Что такое дифференциальный ток

IIITOIIOP68 ›
Блог ›
УЗО или АВДТ?

Доброго времени суток!
Давненько не рассматривали низковольтное оборудование.
Сегодня рассмотрим сразу 2 аппарата защиты от дифференциального тока — УЗО и Диф. Автомат

УЗО — (или ВДТ выключатель диффернциального тока) Устройство Защитного Отключения.
(дифференциальный — от англ. Different — разный)
Данный аппарат необходимо ставить везде, где есть доступ к бытовой электросети, а это значит везде — дома, в квартире, на даче и прочее.

Устройство и принцип работы.
УЗО состоит из 1 трансформатора дифференциального тока, реле расцепления или платы контроля, кнопки «тест» и контактных групп.

Все гениальное просто!

С виду простой прибор, но как же он работает? А так же просто и примитивно:
Через контактные группы ток проходит через трансформатор дифф тока, и при нормальной работе потребителя/проводки на трансформаторе токи равны.
Но при косвенном прикосновении, просто утечки на землю или металлическую конструкцию, появляется разница токов в трансформаторе, и УЗО срабатывает, тем самым защищая от поражения током и от возгорания проводки.
То-же самое происходит при нажатии кнопки «тест», только тут устройстве создается искусственная утечка тока, с помощью которой можно проверить работоспособность аппарата.
В идеале кнопку тест необходимо нажимать раз в год неделю или месяц(для ленивых)!
Каждый раз нажимая тест, Вы проверяете работоспособность, и тем самым можно будет не опасаться удара током.
А что, если кнопку не нажали, а оно не сработало? Срочно менять! Неисправное УЗО ни от чего не защищает!

Наглядная разница утечки

УЗО бывают электронные и механические.
Механическое содержит все, что описано выше, и не содержит никаких плат.
для его работы необходима только фаза, которую оно и мониторит по отношению к нулю.
А вот электронное содержит в себе плату, которая питается за счет входного напряжения. Напряжения нет, и оно не работает — все логично! А вот если будет только одна фаза, а ноль внезапно пропадет, то оно так-же не будет работать. Соответсвенно есть большой риск поражения током.

Еще у УЗО есть тип самого узо — А, АС или S
АС — самые распространенные, рассчитаны в основном на активную нагрузку — простые бытовые электроприборы с малыми пусковыми токами: водонагреватели, посудомоечные машины электроплиты и прочие, на стиральные машинки можно ставить, но есть вероятность ложных срабатываний при отжиме и интенсивной стирке.
А — комбинированные виды нагрузок Активные и Реактивные (с пусковыми токами) самые надежные.
По идее такого типа УЗО необходимо ставить на стиральные машинки, чтобы исключить риск ложных срабатываний.
S — селективное выбирает необходимый ток утечки для отключения (для бытовых нужд не предназначено).

Теперь немного пугающих цифр и фактов.

Что такое ток утечки — это ток в мА (милиамперах) проходящий через материал на, допустим, землю.
Стандартно, для человека ток утечки составляет 260мА
Все УЗО имеют несколько вариантов контроля тока утечки 10, 30, 100 и 300мА
Для чего каждый нужен?
10мА — для помещений с повышенной влажностью. Так-же возможна установка в детских учреждениях.
30мА — самое популярное: для жилых помещений и офисов.
100мА — для установки на вводе — защита от пожара и от удара током
300мА — для защиты от пожара от удара током не защищает!

Таблица убийственного тока

По таблице видно, что небольшое покалывание это до 0,5мА — батарейки и блоки питания до 48в.
А вот дальше — хуже. Ток не отпускания — ток, который создает спазм мышц и, например крепко схватившись за оголенный провод, можно его и не отпустить, так как мышцы кисти руки сведет от проходящего через них тока.
до 30мА ток особо не губителен (но каждый по разному его воспринимает). в России стандарт — 30мА.
больше 30мА может вызвать остановку дыхания/сердца — и соответсвенно смерть.

Так как подобрать УЗО, чтобы током не убило?
А все просто! Тут нужна селективность!
Селективность — или избирательность автоматического выключателя, УЗО и прочего устройства защиты, построенная на их же иерархии (от большего к меньшему).
Например: в вводном щите на доме/в доме стоит УЗО на 63/80А и 300мА, в квартире/доме стоит на 63/40А и 100мА и непосредственно на линии к прибору или перед ним уже на 25А и 30мА или на 16А и 10мА.
НО! УЗО НЕ ЗАЩИЩАЕТ ОТ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ и ПЕРЕГРУЗОК!
поэтому номинал УЗО должен быть выше номинала автомата, стоящего после него — 25А УЗО и 16А автомат.

С последовательностью определились, теперь к производителям (от лучших к худшим).
АBB(F200/FH200), Siemens, и Legrand(DX) — делают УЗО механического типа, и разных вариантов. У них нет маркировки фаза/ноль, что удобно — УЗО мониторит по 2-м независимым направлениям.
Schneider Electric, Hager, IEK, TDM и прочие особо не заморачиваются, производя УЗО электронного типа, с обязательной маркировкой фазы/ноля, и подключением либо только сверху или снизу.

Полный размер

УЗО от SE

Если УЗО высокого уровня стоят в районе 2000-3500р, то УЗО низкого и среднего уровня стоят 800-2000р.
Разница конечно бешеная, но она есть:
Китайское IEK, TDM, Decraft, ASD и прочих, стоит дешево, потому что надежность его заключается в 5-20 срабатываниях, а потом оно начинает ложно срабатывать или вообще перестает работать.
Ценник у них скачет от 800 до 1200р.
У Шнайдера все непонятно — если EASY9 такой-же «китаец» из Тайланда за 1000-1800р, то Domovoy 1500-2300р. и Acti9 2500-5000р. из Италии! Но практически все без ноля не пашут…
АBB(F200) и Legrand(DX) — профессиональные УЗО, высокого качества и с отличной репутацией безотказной работы.

Дифференциальный автомат — это то-же узо, но уже в корпусе с автоматическим выключателем.
Из недостатков:
1. функционал чаще всего урезан из-за размеров,
2. высокая цена у АBB, Siemens, SE и Legrand на 20-40% дороже УЗО.
3. нет номиналов более 32А у брендов, указанных выше.
4. у Китайских нет индикатора «стороны срабатывания» — КЗ/перегруз или утечка — всё одно. (у брендов есть «окно» индикатор утечки или отдельный рычаг (SE))

Китайские УЗО и Дифф

Плюсы:
1. всего 2 модуля! иногда даже 1!
2. Сразу 2 защиты в одном устройстве, у некоторых китайских есть даже защита от перенапряжения!
3?
4. Profit производителей.

Что ставить и какого производителя решать Вам, но УЗО/Дифф от нормальных производителей будет работать точно и дольше, нежели дешевые аналоги из Китая.

На этом пока все.
Ни КЗ ни удара!
Спасибо за внимание.

Конструктивные особенности, принцип действия и схема дифавтомата

Рассматривая обозначение устройства по ГОСТ, несложно выделить конструктивные элементы защитного аппарата.

К основным стоит отнести:

• Дифференциальный трансформатор;
• Группа расцепителей (тепловой и электромагнитный).

Каждый из элементов выполняет определенные задачи. Рассмотрим их подробнее.

Дифтрансформатор — устройство с несколькими обмотками, число которых напрямую зависит от количества полюсов.

В его задачу входит сравнение нагрузочных токов в каждом из проводников. В случае расхождения показателей появляется ток утечки, который направляется в пусковой орган.

Если параметр выше определенного уровня устройство отключает электрическую цепь посредством разделения силовых контактов дифавтомата.

Для проверки работоспособности предусмотрена специальная кнопка, чаще всего подписываемая, как «TEST». Она подключена через сопротивление, которое подключается двумя способами:

• Параллельно одной из существующих обмоток;
• Отдельной обмоткой на трансформатор.

После срабатывания кнопки пользователь искусственно формирует ток небаланса. Если дифавтомат исправен, он должен отключить цепь. В противном случае делаются выводы о неисправности аппарата.

Следующий элемент дифавтомата — электрический расцепитель. Конструктивно он имеет вид электрического магнита с сердечником.

Назначением элемента является воздействие на отключающий механизм. Срабатывание электромагнита происходит при увеличении нагрузочного тока выше установленного уровня.

Чаще всего это бывает при появлении КЗ в низковольтной сети. Особенность расцепителя заключается в срабатывании без выдержки времени. На отключение питания уходят доли секунды.

В отличие от электромагнитного, тепловой расцепитель защищает не от КЗ в цепи, а от перегрузок. В основе узла лежит биметаллическая пластинка, через которую протекает нагрузочный ток.

Если он выше допустимого значения (номинального тока дифавтомата), происходит постепенная деформация этого элемента. В определенный момент пластина из биметалла постепенно изгибается.

В определенный момент она воздействует на отключающий орган защитного устройства. Задержка времени теплового расцепителя зависит от тока и температуры в месте установки. Как правило, эта зависимость имеет прямо пропорциональный характер.

На кожухе дифавтомата прописывается нижний предел (указывается в мА). Кроме тока утечки, указывается и номинальный ток расцепителя. Более подробно о маркировке аппарата поговорим ниже.

Как расшифровать обозначения на корпусе?

Выше уже отмечалось, что на корпусе дифференциального автомата можно найти всю необходимую информацию.

Изучив основные параметры, легче принимать решение — подходит ли прибор под решения конкретных задач.

К наиболее важным обозначениям стоит отнести:

• АВДТ — аббревиатура, сокращенный вариант полного названия («автоматический выключатель дифференциального тока»).
• С25 — номинальный параметр тока. Здесь C — характеристика зависимости времени и тока, а 25 — предельный ток дифавтомата, превышение которого недопустимо.
• 230 В — номинальное напряжение, при котором допускается применение аппарата (для бытовой сети).
• In 30mA — параметр тока утечки. При достижении 30 мА работает УЗО.
• Специальный знак, который подтверждает наличие функции УЗО и тип АВДТ. По наличию обозначения делается вывод о способности дифференциального автомата реагировать на постоянный или переменный пульсирующий ток.

Также на корпусе защитного изделия нанесена принципиальная схема. Обычному обывателю она может ничего не рассказать, поэтому на нее не обязательно обращать внимание.

Также на внешней части устройства предусмотрена кнопка «ТЕСТ», необходимая для периодического контроля исправности устройства в части УЗО. Об особенностях проверки с помощью этого элемента мы уже говорили выше.

Как подключить устройство?

Перед тем как подключить дифавтомат, стоит разобраться с типом электрической проводки.

Здесь возможны следующие варианты:

• Тип сети — однофазная или трехфазная. В первом случае номинальное напряжение составит 220 Вольт, а во втором — 380.
• Наличие заземления — существуют сети с заземлением или без него.
• Место для монтажа. Чаще всего АВДТ устанавливается в квартире, но возможен монтаж на каждую отдельную группу проводников.

С учетом рассмотренных условий необходимо определиться, как подключать защитный аппарат. Стоит помнить, что дифавтомат может иметь ряд конструктивных отличий.

Рассмотрим основные способы подключения в щитке:

1. Простейший вариант. Популярный способ — установка одного дифференциального автомата, который защищает всю цепочку. При выборе такого варианта желательно покупать дифавтомат с большим номинальным током, чтобы учесть нагрузку всех потребителей в квартире. Главный минус схемы заключается в сложности поиска места повреждения при срабатывании защиты. По сути, проблема может скрываться на любом из участков проводки.В приведенной схеме видно, что «земля» идет отдельно и объединяется с шиной заземления. К ней же подключаются все проводники (PE) от электрических приборов. Ключевое значение имеет подключение «нуля», который выведен из дифавтомата. Его объединение с другими «нулями» электрической сети запрещено. Это объясняется разницей величин токов, проходящих по каждому из нулевых проводников, из-за чего дифференциальный автомат может срабатывать.
2. Надежная защита. Это улучшенный вариант подключения защитного аппарата, благодаря применению которого удается повысить надежность сети и упростить задачу поиска повреждения. Особенность заключается в монтаже отдельного дифавтомата на каждую группу проводов. Следовательно, защитный аппарат будет работать только в той ситуации, когда проблема возникнет на контролируемом участке цепи. Другие участки продолжат работать в обычном режиме. В отличие от прошлой схемы, найти неисправность в случае КЗ, появления утечки или перегрузки в сети много проще. Но имеется и недостаток — большие финансовые затраты, связанные с необходимостью покупки нескольких дифавтоматов.
3. Схема без заземления. Рассмотренные выше варианты подключения дифавтомата подразумевают наличие защитной «земли». Но в некоторых домах или на дачном участке контур заземления отсутствует вовсе. В таких сетях применяется однофазная сеть, где присутствует только фаза и «ноль». В этой ситуации защитный аппарат (АВДП) подключается по другому принципу. Если у вас в низковольтной сети также нет «земли», перед установкой дифавтомата желательно полностью поменять проводку в доме. В противном случае в сети может быть ток утечки, из-за которого будет срабатывать УЗО.
4. Схема для 3-х фазной сети. В случаях, когда требуется монтаж дифференциального аппарата в цепи тремя фазами (например, в современной квартире, в доме или в гараже), требуется соответствующий АВДП. Принципа построения здесь такой же, как и в прошлом случае. Разница в том, что на входе и на выходе нужно подключать четыре жилы.

По каким причинам может сработать дифавтомат?

В процессе эксплуатации защитного устройства важно понимать, в каких случаях оно может сработать.

С учетом этих нюансов стоит принимать решение о причине проблемы (короткое замыкание, ток утечки и прочие).

Рассмотрим каждый из вариантов более подробно:

Срабатывание без нагрузки.

В старых домах с плохой проводкой имеют место серьезные проблемы с изоляцией.

Последняя изношена и высок риск появления токов утечки, величина которых может меняться с учетом многих параметров — наличия рядом животных уровня влажности и так далее.

В такой ситуации АВДП может срабатывать ложно.

Причиной проблемы может быть:

• Поврежденная изоляция;
• Наличие скруток;
• Просчеты в расположении распредкоробок;
• Электрофурнитура.

Для выявления причины требуется ревизия проводки. Начинать необходимо с диагностики места повреждения.

Например, если дифавтомат выбивает при включении лампочки, проблему необходимо искать в осветительной цепи.

Если АВДП срабатывает после подключения какого-то либо устройства в розетку, стоит убедиться, что это устройство исправно.

При замыкании «нуля» и «земли».

Если по какой-либо причине провода N и PE касаются друг друга, высок риск срабатывания дифференциального автомата. Распространенные места замыканий — в распредкоробке или в коробе под розетку.

Читайте по теме — эффективные способы защиты электроприборов с помощью специальных устройств.

Логика срабатывания построена на принципе действия устройства. Если «ноль» и «земля» объединены, ток разделяется между двумя проводниками. Соответственно, в дифтрансформаторе нет равенства токов, и он воспринимает этот факт, как утечку.

С проблемой часто сталкиваются начинающие мастера, которые не имеют должного опыта в вопросе обслуживания дифавтомата.

1. В момент включения нагрузки. Если АВДП работает при подключении нагрузки, проблему необходимо искать в изоляции. Использовать проводку при такой неисправности небезопасно, поэтому рекомендуется вызвать специалиста и разобраться с проблемой. Если же ее игнорировать, высок риск попадания под напряжение кого-либо из членов семьи или возникновения пожара.
2. При скачках напряжения. Логика дифавтомата построена таким образом, что отключение может происходить в случае повышения напряжения. Правда, такой опцией обладают не все устройства, а только имеющие электронную схему. Кроме того, защита может работать при КЗ внутри потребителя, ведь дифавтомат умеет отключаться при таком виде аварии.

Читайте по теме — как действует электрический ток на организм человека.

Дифавтомат устройство и принцип работы

Приветствую Вас уважаемые гости и постоянные читатели сайта http://elektrik-sam.info!

Начинаем очередную серию публикаций в рамках курса «Автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы — подробное руководство», на этот раз посвященную дифференциальным автоматам. Начнем с рассмотрения устройства и принципа работы дифавтоматов.

Автоматический выключатель дифференциального тока или дифавтомат — это устройство, объединяющее в одном корпусе функции автоматического выключателя и УЗО. Т.е. он позволяет защитить контролируемую цепь от токов перегрузки и токов короткого замыкания (функции автоматического выключателя) и от токов утечки (функции УЗО), позволяя защитить человека от возможного поражения электрическим током и предотвратить возможность возгорания в результате нарушения изоляции токоведущих частей электроустановки.

Конструктивно дифавтоматы изготавливаются из диэлектрического материала и имеют защелку для установки на DIN-рейку. Установка производится так же, как и установка УЗО.

Для однофазной сети 220В выпускаются двухполюсные дифавтоматы. К клеммам верхних полюсов подключается фазный и нулевой проводник питающей сети, а к зажимам нижних полюсов – фазный и нулевой проводник от нагрузки. При этом, в зависимости от марки производителя и серии они для своей установки на DIN-рейку могут занимать как два, так и более модулей.

Для трехфазной сети 380В выпускаются четырехполюсные дифавтоматы. К верхним клеммам подключаются три фазных провода и ноль со стороны питания. К нижним клеммам три фазных провода и ноль от нагрузки.

При установке на DIN-рейку четырехполюсные дифавтоматы занимают место больше четырех модулей, в зависимости от марки производителя. Т.е. полюсов для подключения проводов четыре, а занимаемое место в электрощите более четырех модулей, за счет блока дифференциальной защиты.

Применение двухполюсных дифавтоматов, которые при установке занимают два модуля, позволяет сэкономить место в электрощите и упростить монтаж, вместо отдельно установленных автоматического выключателя и УЗО (которые вместе занимают три модуля).

Мы помним из раздела, посвященного устройствам защитного отключения, что УЗО не защищает от сверхтоков и требует установки последовательно с ним автоматического выключателя.

При разветвленной проводке с большим количеством групп, экономия места в электрощите может быть довольно существенной. Однако, зачастую стоимость дифавтомата больше, чем стоимость отдельно установленных автомата и УЗО.

Конструктивно дифавтомат состоит из двух- или четырехполюсного автоматического выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифференциальной защиты. Подробно конструкцию и принцип работы автоматических выключателей и УЗО мы рассматривали в предыдущих разделах, ссылки на них внизу этой статьи.

Повторим вкратце основные моменты.

Модуль автоматического выключателя обычно устанавливается в фазные проводники и содержит тепловой расцепитель для защиты от токов перегрузки и электромагнитный расцепитель (катушку соленоида с подвижным сердечником) для защиты от токов короткого замыкания.
Принцип действия такой же, как и у обычного автоматического выключателя.

При возникновении тока перегрузки биметаллическая пластина нагревается проходящим через нее электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, приводит в действие механизм расцепления, размыкая защищаемую цепь.

При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке соленоида магнитное поле перемещает сердечник, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты.

Для защиты силовых контактов дифавтомата от разрушающего действия электрической дуги, применяется дугогасительная камера.

Модуль дифференциальной защиты представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходит фазный и нулевой проводник (первичная обмотка) и обмотка управления (вторичная обмотка). В четырехполюсных дифавтоматах через дифференциальный трансформатор тока проходит три фазных проводника и нулевой.

В обычном режиме работы через фазный провод проходит ток к нагрузке, а через нулевой проводник от нагрузки, т.е. токи равны и направлены встречно. Геометрическая сумма токов равна нулю, наводимые ими магнитные потоки в обмотке трансформатора тока взаимно компенсируют друг друга, и результирующий магнитный поток равен нулю.

При возникновении тока утечки баланс токов нарушается, поскольку в фазном проводе вместе с током нагрузки протекает и ток утечки. Токи в фазном и нулевом проводниках наводят разные по величине магнитные потоки, их баланс нарушается и в тороидальном сердечнике трансформатора тока возникает разностный магнитный поток. Под действием разностного магнитного потока во вторичной обмотке управления возникает ток. Когда величина этого тока превысит пороговое значение, срабатывает механизм расцепления и силовые контакты дифавтомата отключаются от питающей сети.

Как и УЗО, модуль дифференциальной защиты дифавтоматов может быть электромеханическим или электронным. В электронных при возникновении утечки, ток в обмотке управления подается на плату электронного усилителя с катушкой электромагнитного сброса и через механизм расцепителя отключает силовые контакты дифавтомата от питающей сети.

Дифавтоматы с электронным модулем дифференциальной защиты, в отличие от электромеханических, могут потерять работоспособность при обрыве фазного или нулевого проводника со стороны питающей сети (подробно об этом смотрите видео работа УЗО при обрыве нуля), поскольку отсутствует питание, необходимое для работы платы усилителя.

Дифавтоматы некоторых производителей имеют встроенные индикаторы, которые позволяют определить причину срабатывания:

— дифавтомат сработал от перегрузки по току: тепловая защита или электромагнитный расцепитель от токов короткого замыкания;
— или сработал модуль дифференциальной защиты дифавтомата в результате утечка тока.

Если таких индикаторов нет, тогда в случае отключения дифавтомата, неясно что вызывало срабатывание – перегрузка по току, или дифавтомат сработал в результате возникновения тока утечки.

Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки и если дифавтомат отключился, значит он исправен.

Более наглядно принцип работы смотрите в видео Дифавтомат устройство и принцип работы: