Электричество — краеугольный камень обеспечения комфорта и уюта жилого помещения и бесперебойной работы инженерных коммуникаций, бытовой техники, зданий технического назначения. Но при этом электрический ток — источник повышенной опасности для человека. Электротравмы: удары, ожоги, поражения нервной системы, встречаются в повседневной жизни часто. В отдельных случаях последствия тяжёлые (ампутация конечностей, летальные исходы). Некачественная электропроводка может привести к пожарам, взрывам, выводу из строя агрегатов.
Для обеспечения безопасности людей и технических средств в электрическую цепь включают предохранительные приборы. Распространён аппарат УЗО (устройство защитного отключения), который срабатывает при нарушении изоляции, утечки тока в землю, минуя нулевой провод (поражение человека).
Недостатки УЗО связаны с тремя проблемами:
- Невозможность работы без автоматического выключателя, который монтируется в сеть как автономный аппарат.
- Срабатывание УЗО с выключателем происходит при токе 40 мА. Это на 10 мА превышает опасный для человека нижний токовый порог, чреватый сильными болевыми ощущениями и ожогами.
- Аппарат теряет защитные свойства при сверхтоках. Если по каким-либо причинам в сети не установлен или вышел из строя автоматический выключатель, УЗО не справится с коротким замыканием и риск выхода из строя электрической сети возрастёт.
Для повышения качества защиты электрической проводки применяется инновационный технический прибор — дифференциальный автомат (дифавтомат).
Назначение и преимущество аппарата
Дифавтомат — электротехническое изделие, используемое для ограждения и отключения электросети в случае экстремальных перегрузок, коротких замыканий и токовых утечек.
Отличается от УЗО расширенными границами автоматического срабатывания: нижняя — 10 мА, верхняя — короткое замыкание.
Когда возникает дилемма: дифавтомат или УЗО, выбор в пользу первого варианта очевиден.
Достоинства дифференциального автомата обусловлены его высокой технологичностью, надёжностью, безотказностью и включают:
- Повышенную быстроту срабатывания.
- Защиту агрегатов и аппаратов от скачков напряжения.
- Усиленную температурная устойчивость. Прибор работает в интервале минус 25 0С — 50 0С.
- Механическую и физическую прочность, износостойкость.
Устройство и принцип действия
Дифавтомат относится к сложному электротехническому оборудованию. Фактически состоит из нескольких автономных структурных составляющих. В их числе:
- Система автоматического выключения. Контролирует нагрузочный ток. При достижении максимальных значений, например, при коротком замыкании или запредельной мощности потребителей электроэнергии, срабатывает за 0,06 сек. При утечке тока в результате оголения проводки (пробой изоляции) или других неполадок в кабелях и проводах, разрыв сети происходит с задержкой до 1 часа. Отключение производят магнитный и тепловой расцепители. Быстрота процесса зависит от величины отклонения тока от стандартного значения. Автомат приводится в действие при разнице текущего и номинального токов выше 25%.
- Дифференцированный трансформатор. Предназначен для защиты людей и животных от поражения током. Работа основана на использовании электромагнитной катушки. При достижении разницы между входящими и исходящими токами критических значений катушка мгновенно разрывает цепь.
- Рейка ручного переключения аппарата. Имеет два положения — включено и выключено. Используется при ремонтных и профилактических работах, а также при подключении потребителей электропитания.
Установка дифференциального выключателя
Установка дифавтомата производится в строгом соответствии с требованиями ПУЭ (Правила устройства электроустановок). Аппарат размещается в распределительном щите на Din — рейках, к которым крепится с помощью специальных зажимов — защёлок. Компактный корпус изготовлен из диэлектрического материала. Часто применяются полимерные композиты, обладающие необходимыми для электрических устройств свойствами: прочностью, термической и антикоррозийной стойкостью, повышенной противопожарной сопротивляемостью.
Выключатель крепится к щитку таким образом, чтобы входные жилы находились сверху. На корпусе коробки показано правильное направление монтажа. Подсоединяемые провода на концах оголяются и зачищаются специальным инструментом для снятия изоляции. Высокотехнологичные приборы чувствительны. Даже незначительные повреждения сердечника провода приведут к некорректной работе системы защиты. Как минимум увеличится число ложных срабатываний выключателя.
Фазный и нулевой провода требуется подключить к устройству через специальные ячейки. Встречаются случаи, когда жилы соединяются с изделием, минуя автомат. Такая схема соединения чревата опасными последствиями.
Грубая ошибка — соединение нулевого провода на выходе из устройства с другими нулями на электрическом щитке. Проходящие токи превысят номинальное значение для устройства, вызывая беспричинное срабатывание. Такой же эффект имеет место при соединении нуля с заземлением. Такая схема устарела. Она пригодна для двухпроводных сетей с грубой защитной системой.
При двух или трёх элементах в электросети требуется следить за тем, чтобы фазы и земля подключались правильно. Нередко к энергопотребителю подводят фазный провод от одного прибора, а ноль — от другого, что исключает возможность защиты сети.
Классификация дифференциальных автоматических выключателей
Продуценты электротехнического оборудования выпускают разнообразные виды дифавтоматов. Выбор конкретно устройства зависит от мощности и вида потребителей электроэнергии, функций, которые предполагается придать изделию, типу электрической сети. Для облегчения поиска требуемого варианта выключателя используется их классификация по типу и назначению.
По токовому расцеплению автоматы делятся на три класса, каждый из которых показывает, при каких значениях тока происходит мгновенный разрыв электрической цепи.
- Тип B. Изделие срабатывает, если ток в сети до 5 раз превышает номинальный показатель.
- Тип С. Критическое значение тока до 10 раз выше номинального.
- Тип D. Реакция автомата происходит при 10—20-кратном превышении тока в сети над нормой.
Показатели электромагнитного разрыва цепи маркируются на корпусе автомата. Обозначение D 15 показывает, что устройство рассчитано на номинальный ток в 15 А, а срабатывает при 150—300 А.
- По виду электросети. Делятся на однофазные (U = 220 В) и трёхфазные (U = 380 В). Им соответствует однополюсное и четырехполюсное электрооборудование.
- По времени срабатывания систематизируются: на немедленного действия и селективные. Функции селективных устройств — предотвращение пожара в случае повреждения изоляции проводов и кабелей. Отключение сети происходит при I = 100 — 500 мА. Время — до 0,5 секунды. Для аппаратов мгновенного действия показатели токов отключения находятся в коридоре 6—30 мА, времени — не дольше 0,05 секунды.
- По предельному току отключения: Маркировка от 3000 до 10000 указывает на максимальное значение тока в А, которое выдержит дифференциальный выключатель при коротком замыкании без нарушения эксплуатационных и функциональных качеств. В городской квартире, где немного мощных потребителей и в частном домовладении применяют аппараты, рассчитанные на низшие показатели тока (до 4500 А). Высшие показатели характерны для промышленных объектов. При выборе изделий обязательно принимают во внимание состояние электропроводки. При слабых линиях с обветшалой изоляцией проводов рискованно применять выключатели с высокими пороговыми значениями устройства.
Схемы подключения
В повседневной практике распространены однофазные и трёхфазные сети. Применяются схемы с одним или несколькими автоматическими выключателями, с заземлением или без него. Каждый вариант имеет достоинства и недостатки
Автономные изделия
Используются несколько технических средств. Каждый включается в самостоятельную линию электросети. Она рассчитана на конкретную группу электрических потребителей или мощный агрегат. Ещё один аппарат монтируется для защиты самих автоматических выключателей.
Достоинства схемы:
- Повышенный уровень защиты сети.
- Технологичность, облегчающая проверку всей линии с целью выявления неисправностей. Для этого иногда бывает достаточным обыкновенной прозвонки цепи с помощью тестеров.
- Затраты на покупку дифавтоматов быстро окупаются за счёт улучшенных условий жизнедеятельности домовладельцев.
- Выполнение дифференциальным автоматом функции заземления. Новые реалии крупного и частного домовладения связаны с тем, что отменяется норма об обязательной установке заземляющих устройств и контуров. Вместо этого вводится требование непременного использования автоматических выключателей, которые предохраняют людей, животных, технические средства, бытовое и промышленное оборудование от поражения электрическим током и угрозы пожаров.
Подключение автомата к однофазной и трехфазной сетям
Схема подключения дифавтомата в однофазной сети принципиально не отличается от таковой для УЗО.
Главное требование — внимание и аккуратность. Это обусловлено тем, что для продуцентов электрических технических средств нет единых требований по поводу установки соединительных элементов. Одни фирмы ячейки для заземляющего провода ставят в левой части корпуса, другие — в правой.
Порядок проведения работ после установки автомата и зачистки проводов:
- Подключение жил в однофазной сети. Провода (фаза и ноль), идущие от распределительного щитка (ввод) коммутируются с верхними контактами. Соединительные элементы, направленные к потребителям электроэнергии (вывод) подключаются к клеммам нижней части приборов. Категорически запрещается менять их местами.
- Правильное соединение жил. На корпусе каждого электротехнического средства гнёзда для подключения проводов в обязательном порядке маркируются. L означает ячейку для фазного соединения, N — нулевого. Единицей обозначается входящая фаза, двойкой — выходящая. Соблюдение полярности трудностей не вызывает.
Варианты подключения прибора:
- Единый дифавтомат. Пригоден для квартир в многоэтажных домах. Число потребителей невелико. Мощные агрегаты практически отсутствуют. Преимущества связаны с простотой монтажных работ, бюджетностью структурных элементов. Недостаток — при срабатывании автомата обесточивается вся квартира. Вряд ли этот минус доставит серьёзные неудобства жильцам квартиры. Такая ситуация привычна для городских жителей.
- Общий прибор на входе, автономные — на каждой потребительской линии. Достоинства: повышенная степень безопасности, надёжности, эффективности работы. Желательно применение селективных средств, чтобы избежать варианта одновременного отключения самостоятельного и общего изделий. Схема удобна для частных лиц, фермерских хозяйств, владельцев мини- предприятий. Недостаток: сложность монтажа, дороговизна.
- Несколько выключателей при отсутствии общего. Допустимая схема при большом числе маломощных потребителей.
- Подключение к трёхфазной сети. Отличие — вместо двухполюсного элемента используется четырёхполюсный. Обязателен, если в сети имеются потребители, работающие на трёхфазном токе.
Дифавтоматы приобретают растущую популярность и постепенно вытесняют с рынка УЗО. Новые разработки учены и специалистов направлены на улучшение технических характеристик устройств, включая возможность дистанционного управления сетями.
