Автоматические выключатели, дифавтоматы и УЗО: что это и для чего нужны

Электрическая цепь иногда может давать сбои, которые приводят к серьезным последствиям. Из-за короткого замыкания и перегруза проводов могут страдать сами электроприборы, или удар током могут получать люди, а в некоторых случаях может произойти и возгорание. Поэтому для предотвращения различных аварий нужно обеспечить защиту системы специальными электрическими устройствами.

Речь идет об автоматических и дифференциальных выключателях и устройствах защитного отключения. Они повышают электробезопасность, отключают возникающие аварии и спасают людей от электротравм. При этом приборы имеют разное назначение, и для того, чтобы разобраться, какое устройство лучше подойдет для электрического щита, нужно понимать их разницу. Эксперты интернет-магазина Прораб.Шоп делятся информацией о принципе работы каждого из них.

В этой статье вы узнаете, что из себя представляет конструкция автоматических выключателей, диффавтоматов и УЗО, как они работают и как правильно выбрать каждое из устройств для щитка.

Автоматический выключатель

Устройство предназначено для включения, проведения и отключения тока в заданный период времени. Первые защитные автоматы появились еще в девятнадцатом веке, но современная конструкция, которая представлена на рынке сегодня, имеет намного больше возможностей.

Теперь расскажем подробнее об устройстве и принципе работы автоматических выключателей (АВ).

Конструкция и типы автоматических выключателей

Автоматические выключатели разделяются по фазности (полюсности): одно-, двух-, трех- и четырехполюсные. Они отличаются по функционалу и сфере применения. Например, первый вид размыкает фазный проводник, и монтируют его обычно в жилых домах. Двухполюсные выключатели расцепляют оба провода одновременно, а используются они в офисах или в домах с большим количеством ресурсоемкой техники.

Трех- и четырехполюсные АВ имеют больший функционал, чем первые два типа, поэтому их устанавливают на линиях с большим напряжением. Как правило, это промышленные площадки и производства.

Сама конструкция автоматического выключателя состоит из пластикового короба, тумблера, клемм для присоединения проводов и расцепителей. Помимо этого, АВ включают в себя еще несколько деталей:

• Контактная система. Это комплекс подвижных и неподвижных контактов, обеспечивающих в замкнутом состоянии беспрепятственное прохождение тока на протяжении долгого времени. При разомкнутом состоянии между контактами формируется промежуток воздуха, который исключает протекание электрического тока.
• Расцепитель. Он отвечает за контроль заданного параметра электрической сети и воздействует на отключающее устройство. При этом расцепители бывают двух видов: тепловой и электромагнитный. Первый представляет собой биметаллическую пластину, которая начинает изгибаться под воздействием чрезмерного тока. Электромагнитный тип расцепителя обеспечивает мгновенное отключение от питания в случае короткого замыкания.
• Дугогасительное устройство. Оно нужно для гашения электрической дуги, которая формируется при отключении контактной системы, если токовая нагрузка слишком высокая. Этот элемент выключателя отключает его в аварийных режимах работы, не вредя при этом контактной системе и другим составляющим устройства.
• Механизм управления. Он предназначен для того, чтобы управлять положением контактной системы в ручном или автоматическом режиме. Для быстрых переключений в ручном режиме есть специальный рычаг, который находится на лицевой поверхности выключателя, или для этого можно использовать электромагнитный привод.

Как работает автоматический выключатель

У автоматического выключателя есть свои способы срабатывать во время каждого вида чрезвычайных ситуаций:

• Перегрузка электропроводки. В этом случае отключение системы производится тепловым расцепителем. Электрический ток проходит через нагревательный элемент (биметаллическую пластину), которую нагревают малые токи, поэтому лента не отключается. В случае сильного тока слои пластины увеличиваются в длину, и полоска изгибается, воздействуя на отключающий автомат механизм.
• Короткое замыкание. В данном случае главный элемент максимальной защиты — соленоид с подвижным сердечником. Питающий провод при коротком замыкании подключается к верхней и нижней клемме автомата. Когда рукоятка выключателя принимает положение “включено”, ток проходит от верхней клемме к катушке электромагнита, а также к нижней клемме. За счет высокой скорости срабатывание защиты происходит мгновенно.

Как выбрать АВ

Рабочий ток автоматического выключателя должен соответствовать реальным параметрам электропроводки: материалу и сечению жил и способу их укладки. Также необходимо учитывать следующие параметры.

• Мощность АВ. Здесь нужно рассчитать максимальную мощность подключенной электрической нагрузки.
• Ток короткого замыкания. Определить, какой будет ток при замыкании между фазами или возникновении аварийного режима.
• Селективность. Корпусные выключатели комплектуют регулятором величины расцепителя.

Помимо расчетов, нужно учитывать величину напряжения, количество фаз, тип тока (переменный или постоянный), его частоту, а также число полюсов АВ и характеристику срабатывания. Еще необходимо оценить условия эксплуатации: при работе с высоким уровнем влажности и пыли выключатель должен обладать подходящим уровнем защиты IP. Более того, нужно определиться с исполнением корпуса, от которого будет зависеть способ монтажа.

Устройства защитного отключения

Наряду с автоматическими выключателями есть еще и устройства защитного отключения. Они защищают электрическую цепь от токов утечки, и срабатывают только в этих случаях.

Конструкция УЗО

Среди моделей устройств защитного отключения есть разные типы, в том числе отличные по количеству модулей. Но среди самых распространенных выделяют следующие:

• Электронные. Внутри этих приборов есть встроенный усилитель, поэтому для работы им нужно дополнительное питание от сети. При обрыве нейтрали защита от поражения током не работает, но прикосновение к проводнику — опасно. Преимущество электронных УЗО — возможность задержать срабатывания. Еще одно удобство в том, что в схеме устройства есть значок усилителя в виде треугольника. К его основанию подключена вторичная обмотка, а на вершине есть подвижный контакт.
• Электромеханические. В конструкции этих УЗО есть трансформатор тока, и его первичные обмотки включены в цепь проводников аппарата. Вторичная же обмотка подключена к механизму, который размыкает контакты. Для данного типа устройства не нужно дополнительное питание, поэтому защита срабатывает даже при обрыве нейтрали и отсутствии напряжения на входных клеммах.

Как работает УЗО

В основе работы УЗО лежит принцип фиксации дифференциальных токов. В фазном и нулевом проводах сумма токов равна нулю при замкнутости электрической сети. Если же появляется разница между значениями, то часть энергии уходит из цепи. Задача УЗО в данном случае — сравнивать значения в фазе и нуле и отключать питание при появлении разности.

За фиксацию тока утечки отвечает трансформатор дифференциального тока. Вот, как пошагово срабатывает двухполюсный УЗО со стандартным электромагнитным реле при авариях:

• Шаг 1. Силовые обмотки, подключенные к фазе и нулю, в штатной ситуации создают противоположные по заряду магнитные поля.
• Шаг 2. При возникновении разности токов меняется мощность магнитных полей, что вызывает электродвижущую силу в контрольной обмотке, провоцируя появление тока.
• Шаг 3. Усилитель сигнала усиливает это значение и сравнивается с эталоном в схеме. Если ток утечки выше порога отключения, реле воздействует на расцепитель силовых контактов, после чего питание отключается.

Как выбрать УЗО

Устройство нужно выбирать с учетом нескольких показателей, влияющих на его работу:

• По номиналу тока. Нужно учитывать, чтобы выбираемый номинал тока УЗО был на одну ступень выше, чем у автоматического выключателя. Он должен быть равен номиналу вводного автомата.
• По мощности. Это нужно для того, чтобы при монтаже разводки правильно распределить энергопотребление каждой группы комнат. Это защитит от превышения перегорания прибора и от превышения номинального тока.
• По уровню. В одноуровневой схеме УЗО расчет номинального тока производится с учетом суммарной мощности подключенных приборов. Двухуровневая же система не так сложна в схеме, поэтому более ремонтопригодна.

От правильного выбора устройства защитного отключения зависит безопасность дома: если подобрать параметры правильно, то устройство будет защищено автоматом от токов короткого замыкания.

Дифференциальный автомат

Комбинированное устройство, совмещающее УЗО и автоматический выключатель, называют диффавтоматом. Он многофункционален, благодаря чему является самым популярным прибором для установки в электрощитах. Диффавтомат способен обнаружить утечки тока и защитить проводку от перегрузок и коротких замыканий.

Конструкция диффавтомата

Внутреннее устройство прибора включает в себя две основные части:

• Защитный модуль. Сюда помещен трансформатор с тороидальным источником, микросхема, устройство для усиления сигнала и реле.
• Автоматический выключатель. Здесь находятся электромагнитный и тепловой расцепитель электрической цепи. В него также встроена система механического срабатывания из пружин и рычагов, связывающая тумблер и электрическую часть.

Корпус диффавтомата изготовлен из пластика, который устойчив к возгоранию. Еще у каждого диффавтомата есть кнопка для проверки работоспособности “Пуск”, которая при нажатии имитирует утечку тока. Если устройство исправно, то выключатель щелкнет и прекратит подачу электричества.

Как работает диффавтомат

Прибор так же, как другие защитные устройства, может защищать проводку от перегрузок и коротких замыканий. У него свой принцип срабатывания на внештатные ситуации:

• Короткое замыкание. При возникновении аварии, подвижный сердечник в диффавтомате меняет свое положение, затрагивая выключатель. Он размыкает электрическую сеть и предотвращает замыкание. Срабатывает прибор в ситуации, когда сила тока достигает предельного значения.
• Перегрузка электрической сети. В ситуации, когда величина потребляемого тока превышает нормативные значения, срабатывает расцепитель. Через него идет электрический ток, а в момент перегрузки сигнал передается на выключатель, отсоединяющий линию расцепителя от источника питания.
• Утечка тока. При достижении дифференциального тока установленного порога, трансформатор мгновенно срабатывает. Он отправляет эту информацию через усилитель сигнала на микросхему, где ток сравнивается с нормальным значением — с нулем. Если цифра выше, то микросхема подает команду на выключатель, который прекращает подачу тока на провода.

Как выбрать диффавтомат

При выборе устройства нужно учитывать тип встроенного УЗО. Он делится на тип А с постоянным током устройств и на АС, срабатывающий на переменный ток утечки. И те, и другие типы дифференциальных автоматов есть в магазине Прораб.Шоп.

Вот, что еще нужно учитывать при выборе диффавтомата:

• Фазность сети. Речь идет о полюсах, к которым подключаются фазы и нулевой проводник. Здесь же стоит помнить и о номинальном напряжении.
• Времятоковая характеристика. Она показывает, насколько быстро автомат срабатывает при токах короткого замыкания. Время зависит от силы протекающего через прибор тока.
• Номинальный отключающий ток. Показатель означает ток утечки в миллиамперах. Для каждого электроприбора есть свои номинальные цифры.

Все три типа защитных устройства — автоматические выключатели, дифференциальные и УЗО отвечают за безопасность электрической системы и предотвращают аварии. Главное отличие приборов — в функционале, где АВ указывает на перегруз и короткое замыкание, УЗО — предотвращает критические ситуации из-за утечки тока, а диффавтомат — размыкает электрическую цепь при внештатных ситуациях. Базовым для установки в щитке жилого дома или коттеджа является автоматический выключатель, мощность которого усилят УЗО и диффавтомат.

Чтобы приобрести качественные защитные устройства, обращайтесь в интернет-магазин Прораб. Здесь представлены автоматические выключатели, дифференциальные автоматы и устройства защитного отключения разных типов. Менеджеры магазина помогут вам с выбором товаров.