуется использовать автоматы с маркировкой «АС», для электроники «А».
5. Времятоковая характеристика — для цепей, предназначенных для питания нагрузки с пусковыми токами следует покупать модели с маркировкой «D». Для остальных случаев — «С».

Чаще всего при выборе допускаются две типовые ошибки. Первая — покупка АВДТ со слишком низким номиналом. Это приводит к систематическим ложным срабатываниям и невозможности эксплуатации нагрузки. Вторая ошибка — обратная первой, когда подбирается автомат со слишком большим «запасом». В таких случаях защита не успевает сработать, что заканчивается перегоранием проводки, её возгоранием и пожаром.

Где купить?

Купить качественные дифавтоматы вы можете в интернет-магазине «Вэлтэкс». Для частного дома, дачи, квартиры, коттеджа — рекомендуем обратить внимание на следующие модели:

• АВДТ 32 С10
• АВДТ 32 С16
• АВДТ 32 С20
• АВДТ 32 С25
• АВДТ 32 С32
• АВДТ 32 С40

Детальные характеристики перечисленных дифференциальных автоматов смотрите в описании позиции по ссылке. Если у вас возникли сложности с выбором подходящей модели, свяжитесь с нашим менеджером для консультации.

Источник фото: weltex, stock.adobe.com, freepick.com