Дифавтомат: что это такое и как работают модульные автоматические защиты в домашней проводке

Большой ассортимент модулей электрических защит с различными характеристиками срабатывания затрудняет выбор необходимой модели. Каждый параметр, указанный производителем, нужно правильно учесть. Только в этом случае будет обеспечена ваша безопасность.

В статье сайта приводится подробный обзор рабочих характеристик дифференциального автомата с пояснением принципа работы каждой из них для начинающего пользователя. Вам остается только прочитать их и применить на практике.

Как работает дифавтомат: 3 самых главных функции устройства – кратко

Дифференциальный автоматический выключатель производители стали выпускать сразу после УЗО. Объясняется это тем, что устройства защитного отключения в отдельных случаях не могут полностью выполнить защитную функцию.

Они нормально работают и отключают токи утечек при номинальных нагрузках в сети, но сгорают в критических ситуациях, когда требуется разорвать мощную дугу короткого замыкания (КЗ) или перегрузки. Огромный аварийный ток заваривает их силовые контакты.

УЗО повреждается такими критическими режимами и защищается обычным автоматом. Однако подобрать его под оптимальную работу не так-то просто: требуется учесть ряд специфических моментов, выполнить электрический расчет совместимости защит по токам.

Дело это сложное: ошибки встречаются часто. Обычные рекомендации поставить автомат на ступень выше номинального тока УЗО иногда приводят к фатальным результатам.

Поэтому производители стали выпускать комбинированное устройство, выполненное единым прибором в корпусе, которое спасает потребителей как от токов утечек, так и превышения номинальной величины нагрузки.

Назвали его дифференциальным автоматом. Монтаж тоже выполняется на Din рейку.

Казалось бы, безопасность электрической сети внутри дома повышена. На самом же деле все еще возникают случаи, когда после установки в схему электропроводки дифавтомат отказывает и сгорает.

Чтобы этого избежать и правильно его выбрать следует более точно представлять его устройство и технические возможности подключения. Об этом читайте ниже.

Защита от токов утечек: что делает дифференциальный орган сравнения фаз – 2 различных принципа его конструкции

Самое главное назначение дифавтомата – это защита человека от токов утечек, которые возникают при пробое изоляции, создают попадание опасного потенциала фазы на корпус бытового электрического прибора.

Это функция обычного УЗО. При возникновении аварийной ситуации на защищенной линии возможно два варианта развития событий:

1. у современной трехпроводной сети, выполненной по схеме заземления TN-S, TT или TN-C-S опасный потенциал сразу начинает стекать на корпус, а с него через подключенный РЕ-проводник на контур земли. Орган сравнения фаз чувствует разницу токов фазы и нуля, производит мгновенное размыкание контактов;
2. в старой однофазной схеме TN-C с двумя проводниками корпус стиральной машины отделен от контура и потенциал остается на нем. РЕ-проводника и утечки нет: создана засада для поражения человека. Когда же кто-то своим телом случайно замкнет цепь между потенциалом корпуса и контуром заземления, то через него потечет ток утечки.

Во втором случае развивается неприятная ситуация: удар током будет ощутим, но не смертельным. Схема органа сравнения почувствует утечку и быстро, но не мгновенно отключит питание. Пострадавший будет спасен.

Люди часто спрашивают меня: нужно ли ставить УЗО в старой проводке? Решайте сами: разницу я объяснил – без использования УЗО ток будет длительно воздействовать на организм пострадавшего, а с ней – кратковременно.

Рассматривая устройство дифавтомата важно понимать, что его орган сравнения фаз создается по одной из следующих технологий:

1. электромеханической обработки и сравнения аналоговых сигналов, обеспечивающей разрыв силовых контактов без всяких дополнительных блоков;
2. электронного управления, требующего обязательного наличия цепей питания. При обрыве нуля питающего кабеля в трехфазной схеме электроснабжения дома будет отказ срабатывания. Правда, исправить эту ситуацию может реле контроля напряжения. Оно у вас подключено?

Отличие конструкций этих схем показывается маркировкой на корпусе.

Это значит, что дифференциальный автоматический выключатель электромеханического типа отработает в любых условиях эксплуатации электрической сети, а электронный прибор – только при наличии напряжения на его блоке питания.

При отсутствии оперативного питания любые устройства цифровых электронных модулей не работают. Выводы о надежности срабатывания каждой схемы сделайте сами.

Защита от коротких замыканий сети – как реализована в дифференциальном выключателе

В дифавтомате, как и в обычном электрическом автомате, реализована токовая отсечка опаснейших коротких замыканий за счет использования электромагнитного расцепителя, состоящего из катушки отключения с сердечником-бойком.

При возникновении аварийных КЗ электромагнит срабатывает очень быстро и ликвидирует опасный режим, спасает потребителей, провода и сам модуль дифавтомата.

Защита от перегрузок: тепловой расцепитель

Ликвидация других аварийных токов сети, незначительно превышающих номинальную величину, производится не мгновенно, а с задержкой по времени за счет использования биметаллической пластины, работающей тепловым расцепителем.

Аналогичным образом функционируют алгоритмы автоматического выключателя.

Установка в одном модульном блоке трех защит от токов утечек, перегрузок и коротких замыканий значительно повышает надежность модуля, одновременно экономя свободное место в электрическом щитке.

Слабо подготовленные электрики, а не только обычные владельцы квартир, самостоятельно подбирая параметры УЗО и автоматического выключателя, часто допускают грубые ошибки, когда защита не справляется и сгорает.

Чтобы не попасть в неприятную ситуацию необходимо хорошо разобраться с основными техническими данными и их обозначениями, которые указывает производитель в документации и на самом модуле.

Маркировка дифавтомата: что обозначают значки на корпусе

Дифференциальный автомат выпускается модулями двух типов для работы в:

1. двухфазной бытовой проводке обычной квартиры;
2. или трехфазной, используемой в частном доме.

Для первого случая дифавтомат изготавливается двухполюсным модулем с подключением к его клемме «1» входа провода фазы и выхода ее с – «2». Рабочий ноль подключается к клеммам «N».

На отдельных типах конструкций клеммы вверху могут обозначаться 1/2, а внизу 2/1. Это значит, что ввод и выход фазного проводника допустимо подключать с любой стороны.

Слева на картинке я показал устройство дифавтомата, а справа – обозначение на схемах, которые используются при их вычерчивании в упрощенном однолинейном исполнении и более подробном – двухлинейном для бытовой сети с напряжением 220 вольт.

Аналогичным образом показывается дифференциальный выключатель для трехфазной сети напряжения 380 вольт. Его конструкция вмещает четыре полюса.

На три первых гнезда слева и сверху с маркировкой «1», «3», «5» подаются соответствующие фазные цепи. Они же снимаются с гнезд «2», «4», «6». Для подключения ноля справа используются клеммы «N».

Монтаж всех четырех рычагов ручного управления механически связан. Переключения происходят одновременно, что является обязательным условием исключения неполнофазного режима питания потребителей.

Как видите, нейтраль (нулевой провод) всегда подключается на самый правый полюс.

Устройство дифавтомата и компоновку его механизмов показываю рисунком ниже. Конструктивно он состоит из пары встроенных блоков: слева –автоматический выключатель, справа – УЗО.

Четырехполюсный аппарат выполнен так же. В нем три левых блока – автоматические выключатели, правый – диф орган.

Рычаг управления с механизмом ввода и расцепления позволяет вручную коммутировать электрическую цепь силовыми контактами.

Кнопка «Тест» предназначена для проверки работоспособности механизма устройства защитного отключения от токов утечек. При ее нажатии искусственно создается канал утечки, соответствующий уставке УЗО и проверяется снятие питания силовыми контактами.

При разрыве огромных токов КЗ контакты электромагнитного расцепителя рвут дугу, обладающую высокой температурой и энергией. Она тянется за подвижным контактом, создает зону повышенного давления из дымов и продуктов сгорания окружающего воздуха.

Все это направляется в атмосферу через лабиринты дугогасительной камеры, где дуга растягивается и затухает.

Важно понимать: надежная ликвидация токов КЗ обеспечивается только совместной работой электромагнитной отсечки с дугогасительной камерой.

Конструктивно устройство защитного отключения и дифференциальный автоматический выключатель очень похожи. Они изготавливаются модулями одинакового типа, которые легко спутать неискушенному пользователю.

Когда возникает вопрос, как отличить дифавтомат от УЗО, то сразу смотрите на обозначение электромагнитного и теплового расцепителей.

Они отсутствуют в конструкции УЗО.

У элитных моделей дифавтоматов имеется индикация срабатывания, по которой можно судить о причине отключения: возникла утечка через изоляцию или перегрузка, КЗ. На бюджетных изделиях такая возможность отсутствует.

Установка подобного индикатора ускоряет поиск и обнаружение неисправностей, ремонт, ввод электропроводки в работу после устранения аварии. Преимущества очевидны.

При подборе дифференциального выключателя для дома обращайте внимание на технические данные, нанесенные производителем маркировкой на его корпусе.

Остановимся на ней немного подробнее.

Номинальный ток: самый главный параметр выбора и подключения дифавтомата

Для бытовых целей используются устройства, работающие с нагрузкой, нормированной токами 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 ампера. Эти основные величины бытовой сети определяет стандартный ряд по ГОСТ 6827-76.

Дифавтоматы, до 16А монтируют для систем освещения, 40 А и выше – на вводе. Промежуточные номиналы подбираются под розеточные группы и отдельные мощные потребители.

Величина номинального тока ограничивает нагрузки, которые могут беспрепятственно протекать в защищаемой цепочке. Все, что выше этого значения, будет просто отключаться.

С другой стороны, при выборе следует максимально приблизить чувствительность автомата по номинальному току к критическим нагрузкам, которые способны выдержать потребители и кабель, проводка.

Загрубление может привести к тому, что провода сгорят от перегрузки, а защита ее даже не почувствует.

В отдельных случаях удобнее выбрать дифавтомат не по номинальному току, а по мощности всех подключенных потребителей. Большой разницы здесь нет. Смысл методики следующий:

1. все электроприборы для быта (освещение, инструмент, стиралки, холодильники, обогреватели…) маркируются номиналом потребляемой мощности;
2. дифавтомат защищает определенную розеточную группу с ними;
3. все мощности приборов этой группы суммируются: определяется максимальное значение в ваттах, которая станет нагружать дифференциальный выключатель;
4. эта мощность делится на номинал напряжения 220В и получается итоговый ток нагрузки. По нему выбирается номинал дифавтомата.

Такие расчеты уже давно сведены в таблицы, учитывают материал и сечение жил проводников и кабеля.

Время-токовая характеристика: насколько быстра токовая отсечка

Защиты дифавтомата от превышения номинального тока нормированы по скорости срабатывания и зависят от степени превышения аварийной величины. Чем она больше, тем опаснее создается ситуация – быстрее должна происходить отсечка.

Однако, вид подключенной нагрузки, особенно индуктивные потребители и импульсные трансформаторы, влияют на быстродействие и выбор конкретного устройства.

Поэтому дифференциальные автоматические выключатели, как и простые автоматы, стандартизированы по трем время-токовым характеристикам токовой отсечки, обозначаемых латинским буквами: B, C, D.

Это значит, что для спасения проводки с большим количеством электродвигателей и номинальным током в 16 А, следует выбирать модуль для подключения с обозначением С16. Причина следующая.

Асинхронные электродвигатели холодильников, морозильников, сплит-систем, стиральных машин, пылесосов и другой техники при запуске потребляют ток, превышающий в 3-5 раз номинальную величину.

Если же в схеме сети присутствует несколько устройств с импульсными трансформаторами, то ваш выбор – D16, а для обычных условий лучше всего подойдет быстрый тип – B16.

Такой прием позволяет оптимально выбрать дифавтомат, избежать его ложных срабатываний во время эксплуатации.

Отключающая способность: что за зверь и как учитывать

Еще эту характеристику называют предельной коммутационной способностью (ПКС). Ее показывают четырех-пятизначной цифрой с буквой А внутри прямоугольника (4500А, 6000А или 10000А).

Эта величина является пределом, ограничивающем отключающие возможности силовых контактов, их способность разорвать электрическую дугу и не сгореть.

Если не обеспечить правильный расчет ПКС, то при ликвидации аварийного режима последствия могут быть фатальными.

Точно определить и рассчитать отключающую способность основных защит может только электрическая лаборатория. На практике принято считать, что сопротивление старой алюминиевой проводки зданий позволяет использовать модули с ПКС 4500А, в новостройках с медными проводами – 6000А.

Когда новое здание расположено близко от питающей трансформаторной подстанции, то ваш выбор ПКС должен быть только 10000А.

Дифференциальный ток утечки или чувствительность защитного устройства

Для дифавтоматов обычно эта величина составляет 10 или 30 миллиампер. Довольно редко можно встретить более очуствленные изделия на 6 мА.

Внутри обычных жилых помещений имеет смысл подбирать чувствительность к току утечки в 30 мА. Для кухонь и ванных комнат с повышенной влажностью лучше выбирать уставку на 10 или даже 6 мА. Они лучше обеспечат вашу безопасность.

Класс дифференциальной защиты: где ошибаются даже бывалые электрики

Патовая ситуация может возникнуть при неправильном учете формы сигналов, которые существуют в современной проводке.

Общепринято считать, что основные токи в домашней сети бывают синусоидальными переменными, а не пульсирующими, выпрямленными или постоянными. Но это не совсем так: идеальная форма гармоники давно нарушена.

Причем уставка срабатывания УЗО всегда зависит от действующего значения.

Оно меняется в зависимости от формы сигнала и может привести к отказу защиты. Более подробно этот вопрос я изложил отдельной статьей про формы токов, которые создаются нашими потребителями. Вам полезно это узнать.

Все эти нюансы учитывают производители УЗО. Они показывают форму сигнала, с которым может надежно эксплуатироваться их изделие, используя буквенное и графическое обозначение маркировки.

Будьте внимательны: если вы прочитали рекомендованную мною статью, то должны понять, что когда в вашей квартире нет приборов с электронным управлением, в чем я сомневаюсь, то это не значит, что у вас питание осуществляется чистой синусоидой.

Ваши соседи, да и все остальные потребители электросети питающей трансформаторной подстанции, уже изменили ее форму. Поэтому обычный класс дифференциальной защиты AC может не корректно работать в критической ситуации.

Рекомендую выбирать для подключения приборы класса A.

Типичная ошибка использования УЗО вместо дифавтомата категории A заключается в подборе автомата класса AC, но не A. Это не равноценная замена.

Класс токоограничения: быстрота ликвидации аварийных процессов

Чем скорее отсекается авария, тем меньше вреда она способна нанести вашему оборудованию. Этот фактор учитывается классом токоограничения, характеризуется временем срабатывания.

Самые медленные автоматы должны отсекать сверхтоки за время, соответствующее половине периода стандартной частоты напряжения 50 герц: 10 мс. Их производители никак не маркируют.

Класс токоограничения 2 отключает сверхтоки в два раза быстрее класса 1, а 3 – в три раза.

При выборе и подключении прибора обращайте внимание на скорость его срабатывания.

Принцип селективности: как правильно создавать комплексную защиту

На вводном распределительном щите в дом или квартиру стоит вводной автоматический выключатель. Он защищает всю проводку от КЗ и перегрузок в сети питания. После него идут дополнительные автоматы этажей или отдельных комнат.

Селективность (избирательность) автоматов определяет последовательность отключения случайных аварийных ситуаций. Правила следующие:

1. при возникновении КЗ, например, внутри розетки микроволновки, вначале должен отключиться автомат розеточной группы на кухне. Рассматриваем случай, когда он отказал: идеальной техники то нет;
2. тогда наступает очередь срабатывания автоматического выключателя этажного щитка. Но, ведь и он может поломаться;
3. такую аварию должен отключить вводной автомат.

Подобная система формирует три очереди отключения аварии, исключающие ложные срабатывания. Они могут создаваться по одному из следующих принципов резервирования отказов КЗ и перегрузок:

1. по формированию чувствительности уставок токов, когда самая загрубленная защита стоит на удаленном конце и работает в последнюю очередь;
2. или установкой автоматов с одинаковой токовой уставкой, но разным быстродействием (классом токоограничения). Самые скоростные ставят у потребителя.

Есть еще два способа:

1. скомбинировать обе методики;
2. приобрести автоматический выключатель с возможностью регулировки селективности срабатывания. Есть и такие в продаже.

Применяя устройства защитного отключения, как и дифавтоматы, следует обращать внимание на селективность действия токов утечек. Например, за УЗО с уставкой в 30 мА необходимо ставить модуль на 10 мА, но не наоборот.

Если последовательно монтируете две одинаковые защиты, то обеспечьте более быструю работу для ближайшей к потребителю. Иначе возникнут проблемы с поиском места повреждения.

Таким способом создается система предохранения от электрических пожаров: на вводе в дом монтируют противопожарное УЗО с уставкой на 100 или 300 мА.

Что дешевле: дифавтомат или УЗО с автоматическим выключателем – личное мнение

Этот вопрос интересует любого человека, ведь выкладывать лишние деньги никто не хочет. Я уже постарался показать, что по рабочим характеристикам защит при грамотном выборе разницы практически нет. Безопасность монтажа равнозначна.

По деньгам же за один дифавтомат придется выложить большую сумму, чем за два модуля: автомат + УЗО. Вроде как получается сэкономить, особенно если предстоит покупка десятка таких защит.

Однако я рекомендую обратить внимание на то, что автомат должен четко подбираться под условия эксплуатации и характеристики УЗО. Если это сделать не умело, то ждите фатальных последствий. Поэтому продумайте свои траты заранее:

• у дифавтомата совместимость обоих защит сбалансирована в заводских условиях. Поэтому он стоит дороже;
• подбор автоматического выключателя под УЗО вы осуществляете на свой страх и риск. Достаточно квалификации и ответственности – пользуйтесь. Не уверены в собственных силах – приобретайте дифавтомат.

За вас никто не станет решать этот вопрос, а советы от случайного дяди Васи электрика не дают вам никакой гарантии: сэкономив небольшую сумму при покупке, есть шанс лишиться всего имущества при аварийной ситуации. Выбор за вами.

Заканчиваю статью и рекомендую посмотреть видео владельца elektrik-sam “УЗО или дифавтомат? Что лучше для подключения?” Он понятно излагает свою точку зрения.

Я же расписал свою. Допускаю, что у вас может сформироваться несколько иное мнение или что-то осталось не понятным, требует разъяснения, заметили недостатки. В этом случае воспользуйтесь разделом комментариев сайта. Будем обсуждать вопрос и приходить к общему решению.

Напоследок предлагаю пройти один из опросов про дифференциальный выключатель и высказать личное мнение. Оно будет суммироваться с ответами других читателей и поможет объективнее оценить отношение людей к этому вопросу.

Если вы работаете по договору, то какую защиту рекомендуете устанавливать своим заказчикам?

Оцените статью