Как подключить дифференциальный автомат

Содержание

Конструкция дифавтоматов

Дифференциальный автоматический выключатель – это электрический прибор, служащий для защиты сети и подключенных к ней приборов от нерасчетных нагрузок и утечек тока. Фактически он представляет собой комбинированное устройство из двух основных функциональных частей:

Устройство защитного отключения (УЗО). Его работа осуществляется за счет подведения обратного тока. В рабочем состоянии сети величины входного и обратного тока создают равносильные магнитные потоки, что не дает разъединить реле отключения. Если в сети появляется ток на землю (утечка), разница между потоками сразу же переключает реле и подача питания прекращается.
Автоматический выключатель (АВ). Он оснащен парой расцепителей: тепловым и электромагнитным. Первый прекращает подачу тока при возникновении перегрузки на группе потребителей, к которым подключен, а второй – при коротком замыкании. В различных дифавтоматах могут использоваться двух- или четырехполюсные автоматические выключатели.

Помимо этих основных элементов в рабочем модуле дифавтомата присутствует электронный усилитель и дифференциальный трансформатор.

Перед монтажом дифференциального автомата следует проверить его исправность. Для этого на корпусе каждого такого прибора производители располагают кнопку «Тест». Нажатие на неё приведет к искусственному моделированию ситуации с утечкой тока, которая должна спровоцировать отключение аппарата. Если этого не происходит, то применение устройства категорически запрещено.

Для стандартной бытовой электросети с напряжением 220В предназначены двухполюсные дифференциальные автоматы. Правила подключения дифавтомата в однофазной сети требуют подсоединять нули следующим образом: снизу – ноль от нагрузки, а сверху – от питания.

Четырехполюсные дифавтоматы устанавливаются по точно такому же принципу, но используются в трехфазных электросетях с номинальным напряжением 380В. Их установка, как правило, требует большего места на DIN-рейке, чем для 4 модулей, поскольку необходимо пространство для размещения блока дифзащиты.

Типичные ошибки при подключении дифференциальных автоматов

Имеет смысл обратить внимание читателей на те ошибки при установке дифавтоматов, которые допускаются довольно часто и приводят или к неработоспособности схемы, или даже к выходу прибора защиты из строя

Описание ошибки
Иллюстрация
Характерные симптомы
При подключении дифавтомата нарушено указанное расположение проводов ввода и выхода на нагрузку (если модель не отличается универсальностью в этом вопросе)

Оценка дифференциального тока проводится некорректно.
Бессистемное срабатывание, некорректная работа, отказ включаться.
Перепутано направление подключения проводов – фаза в одну сторону, ноль – в другую.

Вместо взаимной компенсации, магнитные потоки на сердечнике дифференциального трансформатора накладываются, и контрольная обмотка определяет дифференциальный ток даже тогда, когда его нет

Кнопка «тест» может работать нормально, но при включении нагрузки происходит мгновенное выключение АВДТ.
На каком-то участке схемы (неважно, каком) допущено объединение рабочего нуля с контуром заземления

Утечка тока заложена «по умолчанию». АДВТ вообще невозможно включить – сразу срабатывает защита.
Ноль на нагрузку пущен не из АВДТ, а с общей шины, расположенной по схеме выше дифавтомата

Оценка дифференциального тока некорректная

АДВТ включается, тест проходит нормально, но при включении нагрузки происходит моментальное срабатывание защиты.
После дифавтомата нулевой провод не идет непосредственно на нагрузку, а возвращается на общую нулевую шину. И только потом идет на линию нагрузки

Оценка дифференциального тока некорректная — по нулевому проводнику АВДТ ток практически не проходит.
Прибор включается, но тест не работает, а при попытке включить нагрузку мгновенно срабатывает защита
При использовании двух дифференциальных автоматов допущена ошибка – перепутаны нулевые провода разных линий

Оценка дифференциального тока на обеих линиях становится некорректной.
Дифавтоматы включаются, на прохождение теста реагируют нормально. Но любое подключение нагрузки хотя бы на одной линии приводит к срабатыванию защиты на обоих АВДТ.
Опять же при использовании двух (или более) дифференциальных автоматов – ниже по схеме допущено, ошибочно или намеренно, объединение нулей отдельных линий

Оценка дифференциального тока в обеих линиях выполняется некорректно.
АВДТ включаются, но при нажатии кнопки «тест» на любом из них – выключаются сразу оба. И при подключении нагрузки к любой линии сразу происходит срабатывание дифференциальной защиты на обоих приборах.

* * * * * * *

Итак, были рассмотрены устройство и классификация автоматических выключателей дифференциального тока, основные схемы их включения домашней или квартирной электросети, часто допускаемые ошибки при их коммутации.

Напоследок можно добавить, что дифавтоматы все же не пользуются особой любовью электриков. Многие мастера предпочитают обходиться установкой защиты, собираемой из УЗО и автоматических выключателей. Схема получается более гибкой и ремонтопригодной, а учитывая высокую стоимость АВДТ – еще и более рентабельной.

Подробнее об этом можно почитать в специальной статье нашего портала, которая так и называется – «Что лучше, УЗО или дифавтомат?»

Варианты защиты для однофазной сети

О необходимости монтажа комплекта защитных приборов упоминают производители мощной бытовой техники. Нередко в сопроводительной документации к стиралке, электроплите, посудомойке или бойлеру указано, какие устройства необходимо дополнительно установить в сеть.

Однако все чаще используется несколько приборов – по отдельным контурам или группам. В этом случае устройство в связке с автоматом (-ми) монтируется в щитке и соединяется с определенной линией

Учитывая количество различных контуров, обслуживающие розетки, выключатели, технику, максимально нагружающую сеть, можно сказать, что схем подключения УЗО бесконечное множество. В бытовых условиях можно даже установить розетку со встроенным УЗО.

Далее рассмотрим популярные варианты подключения, которые являются основными.

Вариант #1 – общее УЗО для 1-фазной сети.

Место УЗО – на входе силовой линии в квартиру (дом). Его устанавливают между общим 2-полюсным автоматом и комплектом автоматов для обслуживания различных электролиний — осветительных и розеточных контуров, отдельных ответвлений для бытовой техники и др.

Если на каком-либо из отходящих электроконтуров возникнет ток утечки, защитное устройство тут же отключит все линии. В этом, безусловно, его минус, так как нельзя будет точно определить, где именно неисправность

Предположим, что произошла утечка тока из-за соприкосновения фазного провода с включенным в сеть металлическим прибором. УЗО срабатывает, напряжение в системе пропадает, и найти причину отключения будет довольно сложно.

Положительная сторона касается экономии: один прибор стоит дешевле, да и места в электрощите занимает меньше.

Вариант #2 – общее УЗО для 1-фазной сети + счетчик.

Отличительной чертой схемы является наличие прибора учета электроэнергии, установка которого обязательна.

Защита от утечки тока так же подключается к автоматам, но на входящей линии к ней присоединен счетчик.

Если необходимо перекрыть подачу электроэнергии в квартиру или дом, отключают общий автомат, а не УЗО, хотя они установлены рядом и обслуживают одну и ту же сеть

Преимущества такого расположения те же, что и у предыдущего решения – экономия пространства на электрощите и денег. Недостаток – сложность обнаружения места утечки тока.

Вариант #3 – общее УЗО для 1-фазной сети + групповые УЗО.

Схема является одной из усложненных разновидностей предыдущего варианта.

Благодаря установке дополнительных приборов на каждый рабочий контур защита от токов утечки становится двойной. С точки зрения безопасности — это отличный вариант.

Предположим, произошла аварийная утечка тока, а подключенное УЗО контура освещения по какой-то причине не сработало. Тогда реагирует общее устройство и отключает уже все линии

Чтобы сразу не срабатывали оба аппарата (частный и общий), необходимо соблюдать селективность, то есть при установке учитывать и время срабатывания, и токовые характеристики приборов.

Положительная сторона схемы – в аварийной ситуации отключится один контур. Крайне редко происходят случаи, когда отключается вся сеть.

Это может произойти, если установленное на конкретной линии УЗО:

бракованное;
вышло из строя;
не соответствует нагрузке.

Чтобы подобных ситуаций не возникало, рекомендуем ознакомиться с методами проверки УЗО на работоспособность.

Минусы – загруженность электрощитка множеством однотипных приборов и дополнительные траты.

Вариант #4 – 1-фазная сеть + групповые УЗО.

Практика показала, что схема без монтажа общего УЗО тоже неплохо функционирует.

Конечно, страховки от несрабатывания одной защиты нет, но это легко исправить, купив более дорогостоящее устройство от производителя, которому можно доверять.

Схема напоминает вариант с общей защитой, но без установки УЗО на каждую отдельно взятую группу. Отличается важным положительным моментом – здесь легче определить источник утечки

С точки зрения экономии, электромонтаж нескольких устройств проигрывает – один общий обошелся бы намного дешевле.

Если в вашей квартире электросеть не заземлена, рекомендуем ознакомиться со схемами подключения УЗО без заземления.

Параметры

При установке дифавтомата следует учитывать три основных параметра:

Напряжение питающей сети и количество фаз – 220В или 380В, 1 фаза или 3.
Ток срабатывания. Данный параметр аналогичен таковому у автомата защиты.
Ток утечки. Здесь все аналогично УЗО.

Есть еще несколько параметров, с которым знакомы не все:

Номинальная отключающая способность. Ток короткого замыкания, который способно выдержать устройство без нарушения работоспособности.
Время срабатывания дифференциальной защиты.
Класс токоограничения. Показывает время гашения электрической дуги при коротком замыкании.
Тип электромагнитного расцепителя, от которого зависит превышение тока срабатывания по сравнению с номинальным.

Тип электромагнитного расцепителя

Электромагнитный расцепитель в дифавтомате предназначен для мгновенного размыкания цепи при превышении номинального тока в указанное количество раз. Распространены следующие типы:

В – ток срабатывания превышает номинальный в 3-5 раз.
С – ток срабатывания превышает номинальный в 5-10 раз.
D – ток срабатывания превышает номинальный в 10-20 раз.

Ток утечки (отключающий дифференциальный ток) и его класс

Порог чувствительности дифференциального трансформатора определяет ток утечки, который вызывает срабатывание защиты. Наибольшее распространение получили дифференциальные трансформаторы с чувствительностью 10 и 30 мА.

Кроме числового значения тока утечки, важное значение имеет форма. В соответствии с этим различают такие классы устройств защиты:

АС – контролируется синусоидальный ток утечки.
А – кроме синусоидального, учитывается пульсирующий постоянный, что важно при защите цифрового электронного оборудования.
В – к перечисленным токам добавляется сглаженный постоянный.
S – выдержка времени на отключение – 200-300 мс.
G – выдержка времени – 60-80 мс.

Номинальная отключающая способность и класс токоограничения

Данный параметр характеризует ток короткого замыкания, который в состоянии выдержать контактная группа автомата защиты без повреждения в течении времени отключения. Чем выше значение параметра, тем больше вероятность того, что после устранения повреждения в сети дифавтомат останется работоспособным. Типовой ряд значений таков:

3000 А;
4500 А – вместе с первым значением сегодня практически не используется;
6000 А – часто используемое значение;
10000 А – подходит к местам с близким расположением к питающей подстанции, но имеет высокую стоимость.

Класс токоограничения характеризует скорость отключения при протекании критического тока. Время выключения (скорость) включает время гашения дуги между размыкающими контактами. Меньшее время, то есть более высокая скорость выключения, гарантирует большую безопасность. Существует три класса: с первого по третий.

Электронный или электромеханический

По внутреннему оснащению различают электромеханические и электронные устройства. Электромеханические дифавтоматы считаются более надежными и не требуют для работы внешнего питания.

Электронные устройства имеют более стабильные параметры, но для нормальной работы требуется наличие стабильного питания на входе.

Принцип работы селективного типа

В разветвленных электрических сетях применяется двухуровневая система защиты.

На первом уровне устанавливается дифференциальный автомат, который контролирует линию нагрузки полностью. На втором – дифавтоматы контролируют каждую выделенную цепь по отдельности.

Чтобы предотвратить одновременное срабатывание устройств защиты обоих уровней, первый дифавтомат должен обладать селективностью, которая определяется временем задержки на отключение. Для этих целей используют автоматы классов S или G.

Распространенные ошибки мастеров

Иногда даже электрики с большим опытом допускают некоторые ошибки при подключении автоматов и УЗО. Для того, чтобы избежать негативных последствий, необходимо рассмотреть их подробнее.

Таблица 2. Ошибки во время монтажа.

Ошибка, иллюстрация	Описание
Подключение жил без оконцевания	Это одна из частых ошибок, которую допускают мастера во время спешки, ведь таким образом бывает проще подключить проводки. Тем не менее, это не позволяет полноценно зажать концы, поэтому уже спустя небольшой промежуток времени контакты станут слабыми. При этом начнут перегреваться, поэтому на концы проводков закрепляют наконечники или плотно их сжимают.
Попадание изоляционного слоя под контакт	Как мы рассмотрели в предыдущей инструкции, сначала провод необходимо зачистить от изоляционного слоя на нужную дину, а только потом помещать в зажим и затягивать винтом. Тем не менее, некоторые пользователи сталкиваются с внезапным выгоранием автомата или работы с перебоями при наличии новых механизмов. Распространенной причиной проблемы является именно попадание изоляции под контакт автомата. Это приводит к тому, что после подключения защитный слой проводка начинает нагреваться. Со временем он может загореться, что приведет к пожару в щитке.
Разная толщина жил в одном зажиме	Автоматические выключатели не следует объединять проводками-перемычками разной толщины – это приведет к тому, что при затягивании винта надежно зафиксируется только большая жила, а маленькая будет иметь слабый контакт. Из-за такой халатности электриков часто случаются возгорания, которые затрагивают изоляцию и автоматы щитка. На фото показан наглядный пример соединения автоматов проводами с толщиной в 4 квадратных миллиметра и 2,5 квадратных миллиметра. Это привело к тому, что после перегревания оплавились проводки и корпус автомата. Даже если взять проводки с минимальной разницей толщины (1,5 и 2,5 квадратных миллиметра), то не следует ожидать других последствий, ведь их все равно не получится плотно соединить в зажиме.
Пайка окончаний жил	Некоторые мастера из-за отсутствия навыков, предпочитают использовать небезопасный метод оконцевания жил – пайку. Делают это по причине экономии средств на покупку специальных приспособлений. Кроме того, электрики предпочитают использовать подобный способ при срочном монтаже. Тем не менее, применение такого метода запрещено. Ведь контакт хуже фиксируется зажимом и со временем начинает ослабевать, поэтому его придется постоянно подтягивать. На практике, про подобные действия быстро забывают. Из-за чего происходит возгорание.

Схемы подключения УЗО в однофазной сети

Большинство бытовых потребителей питаются по однофазной схеме, где для их электроснабжения используется один фазный и нулевой проводник.

В зависимости от индивидуальных особенностей сети однофазное питание может осуществляться по схеме:

с глухозаземленной нейтралью (TT), в которой четвертый провод выполняет роль обратной линии и дополнительно заземляется;
с совмещенным нулевым и защитным проводником (TN-C);
с разделенным нулем и защитным заземлением (TN-S или TN-C-S, при подключении приборов в помещении отличия между этими системами вы не обнаружите).

Следует отметить, что в системе TN-C согласно требований п 1.7.80 ПУЭ не допускается применение дифференциальных автоматов, кроме защиты отдельных устройств с обязательным совмещением нуля и земли от прибора до УЗО. В любой ситуации при подключении УЗО следует учитывать особенности питающей сети.

Без заземления

Так как далеко не все потребители могут похвастаться наличием третьего провода в своей проводке, жильцам таких помещений приходиться обходиться тем, что есть. Наиболее простой схемой подключения УЗО является установка защитного элемента после вводного автомата и электрического счетчика. После УЗО актуально подключать автоматические выключатели для различной нагрузки с соответствующим током отключения. Заметьте, что принцип работы УЗО не предусматривает отключение токовых перегрузок и коротких замыканий, поэтому их обязательно устанавливают вместе с автоматическими выключателями.

Рис. 1: Подключение УЗО в однофазной двухпроводной системе

Такой вариант актуален для квартир с небольшим количеством подключаемых приборов. Так как при коротком замыкании в каком-либо из них отключение не принесет ощутимых неудобств, а отыскание повреждения не займет много времени.

Но, в случаях, когда используется достаточно разветвленная схема электроснабжения, в ней могут использоваться несколько УЗО с различной величиной тока срабатывания.

В этом варианте подключения устанавливаются несколько защитных элементов, которые подбираются по номинальному току и току срабатывания. В качестве общей защиты здесь подключается вводное противопожарное УЗО на 300 мА, за ним проводится нулевой и фазный кабель до следующего устройства на 30 мА одно для розеток, а второй на освещение, для ванной и детской устанавливается пара агрегатов на 10 мА. Чем меньший номинал срабатывания используется, тем более чувствительной будет защита – такие УЗО сработают при значительно меньшем токе утечки, что особенно актуально для двухпроводных схем. Однако устанавливать чувствительную автоматику на все элементы также не стоит, так как она имеет большой процент ложных срабатываний.

С заземлением

При наличии заземляющего проводника в однофазной системе применение УЗО более целесообразно. В такой схеме подключение защитного провода к корпусу приборов создает путь для утечки тока при нарушении изоляции проводов. Поэтому срабатывание защиты произойдет сразу при повреждении, а не в случае поражения током человека.

Рис. 3: Подключение УЗО в однофазной трехпроводной системе

Посмотрите на рисунок, подключение в трехпроводной системе производится аналогично двухпроводной, так как для работы устройства требуются только нулевой и фазный проводник. Заземляющий подключается только к защищаемым объектам через отдельную шину заземления. Ноль также может подводиться к общей нулевой шине, с нулевых контактов он разводится проводами к соответствующим приборам, подключаемым в сеть.

Как и в двухпроводной однофазной схеме, при большом количестве потребителей (кондиционера, стиралки, компьютера, холодильника и прочих благ цивилизации) крайне неприятным вариантом является зависание всех вышеперечисленных электронных схем с потерей данных или нарушением их работоспособности. Поэтому для отдельных устройств или целых групп можно установить несколько УЗО. Конечно их подключение обернется дополнительными затратами, но сделает отыскание повреждений более удобной процедурой.

Способы подключения УЗО без заземления

УЗО не комплектуется автоматикой, которая бы защищала выключатель от сетевых перегрузок. В связи с этим в цепь нужно включать еще и автоматы, реагирующие на отключение при перегрузке.

Мощность дифференциального выключателя рекомендуется подбирать чуть меньше мощности автомата, вмонтированного с ним в одну цепь. Подход позволяет избежать перегорания устройства защитного отключения, так как при перегруженной электроцепи автомат включается не сразу, а через определенное время. Если бы мощность УЗО соответствовала автомату, дифференциальный выключатель неизбежно бы сгорел.

Существует два варианта подключения:

Установка единого для всего здания устройства защитного отключения. В результате под защиту попадают все электрические приборы в доме. Недостаток способа в сложности определения причины неисправности. Придется поочередно проверять все электроприборы в доме. Еще одна проблема — отключение всей электрической цепи несмотря на то, что утечка произошла лишь на одном участке. Обесточивание всего дома приводит к потерям компьютерных данных, поломкам кондиционеров и другой бытовой техники.
Установка выделенного устройства (но меньшей мощности) для каждой из потенциально небезопасных линий (ванная комната, кухня, гараж, подвальное помещение). В этом случае в щитке нужно изыскать гораздо больше свободного пространства. К тому же покупка нескольких устройств потянет за собой повышенные финансовые затраты. Увеличивается надежность защиты, а причину отключения будет найти значительно проще (понадобится осмотреть 1 – 2 розетки, а не все имеющиеся в доме).

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

Типичные ошибки

Несмотря на то, что процедура подключения дифавтомата достаточно проста для проведения её своими руками, довольно часто допускаются малозаметные ошибки, не позволяющие прибору работать правильно:

Нулевые провода отдельных автоматов соединены между собой. В таком случае в УЗО будет всегда срабатывать из-за возникновения разницы входного и обратного токов.
Вводные нули и фазы подсоединены к нижним клеммам. Такую ошибку, как правило, допускают по невнимательности или из-за отсутствия опыта. При таком подключении прибор просто не будет работать. Во избежание такого казуса всегда смотрите на корпус, где оставляют обозначение нижних клемм и схема подключения устройства к питанию.
Нулевой провод напрямую подводится к прибору-потребителю. В такой ситуации УЗО тоже будет регулярно отключать подачу тока из-за разницы токов.
При монтаже нескольких дифавтоматов фазный провод кабеля подключен к одному устройству, а нулевой – к другому. Это приводит к отключению обоих «пострадавших» автоматов.
Подключение нуля к заземлению. Этот «дедовский» метод называется у электротехников старой закалки «занулением» и основан на возбуждении короткого замыкания для срабатывания автоматического выключателя. В нашем же случае снова будет сформирована разница между токами и УЗО прекратит снабжение.

А здесь всё очень толково рассказано: