Для защиты проводов в электрощитке устанавливается автоматический выключатель, а для предотвращения поражения электрическим током используется устройство защитного отключения или УЗО.
Это два разных аппарата, вместо которых можно использовать один прибор - дифференциальный автомат. Принцип работы дифавтомата и его конструкция совмещают в себе особенности обоих этих защитных устройств.
Назначение дифавтомата
Это защитное устройство предназначено для замены обычного автомата в том случае, если место для установки УЗО отсутствует, а так же для экономии места в электрощитке.
Чаще всего для этого используются два отдельных устройства, которые стоят дешевле одного дифавтомата, однако ПУЭ п.7.1.76 рекомендует монтаж именно такого прибора дифзащиты, который может отключать питание так же при коротком замыкании. Этот прибор размещается в обычном электрощитке и крепится на DIN-рейку.
Дифференциальный автомат отключает питание линии в следующих аварийных ситуациях:
- Перегрузка линии. При подключении к проводке большого количества электроприборов значительной мощности ток в сети может превысить значение, допустимое для данного сечения токопроводящей жилы. Длительная работа в таком режиме приведёт к перегреву кабелей и разрушению изоляции.
- Короткое замыкание. Происходит при замыкании между фазным и нулевым проводами или между фазой и заземлённым корпусом. Сила тока при этом ограничена только сопротивлением проводки и может достичь величины, при которой происходит расплавление токоведущей жилы.
- Ток утечки. Появляется при повреждении изоляции между токоведущими частями и заземлёнными элементами оборудования или в случае прикосновения к этим частям человека.
Устройство дифавтомата
Конструкция дифавтомата аналогична другим защитным устройствам. Все элементы схемы аппарата расположены в пластиковом корпусе, имеющем специальные защёлки для крепления прибора на DIN-рейке.
Отключение питания в аварийной ситуации производится при помощи встроенной контактной группы, состоящей из подвижных и неподвижных контактов.
Все параметры дифавтомата - номинальный ток, времятоковая характеристика, тип и уставка дифзащиты указаны на его передней панели.
Количество клемм, подходящих проводов и размеры аппарата зависят от числа фаз в линии.
В однофазной сети к дифавтомату через прибор проходят два провода - ноль и фаза, в трёхфазной линии к нему подключаются четыре проводника - три фазных и нейтраль.
Для выполнения защитных функций в аппарате имеются несколько блоков:
- Дифференциальный трансформатор тока. Сравнивает ток в нулевом и фазном проводниках и отключает питание при нарушении равенства и появлении тока течки.
- Электромагнитный расцепитель. Предназначен для мгновенного срабатывания защиты при коротком замыкании.
- Тепловая защита. Защищает сеть от работы в условиях перегрузки.
- Кнопка "TEST". Устанавливается на передней панели аппарата и используется для проверки работоспособности дифференциального расцепителя. При нажатии на кнопку происходит имитация появления тока утечки и исправный защитный прибор при этом должен отключиться. Такую проверку рекомендуется производить одному из жильцов квартиры раз в месяц.
Как работает дифавтомат в сети 220 Вольт
Принцип работы дифавтомата в однофазной сети заключается в постоянном контроле равенства токов в нулевом и фазном проводниках, а так же в отключении питания в случае повышения силы тока выше уставки теплового и электромагнитного расцепителей.
Для выполнения этих функций используются три различных блока, конструкция которых отличается в зависимости от назначения этих элементов:
- Основной частью защиты от появления тока утечки является дифференциальный трансформатор. В этом устройстве имеются две первичные обмотки, которые включены в цепь нулевого и фазного проводников. Эти катушки подключаются таким образом, что при отсутствии тока утечки магнитные потоки в этих обмотках компенсируют друг друга. В случае нарушения изоляции или прикосновении человека к элементам, находящимся под напряжением, равенство нарушается и во вторичной обмотке появляется напряжение. В зависимости от конструкции отключающая катушка может быть присоединена к этой обмотке напрямую или через встроенный усилитель.
- Кроме людей, дифференциальный автомат защищает электропроводку. Самой опасной ситуацией является короткое замыкание, при котором сила тока в линии практически ничем не ограничена и требуется немедленное отключение питания. Для этого используется электромагнитный расцепитель, представляющий собой катушку электромагнита с подвижным подпружиненным сердечником. В случае резкого повышения тока в линии этот сердечник втягивается и отключает питание сети. Время срабатывания этой защиты составляет менее 20мс. В зависимости от времятоковой характеристики аппарата уставка максимального расцепителя в 3-10 раз превышает номинальный ток устройства.
- Не менее опасной является длительная работа проводов в режиме перегрузки. Для отключения питания в этой ситуации используется тепловая защита, главная часть которой состоит из биметаллической пластинки. Это металлическая полоска, изготовленная из двух слоёв металла с разным коэффициентом теплового расширения. При превышении тока выше уставки дифавтомата происходит нагрев пластины, она изгибается и нажимает на отключающий механизм. Время срабатывания тепловой защиты обратно пропорционально силе тока и начинается от 1 часа при 1,45·In.
Будет ли работать дифавтомат без заземления
Очень часто неопытные электромонтёры задаются следующим вопросом - дифавтомат без заземления работает или нет. На него можно дать однозначный ответ.
Для защиты от поражения электрическим током при помощи дифференциального автомата нет необходимости заземлять корпус электроприбора.
Естественно, наличие заземления повышает безопасность жителей дома и, согласно ПУЭ п.1.7.78 является основной мерой защиты от электротравмы, однако дифзащита работает и при отсутствии заземления.
Принцип работы дифавтомата основан на сравнении силы тока, протекающего по нулевому и фазному проводам. Поэтому аварийное отключение линии при появлении тока утечки произойдёт в любом случае:
- Заземлённый элекроприбор. Защита срабатывает при повреждении изоляции и появлении на корпусе высокого напряжения сразу, без прикосновения к оборудованию человека.
- Отсутствие заземления. Эта ситуация является более опасной для людей. При повреждении изоляции и незаземлённом корпусе последний остаётся под напряжением до прикосновении к нему человека. При этом срабатывает дифзащита и происходит отключение питания.
Важно! Согласно ПУЭ п.7.1.72 при отсутствии системы уравнивания потенциалов установка УЗО или дифавтомата является обязательной.
Схема подключения
Любое защитное устройство может выполнять свои функции только при условии корректного подключения.
Это правило относится так же и к дифавтомату. Этот прибор присоединяется к сети аналогично УЗО без автоматического выключателя.
Подходящие проводники присоединяются к клеммам, имеющим надпись "IN", отходящие "OUT". Фаза должна подключаться к клеммам "L", нейтраль к "N".
На то, как работает дифавтомат, полярность оказывает влияние только в трёхфазных сетях. Работа прибора в однофазной сети зависит только от правильного присоединения подходящих и отходящих проводов.
Чаще всего дифавтомат устанавливается при необходимости установки дифзащиты и отсутствии места для этого в электрощитке. При этом производится демонтаж обычного автоматического выключателя и монтаж дифавтомата на его место.
При этом провода подключаются к тем же клеммам, что и в старом устройстве. Недостаток такой схемы в сложности поиска места неисправности и причины срабатывания.
От этого недостатка свободен вариант, при котором дифзащита подключается к каждой линии.
Он намного дороже предыдущего, но при появлении тока утечки или перегрузке отключается только соответствующий защитный аппарат.
Эта схема может быть дополнена вводным противопожарным дифавтоматом с уставкой тока утечки 100 мА.
Вывод
Принцип работы дифавтомата заключается в совмещении функций УЗО (дифзащиты, защиты человека от поражения током) и автоматического выключателя (защиты от перегрузки и короткого замыкания) в одном приборе.
Однако из-за более высокой цены этого устройства оно устанавливается только при недостатке места в электрощитке.