Схема подключения дифференциального автомата: Как подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Подключение дифавтомата — назначение, основные схемы подключения с заземлением и без заземления

Одной из ключевых проблем при создании систем электроснабжения является обеспечение безопасности их эксплуатации. Это было понято давно, еще на заре прихода электричества в дома и квартиры – внутренние сети стали защищаться плавкими предохранителями, известными под названием «пробки». Время шло, и системы защиты совершенствовались – они стали оберегать не только от перезагрузки или коротких замыканий, но и от случайного поражения человека электрическим током. В настоящее время основными приборами такой защиты являются автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Своеобразным «симбиозом» этих двух приборов является дифференциальный автомат.

Подключение дифавтомата

Но этот прибор защиты лишь в том случае станет корректно выполнять возложенные на него функции, если будет правильно размещен в общей схеме домашней или квартирной электросети. Увы, в этом вопросе многие владельцы жилья, стремящиеся все и всегда делать своими руками, допускают немало ошибок. «Схалтурить» вполне могут и приглашенные «мастера» — в этой сфере частных услуг встречается немало откровенных «шабашников». Поэтому имеет смысл рассмотреть подробнее, по каким принципам осуществляется подключение дифавтомата – такая информация в любом случае будет полезной.

Предназначение и устройство дифференциального автомата. Его основные характеристики.

Принципиальное устройство и предназначение

Чтобы правильно понять принцип подключения дифференциального автомата, необходимо разобраться, что же он из себя представляет и как работает.

• К основным опасностями в домашних электросетях можно отнести вероятность короткого замыкания и превышение предельно допустимых параметров тока (превышение нагрузки на линию). Оба этих случая приводят к опасному нагреву проводов, разрушению их изоляции, оплавлению проводников или корпусов подключенных приборов, возникновению электрической дуги. При отсутствии или несрабатывании защиты все это приводит к очень серьезным последствиям, вплоть до масштабных пожаров.

От таких аварий предохраняет автоматический выключатель (АВ). В нем предусмотрено два уровня защиты.

Два уровня защиты, предусмотренные в автоматическом выключателе

Не вдаваясь во все тонкости конструкции автомата, просто остановим свое внимание на защитных устройствах.
При включении прибора специальная механическая система тяг, рычагов, пружин и подвижных контактов замыкает цепь между входной и выходной клеммами. Если в подключенном через автомат участке сети все в норме, он остается в таком положении сколь угодно долго. Но строение механизма таково, что для размыкания цепи достаточно довольно небольшого, но определенным образом приложенного усилия от так называемых расцепителей.

Под номером 1 показан электромагнитный расцепитель. Это катушка-соленоид с размещенным внутри подпружиненным металлическим сердечником. При нормальных токах, проходящих через выключатель, создаваемое катушкой электромагнитное поле слишком слабо, чтобы преодолеть усилие пружины. Но в случае короткого замыкания сила тока возрастает в сотни и даже тысячи раз, соответственно резко возрастает и напряженность электромагнитного поля катушки. Сердечник перемещается, сжимая пружину, и приводит в действие механизм расцепления.

Под номером 2 – тепловой расцепитель. Это – биметаллическая пластина, являющаяся участком цепи прохождения тока через выключатель. Если нагрузка нормальная, то есть показатели силы тока в пределах указанного номинала, то она не меняет своей конфигурации. Но если токи пошли с превышением номинала, начинается ее нагрев. За свет биметаллической структуры (два металла с заметно отличающимися показателями линейного температурного расширения) пластина начинает изгибаться и в определенный момент воздействует на механизм расцепления. Автоматический выключатель разрывает цепь.

Автоматы обычно ставятся на различные участки домашней (квартирной) электрической сети на разрыв фазы. Они имеют однополюсное исполнение и занимают в коробке (щите) на DIN-рейке одно модуль-место. Исключение – автоматы на вводе, где используются двухполюсные (для трехфазной сети – четырехполюсные). То есть в выключенном положении одновременно размыкается и фаза (фазы) и ноль.

• Еще одна опасность, от которой тоже требуется защита – это утечка тока. Износ изоляции, механические поломки бытовой техники, некоторые другие причины могут привести к тому, что фаза пробивается на металлический корпус приборов. Чтобы не допустить поражения током в таких ситуациях, используются устройства защитного отключения (УЗО). Другое их название – дифференциальный выключатель (ДВ).

Через УЗО всегда проходит и фаза, и ноль. Дело в том, что основным «рабочим органом» этого прибора является дифференциальный трансформатор. Он имеет характерный сердечник (поз. 3) в форме тора (замкнутое кольцо) а обмотками служат фазный провод и нулевой. Причем они расположены так, что создаваемые электромагнитные поля – противонаправленные, то есть компенсируют друг друга. Кроме того, имеется контрольная обмотка (поз.4), связанная с электромеханическим (реле) или электронным (электронный ключ) устройством размыкания.

Устройство УЗО – главным элементом является дифференциальный трансформатор. Хорошо видны его обмотки фазой и нулем – толстые провода белого и красного цвета.

Если в сети и подключённой нагрузке нет неполадок, то какой ток прошел в сторону нагрузки по фазному проводу, такой же должен вернуться и по нулевому в обратном направлении. Результирующего магнитного потока в сердечнике нет – он полностью компенсирован. Но если возникла утечка тока на землю, или же при пробое фазы на корпус прибора его коснулся рукой человек, равновесие нарушается. В сердечнике возникает магнитный поток, который приводит к возникновению тока в контрольной обмотке. А это, в свою очередь, вызывает выключение УЗО – цепь разрывается.

Про это долго приходится писать, но на деле время срабатывания УЗО измеряется миллисекундами. А уставка (показатель утечки тока, вызывающей срабатывание защиты) в УЗО, устанавливаемых в бытовых сетях – всего 0,01 или 0,03 ампера. То есть главные задачи – не допустить опасных для жизни показателей силы тока и свести к возможному минимуму длительность опасного контакта.

Никогда не забывайте об опасности электрического тока!

Не следует думать, что напряжение 220 вольт относится к малоопасным. Это дикое заблуждение стоило многим жизни! Некоторые читатели будут просто шокированы, когда узнают, сколь незначительные показатели силы тока предоставляют для человека, безо всякого преувеличения, смертельную угрозу. Обязательно найдите время и прочитайте статью нашего портала, специально посвященную опасности электрического тока.

Для чего все это говорилось? А лишь для того, чтобы привести к следующему – рассматриваемый в нашей статье дифференциальный автомат – это не что иное, как автоматический выключатель и УЗО, скомпонованные в одном корпусе.

Все удалось уместить в одном корпусе – и электромагнитную защиту от сверхтоков КЗ, и тепловую от перегрузки, и дифференциальный трансформатор для выявления тока утечки

Внешне дифференциальный автомат (или, если правильнее – автоматический выключатель дифференциального тока, АВДТ) очень схож с УЗО – такой же корпус на два модуль-места, такие же рычажок включения и кнопка «Тест». Но отличить несложно даже беглым взглядом по маркировке. У УЗО номинал подписан по принципу «цифры – буква», например, 16 А. А у дифавтомата – «буква – цифры», например, С 16. Это тоже номинальный ток, а буква впереди имеет уже несколько иное значение. Об этом и поговорим в следующем подразделе статьи.

Основные параметры дифференциальных автоматов и их маркировка

Чтобы дифференциальный автомат работал корректно, необходимо правильно подобрать его по основным характеристикам. Конечно же, это лучше поручить специалистам-электрикам. Но и «рядовому» пользователю, стремящемуся к пониманию всего того, что имеется в его жилых владениях, такая информация будет полезна.

Как правило, основные характеристики АВДТ указываются цифрами, буквами и условными значками на его корпусе. Есть, правда, исключения, но в основном производители придерживается если не совсем единого, то очень схожего стандарта маркировки.

Лучше всего это рассмотреть на примере.

Основные внешние элементы автоматического выключателя дифференциального тока (АВДТ) и маркировка, содержащая немало полезной информации.

1 – логотип и название компании-изготовителя дифавтомата. Кстати, коль затронуть вопрос бренда, то можно сразу отметить следующее. АВДТ — прибор в достаточной степени дорогостоящий, и каждому владельцу хочется, чтобы он служил как можно дольше. К сожалению, приходится констатировать, что в этой сфере производства электротехнических устройств не все обстоит благополучно – в продаже немало изделий явно невысокого качества. Поэтому есть смысл приобретать модели проверенных, давно заслуживших непререкаемый авторитет компаний, например, «Legrand», «ABB», «General Electric», «Schneider Electric», «Moeller», «Siemens». Естественно, убедившись при покупке в оригинальности изделия и получив на него гарантию. А вот массово заполнивший рынок отечественный бренд «IEK», как это не прискорбно, в один ряд с указанными фирмами поставить пока никак не получается.

2 – наименование модели. В этом названии может сразу скрываться указание на то, что это именно дифференциальный автомат (аббревиатура АД или АВДТ). Может быть и латинская аббревиатура – полного единства в этом вопросе нет.

3 – сочетание буквы и числа, например, как на иллюстрации – С25. Число обозначает максимальные номинальный ток, то есть такой, какой прибор может выдерживать сколь угодно долго без аварийного срабатывания и без потери своей работоспособности.

Показатели номинального тока стандартизированы и ограничены следующими значениями: 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и 63 А. Небольшие номиналы (до 16А) обычно используются для систем освещения или для розеток, в которые не предполагается включения мощной техники. Средние номиналы – для розеточных групп или даже для выделенных под мощную бытовую технику линий. Дифавтоматы с номиналом 40 А и выше обычно устанавливаются на вводе.

Буква перед номиналом – это так называемая время-токовая характеристика выключателя. Дело в том, что при пуске многих приборов кратковременное значение пускового тока может значительно превышать номинальное значение. И если АВДТ станет при этом постоянно срабатывать, то это станет мучением для хозяев. Поэтому для игнорирования кратковременных пусковых скачков установлены пороги срабатывания электромагнитного расцепителя, которые как раз и обозначаются категориями В, С или D.

• B – превышение тока относительно номинала в 3÷5 раз.
• С – в 5÷10 раз.
• D – в 10÷20 раз.

То есть при пуске и сопровождающем его скачке тока электромагнитный расцепитель не сработает. Но если превышение номинала оказывается длительным, то нагревается биметаллическая пластина и сработает тепловой расцепитель.

Для квартир чаще всего выбирают АВДТ категории С. Для небольшого загородного дома, в котором нет мощной техники с высокими показателями пусковых токов лучше взять дифавтомат с время-токовой характеристикой В. Ну а приборы с индексом D обычно устанавливаются на линиях с мощным оборудованием, как правило, в производственных условиях.

Гораздо реже, но все же встречаются дифавтоматы с категорией А. Предел тока срабатывания электромагнитного расцепителя у них превышает номинал всего в 2÷3 раза.

Кроме того, попадаются дифференциальные автоматы категории К и Z. Эта градация устанавливается самими производителями, и особенности эксплуатации таких приборов должны быть указаны в паспортах изделий.

4 – это номинал дифференциального тока, то есть именно то значение тока утечки, которое вызовет срабатывание защиты. Указывается или в миллиамперах (например, 30 mA), или в амперах (0,03 А).

Обычно в бытовых условиях применяют дифференциальные автоматы с номиналом 10 или 30 миллиампер. Для тех приборов или розеточных линий, где наблюдается постоянный или вероятный контакт с водой или повышенной влажностью, устанавливают АВДТ на 10 мА. Такой же дифавтомат можно предусмотреть и на линии, идущей в детскую комнату – для большей безопасности. На остальных линиях – розеточных группах или внешнем освещении достаточно «тридцатки». Некоторые линии, например, внутреннее освещение, зачастую и вовсе не защищают дифавтоматами или УЗО, просто из соображений экономии. Хотя, многие осветительные приборы имеют металлические корпуса, и подобные мера предосторожности все же не видится лишней.

5 – указывается класс дифференциальной защиты. Это может быть символьное обозначение (чаще), но иногда оно дополняется и буквенным. А говорит показатель о том, на какой тип токов утечки способен реагировать дифавтомат.

• Самыми доступными по стоимости являются приборы класса АС. Они срабатывают при появлении (мгновенной или нарастающей) утечки только синусоидального переменного тока.

Дифференциальный автомат класса АС – реагирует на утечку исключительно переменного тока

• Более совершенными, но и более дорогими являются приборы класса А. Они способны реагировать на утечку как переменного, так и постоянного пульсирующего тока. Об этом красноречиво говорит пиктограмма с плавной синусоидой и пульсирующей «пилой».

При современной насыщенности быта приборами с микропроцессорным управлением именно дифавтоматы класса А считаются наиболее предпочтительными к установке.

Такие дифавтоматы для условий дома или квартиры можно считать оптимальными. Особенно для тех линий, к которым подключена бытовая или офисная техника с мультипроцессорным управлением, с импульсными блоками питания.

• Самыми чувствительными являются АВДТ класса В – они способны отслеживать утечку еще и выпрямленного постоянного тока. В рамке их пиктограммы – уже три символа. Встречаются такие дифавтоматы нечасто, используются обычно в специфических производственных условиях. Применение их для домашней сети выглядит избыточным, тем более что стоимость подобных приборов – наиболее высокая.

6 – номинальная отключающая способность. Обычно показывается в прямоугольнике с указанием одного из стандартных значений:3000 А, 4500 В, 6000 А и 10000 А.

По сути, это величина тока короткого замыкания, которая не приведет к выходу дифавтомата из строя – он останется пригоден для дальнейшего применения.

АВДТ с максимальными показателями в 10000 ампер обычно устанавливаются в производственных условиях на линиях с мощным оборудованием. Иногда применяют их и для жилых домов, расположенных в непосредственной близости к подстанциям. Номинал в 6000 А подойдет для домов с качественной новой проводкой, способной выдерживать значительные кратковременные скачки тока. Для домов со старой изношенной проводкой, для сельской местности, для частного сектора городов с проложенными воздушными линиями электроснабжения лучше установить дифавтомат с номиналом 4500 А.

7 – в маленькой квадратной рамке, обычно под номинальной отключающей способностью или рядом с ней указывается цифрой класс токоограничения. Это очень важный параметр, говорящий о том, сколько времени займет срабатывание защиты от КЗ, начиная от размыкания контактов и до полного гашения возникающей при этом электрической дуги. Понятно, что чем быстрее это произойдет, тем короче и менее разрушительным будет воздействие короткого замыкания на электропроводку.

Различают три класса:

• 1 класс – гашение дуги занимает более 10 миллисекунд. Про такие АВДТ говорят, что они не имеют токоограничения, и этот показатель на корпусе, как правило, вообще не указывается.
• 2 класс – гашение электрической дуги происходит за 6÷10 мс.
• 3 класс – 2.5÷6 мс. Такие приборы – самые совершенные, но и наиболее дорогие. Но при наличии финансовой возможности предпочтение все же лучше отдавать именно им.

8 и 9 – клеммы для подключения проводов. Важно – должны соблюдаться два условия.

• Во-первых, фазе и нулю отведены свои позиции, и нарушать это правило – недопустимо. Ноль всегда будет обозначен буквой N, фаза может указываться как буквенным обозначением, так и цифрами.
• Во-вторых, обязательно соблюдается направление подключения, то есть вход со стороны линии электропитания и выход в сторону нагрузки. Это может указываться текстом, или, для фазы – цифрами. Например, 1 – вход, 2 – выход в сторону нагрузки.

А вот «правило», например, что вход всегда сверху, а фаза, скажем, слева – это полнейшее заблуждение. Можно встретить массу примеров с совершенно противоположным размещением по обоим критериям. Так что оценивать правильность нужно исходя из конкретных особенностей приобретенного прибора.

В подтверждение сказанному – различные варианты размещения клемм для подключения проводов

Обратите внимание на иллюстрацию:

1 – вход со стороны сети сверху, фаза расположена слева.

2 – при верхнем входе фаза должна подключаться справа.

3 – провода со стороны сети подключаются снизу, фаза – слева.

4 – допускается подключение подводящих проводов как сверху, так и снизу.

Но в любом варианте имеется и жёсткое правило: если фаза от сети подключается сверху, то и ноль также в обязательном порядке должен быть подключён с той же стороны. И наоборот. В противном случае дифференциальный трансформатор, оценивающий наличие тока утечки, просто не станет работать, а дифавтомат будет постоянно выбивать.

Узнайте, почему выбивает автомат, а также ознакомьтесь с причинами при включении и в щитке, из нашей новой статьи на нашем портале.

10 – клавиша (рычаг) включения дифавтомата. Дополнительно может иметься световой или цветовой индикатор его рабочего или выключенного положения (поз. 11).

12 – кнопка «тест». После установки и подключения АВДТ в обязательном порядке проводится проверка его работоспособности в плане реакции на ток утечки. При нажатии на кнопку тестирования внутри замыкается цепь, имитирующая указанный номинал тока утечки. Если прибор исправен, то это вызовет его отключение. Подобные проверки рекомендуют проводить с определенной периодичностью, например, раз в месяц.

13 – индикатор причины срабатывания дифференциального автомата. Такая опция, к сожалению, имеется далеко не во всех моделях. Именно эта причина зачастую становится определяющей при выборе – установить ли АВДТ или связку УЗО+АВ. Там все ясно – сработало УЗО – ищи место и причину утечки. Вырубило автомат – значит, или перезагрузка, или короткое замыкание. А вот с АВДТ провести диагностику и выявление причин срабатывания бывает сложнее.

Поэтому приборы со  встроенным индикатором причины отключения выглядят предпочтительнее. Обычно это флажок, положение которого относительно корпуса скажет о причине. Например, остался утопленным – выключение вызвано перегрузкой. Вышел за уровень корпуса наружу – АВДТ отреагировал на утечку тока.

14 – на корпусе АВДТ обычно наносится его принципиальная электрическая схема. При желании в ней несложно разобраться. Кстати, она же может подсказать, является ли прибор электронным, или в нем применена электромеханическая схема. Например, если тестовой подсказки на корпусе нет (а она зачастую используется), то о том, что прибор электронный, скажет треугольник (знак усилителя) в схеме.

Электронные АВДТ – более компактные и чувствительные. Но зато электромеханические – значительно надежнее, так как не требуют источника питания.

Еще несколько важных обозначений, на которые порой приходится обращать внимание.

15 – символ «S» говорит о том, что прибор – селективного типа. То есть, в отличие от обычных дифавтоматов его срабатывание осуществляется с определенной задержкой. Это бывает важным для установки дифавтомата на вводе, когда в иерархической схеме за ним будут располагаться другие приборы дифференциального типа. То есть при возникновении утечки на одной из линий, оснащённой собственным АВДТ или УЗО, сработает защита только на ней, а селективный просто «не успеет» отреагировать на это. В итоге отключится только линия с неполадкой, а остальные участки домашней сети останутся в рабочем состоянии.

16 – значок в форме стилизованной снежинки говорит о том, что прибор может размещаться в уличном распределительном щитке. Число внутри шестиугольника – это предельно допустимое значение отрицательной температуры.

Установка и подключение дифавтомата

Электромонтажные работы

Здесь, по сути, сложно выделить какие-либо особенности, отличающие установку дифференциального автомата от автоматического выключателя или УЗО. Поэтому – вкратце:

• Естественно, все электромонтажные работы проводятся только в обесточенном щите. И в этом нужно убедиться, чтобы быть уверенным в безопасности на все 100%.
• С тыльной стороны любого дифавтомата имеет фигурный паз для крепления прибора на стандартной DIN-рейке. То есть АВДТ надевается верхним выступом этого паза не рейку в планируемом месте установки, а затем подается вперед. Снизу имеется подпружиненная защелка, которая при нажатии захватит нижний выступавший край DIN-рейки, и прибор будет зафиксирован на ней.

Установить современные выключатели на стандартную DIN-рейку — минутная задача, не требующая ни специального инструмента, ни приложения больших усилий.

• Если в этом имеется необходимость, можно зафиксировать расположение выключателя на самой рейке, чтобы не допустить его смещения вдоль нее. Для этого применяются специальные фиксаторы, металлические или пластиковые, которыми «подпирают» выключатель с одной или обеих сторон, в зависимости от соседства с другими приборами или отсутствии такового.

Металлические фиксаторы положения установленного на DIN-рейку прибора

• Производится зачистка подключаемых к дифавтомату проводов. Лучше всего это производить специальным съемником изоляции – не повреждается сам проводник. Зачистка проводится на длину в 8÷10 мм от конца провода.

Провода рекомендуется зачищать с помощью специального съемника изоляции

• После очередной тщательной проверки правильности расположения подходящих от сети и отходящих в сторону нагрузки проводов, производится их поочерёдное подключение к клеммам.

Для этого вначале ослабляется, слегка выкручивается винт клеммы. Затем зачищенный конец провода (или обжатый наконечник) заводится в клемму, так, чтобы не снаружи не оставалось открытого участка без изоляции. Затем с приложением должного усилия производите затяжка винта и проверка надежности соединения. Провод должен быть закреплен без малейшего намека на возможный люфт в клемме, не поддаваться на выдергивающее усилие.

• После затяжки всех клемм и еще одной визуальной проверки правильности коммутации проводов, можно включить сеть, чтобы провести тестирование дифавтомата. Во-первых, он должен включиться и удерживаться в таком положении. Если он срабатывает сразу, в схеме допущена какая-то ошибка. Во-вторых, при включённом АВДТ нажимают на его кнопку «тест» – это должно сопровождаться мгновенным срабатыванием защиты.

Итак, совершенно очевидно, что сам по себе монтаж дифференциального автомата в щите никакой чрезвычайно большой сложности не представляет. В основном соблюдаются правила, присущие для электромонтажа любых приборов с установкой на DIN-рейку.

Как правильно собрать распределительный щит?

Профессионализм настоящего специалиста-электрика всегда выдает высокое качество, аккуратность и, если хотите, даже эстетичность монтажа электрического распределительного щита. При выполнении этой непростой задачи необходимо придерживаться определенных правил и учитывать многочисленные нюансы. Подробно о монтаже распределительного щита читайте в специальной публикации нашего портала.

Так что главная загвоздка при установке дифференциальных автоматов кроется не в установке их на рейку и подключении проводов к клеммам. Основная проблема — это правильное расположение защитного устройства в самой схеме квартирной электросети.

Схемы подключения дифференциальных автоматов.

При установке дифференциальных автоматов может использоваться несколько схем. Каждая из них обладает своими особенностями и, часто, недостатками.

Посмотрим на основные применяемые варианты.

Единственный дифавтомат на вводе

Схема такова – на вводе до счётчика установлен двухполюсный автоматический выключатель, а после – дифференциальный автомат, который «обслуживает» все линии внутренней проводки в доме или квартире. Других приборов дифференциальной защиты нет – на каждой из линий просто установлен автомат нужного номинала от коротких замыканий и перегрузки.

Единственный дифференциальный автомат установлен на вводе сразу после счетчика.

Схема, безусловно, работоспособная, но к ней сразу возникает ряд вопросов.

• Первое. Раз каждая линия защищается автоматическим выключателем, то стоит ли перед ними по иерархии схемы устанавливать АВДТ? Получается, что способности дифавтомата реагировать на перегрузку или на короткое замыкание – остаются совершенно невостребованными. Видимо, здесь бы хватило и просто УЗО, которое при равных номиналах практически всегда дешевле АВДТ.
• Второе. Нет никакой ясности с номиналом дифференциального тока. Если поставить, скажем, на 10 или 30 мА, то при нескольких линиях даже совершенно неопасные утечки могут в сумме вызывать частое ненужное срабатывание защиты. Если же номинал завысить, скажем, до 100 мА, то, по сути, линии остаются не защищёнными от уже очень опасных токов утечки.
• Третье. Отыскать проблемный участок сети, вызывающий срабатывание защиты, будет очень проблематично.

Одним словом, схема очень далека от совершенства, и использовать ее – вряд ли разумно.

Дифавтоматы на выделенных линиях

В этой схеме, безусловно, более надежной в работе, дифференциальный автомат устанавливается на каждую линию, нуждающуюся в защите от токов утечки. Как уже говорилось выше, некоторые линии не требуют такой защиты, и их можно оставить только «под охраной» автоматических выключателей, на случай КЗ или перегрузки.

Важные линии защищены индивидуальными дифференциальными автоматами

Понятно, что такой подход потребует уже более значительных материальных затрат. Но зато и безопасность на высоте, и локализация участка с неисправностью значительно упрощается. При выбивании одного из дифавтоматов все остальные линии продолжают работать в штатном режиме.

Селективная схема с противопожарной дифференциальной защитой

УЗО или дифавтомат способны не только защищать человека от электротравм при токах утечки. При значительной утечке, измеряемой уже сотнями миллиампер, велика вероятность возникновения пожароопасной ситуации. И такое зачастую случается, причём, как правило, в самих распределительных щитах. Повреждения изоляции проводов и перемычек, нарушение правил или небрежность при выполнении монтажа — все это может привести к возникновению токов утечки, способных вызвать сильный локальный нагрев проводки со всеми вытекающими негативными последствиями.

Поэтому одной из мер по недопущению подобных явлений является установка так называемого противопожарного УЗО (или дифференциального автомата), размещаемого на вводе в «верхушке» всей иерархии схемы, сразу после вводного автомата и счетчика электроэнергии. Здесь разговор идет не столько о защите человека от поражения током, сколько о других задачах:

• Это защита вводного кабеля и всей «начинки» распределительного щита от возможных токов утечки.
• Защита тех линий, в которых не предусмотрена установка дифференцированных приборов.
• Это дополнительная страховка на случай отказа или полного выхода из строя нижестоящих по иерархии схемы УЗО и дифавтоматов.

При использовании в качестве такой защиты АВДТ, общая схема может выглядеть, например, так:

Селективная схема с общим противопожарным УЗО или АВДТ на входе

На схеме не показано, но, как мы видели раньше, некоторые линии могут не нуждаться в дифференциальной защите и иметь только автоматические выключатели в разрыве фазы.

При таком подходе необходимо учитывать, что для корректной работы схемы должны быть выполнены следующие условия:

• Номинал дифференциального тока срабатывания противопожарного УЗО или АВДТ должен быть как минимум втрое выше уставки дифавтоматов, расположенных ниже по иерархии. Вот для этих целей и выпускаются АВДТ или УЗО, рассчитанные на ток утечки в 100, 300 или 500 мА.
• Время срабатывания тоже должно отличаться в бо́льшую сторону как минимум втрое. А вот это достигается установкой дифавтоматов селективного типа, то есть помеченных символом «S» — об этом говорилось выше.

Если эти условия не соблюсти, то работа схемы может превратить жизнь своих хозяев в постоянное мучение. Кого угодно «достанут» частые срабатывания АВДТ на входе с полным выключением всей домашней сети. И, естественно, с немалыми проблемами поиска повреждённого участка.

А при грамотном подборе дифавтоматов по такой схеме нарушения на одной из линий приведут только к ее отключению – остальные будут работать. Но если сработал селективный автомат, то это станет сигналом о наличии весьма серьёзной причины, поиск которой лучше начинать непосредственно от распределительного шкафа.

Противопожарный дифавтомат в трехфазной сети

Не столь часто, но все же встречается и такое, что в дом заводится трёхфазная линия питания. ее тоже можно и нужно защитить противопожарным АВДТ (УЗО).

Естественно, четырёх полюсный дифавтомат, рассчитанный для установки на трехфазную линию – это куда более сложное устройство, в  котором производится оценка дифференциальных токов и защита от перегрузки и КЗ для каждой из фаз. Но его установка подчиняется тем же правилам – на корпусе указывается расположение фазных проводов и общего нуля. Важно – не перепутать фазы на входе и выходе, чтобы работа была корректной.

Противопожарный дифавтомат на входе трехфазной сети.

Схема приведена в усечённом виде. В дальнейшем фазы распределяются так, чтобы на каждую выпадала примерно равная нагрузка. И затем уже каждая фаза может делиться на отдельные линии, которые по мере необходимости защищаются АВДТ или парой УЗО с АВ. То есть  по том же принципу, что показывался выше.

Расширить информацию по схемам подключения дифференциальных автоматов поможет предлагаемое вниманию читателей видео:

Видео: Схемы подключения дифавтоматов с пояснениями мастера

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?»

Подключение дифавтомата: выбор, схемы подкючения

Решить проблему защиты проводки от перегрузок и токов утечки можнопри помощи пары устройств — защитного автомата и УЗО. Но та же задача решается  дифференциальным защитным автоматом, который объединяет в одном корпусе оба эти устройства. О правильном подключение дифавтомата и его выборе и пойдет дальше речь. 

Назначение, технические характеристики и выбор

Содержание статьи

Дифавтомат или дифференциальный автомат защиты объединяет в себе функции автомата защиты и УЗО. То есть, одно это устройство защищает проводку от перегрузок, короткого замыкания и тока утечки. Ток утечки образуется при неисправности изоляции или при прикосновении к токоведущим элементам, то есть он еще защищает человека от поражения электричеством.

Дифавтоматы устанавливаются в электрические распределительные щитки, чаще всего на дин-рейки. Они ставятся вместо связки автомат+УЗО, физически занимают немного меньше места. Насколько конкретно — зависит от производителя и типа исполнения. И это — основной их плюс, который может быть востребован при модернизации сети, когда место в щитке ограничено, а необходимо подключить некоторое количество новых линий.

Дифавтоматы служат для защиты проводки от повышенных нагрузок и человека от поражения электротоком

Второй положительный момент — экономия средств. Как правило, дифавтомат стоит меньше, чем пара автомат+УЗО с аналогичными характеристиками. Еще один положительный момент — необходимо определиться только с номиналом автомата защиты, а УЗО встроен по умолчанию с требующимися характеристиками.

Недостатки тоже имеются: при выходе и строя одной из частей дифавтомата менять придется все устройство, а это дороже. Также не все модели снабжены флажками, по которым можно определить, по какой причине сработало устройство — из-за перегрузки или тока утечки — что принципиально важно при выяснении причин.

Характеристики и выбор

Так как дифавтомат объединяет в себе два устройства, имеет он характеристики их обоих и при выборе надо учитывать все. Разберемся что обозначают эти характеристики и как выбирать дифференциальный автомат.

Обозначение дифавтоматов на схемах

Номинальный ток

Это максимальный ток, который может длительное время выдерживать автомат без потери работоспособности. Обычно он указывается на лицевой панели. Номинальные токи стандартизованы и могут быть 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63А.

Четырехполюсный дифавтомат для подключения в сети 380 В

Малые номиналы — 10 А и 16 А — ставят на линии освещения, средние — на мощных потребителей и розеточные группы, а мощные — 40 А и выше — в основном используют как вводный (общий) дифавтомат. Подбирается в зависимости от сечения кабеля, точно также, как при выборе номинала автомата защиты.

Время-токовая характеристика или тип электромагнитного расцепителя

Отображается рядом с номиналом, обозначается латинскими буквами B, C, D. Указывает на то, при каких перегрузках относительно номинала происходит отключение автомата (для игнорирования кратковременных стартовых токов).

Номинал дифавтомата и его время-токовая характеристика

Категория B — если ток превышен в 3-5 раз, C — при превышении номинала в 5-10 раз, тип D отключается при нагрузках, которые превышают номинал в 10-20 раз. В квартирах обычно ставят дифавтоматы типа C, в сельской местности можно ставить B, на предприятиях с мощным оборудованием и большими стартовыми токами — D.

Номинальное напряжение и частота сети

Для каких сетей предназначен аппарат — 220 В и 380 В, с частотой 50 Гц. Других в нашей торговой сети не бывает, но все равно, стоит проверить.

Напряжение и частота, на которые рассчитан дифференциальный автомат защиты

Дифференциальные автоматы могут иметь двойную маркировку — 230/400 V. Это говорит о том, что данное устройство может работать и в сети на 220 В и на 380 В. В трехфазных сетях подобные устройства ставят на розеточные группы или на отдельных потребителей, там где используется лишь одна из фаз.

В качестве водных дифавтоматов на трехфазные сети необходимы устройства с четырьмя вводами, а они значительно отличаются габаритами. Спутать их невозможно.

 

 

Номинальный отключающий дифференциальный ток или ток утечки (уставки)

Отображает чувствительность устройства к образующимся токам утечки и показывает, при каких условиях сработает защита. В быту используются только два номинала: 10 мА для установки на линии, в которых установлено только одно мощное устройство или потребитель, в котором сочетаются два опасных фактора — электричество и вода (проточный или накопительный электрический водонагреватель, варочная поверхность, духовой шкаф,  посудомоечная машина и т.п.).

Для линий с группой розеток и наружного освещения ставят дифавтоматы с током утечки 30 мА, на линии освещения внутри дома их не обычно ставят — для экономии.

Ток утечки или уставки на диф автомате

На устройстве может быть написан просто значение в миллиамперах (как на фото слева) или может быть нанесено буквенное  обозначение тока уставки (на фото справа), после которого стоят цифры в амперах (при 10 мА стоит 0,01 А, при 30 мА цифра 0,03 А).

Класс дифференциальной защиты

Показывает от токов утечки какого типа защищает это устройство. Есть буквенное и графическое изображение. Обычно ставят значок, но может быть и буква (смотрите в таблице).

Буквенное обозначение	Графическое обозначение	Расшифровка	Область применения
АС		Реагирует на переменный синусоидальный ток	Ставят на линии, к которым подключена простая техника без электронного управления
А		Реагирует на синусоидальный переменный ток и пульсирующий постоянный	Применяется на линиях, от которых запитывается техника с электронным управлением
В		Улавливает переменный, импульсный, постоянный и сглаженный постоянный.	В основном применяется на производстве с большим количеством разнообразной техники
S		С выдержкой времени отключения 200-300 мс	В сложных схемах
G		С выдержкой времени отключения60-80 мс	В сложных схемах

Выбор класса дифференциальной защиты дифавтомата происходит исходя из типа нагрузки. Если это техника с микропроцессорами, необходим класс А, на линии освещения или включения питания простых устройств подойдет класс AC. Класс В в частных домах и квартирах ставят редко — нет необходимости «отлавливать» все типы токов утечки. Подключение дифавтомата класса S и G имеет смысл в многоуровневых схемах защиты. Их ставят в качестве входных, если в схеме дальше есть другие дифференциальные устройства отключения. В этом случае при срабатывании одного из нижестоящих по току утечки, входной не отключится и исправные линии будут в работе.

Номинальная отключающая способность

Показывает, какой ток в состоянии дифавтомат отключить при возникновении КЗ и остаться при этом работоспособным. Есть несколько стандартных номиналов: 3000 А, 4500 А, 6000 А, 10 000 А.

Отключающая способность дифавтомата

Выбор дифавтомата по этому параметру зависит от типа сети и от дальности расположения подстанции. В квартирах и домах на достаточном удалении от подстанции используют дифавтоматы с отключающей способностью 6 000 А, близко к подстанциям ставят на 10 000 А. В сельской местности, при подводе электропитания по воздушке и в давно не модернизированных сетях достаточно 4 500 А.

На корпусе эта цифра указана в квадратной рамке. Местоположение надписи может быть разным — зависит от производителя.

Класс токоограничения

Чтобы ток короткого замыкания принял максимальное значение, должно пройти какое-то время. Чем быстрее будет отключено электропитание от поврежденной линии, тем меньше меньше вероятность получения повреждений. Класс токоограничения отображается цифрами от 1 до 3. Третий класс — отключает линию быстрее всего. Так что выбор дифавтомата по этому признаку прост — желательно использовать устройства третьего класса, но они дороги, зато дольше остаются работоспособными. Так что при наличии финансовой возможности, ставьте дифавтоматы этого класса.

Токоограничение дифавтомата

На корпусе эта характеристика изображена в маленькой квадратной рамке рядом с номинальной отключающей способностью. Она может стоять справа (у Legranda) или снизу (у большинства других производителей). Если вы такой отметки не нашли ни на корпусе, ни в паспорте, значит этот автомат не имеет тоокограничения.

Температурный режим использования

Большинство дифференциальных защитных автоматов рассчитаны на работу в помещениях. Они могут эксплуатироваться при температурах от -5°C до + 35°C. В этом случае на корпусе ничего не ставят.

Обозначение повышенной морозостойкости дифавтомата

Иногда щитки стоят на улице и обычные защитные устройства не подойдут. Для таких случаев выпускаются дифавтоматы с более широким диапазоном температур — от -25°C до +40°C. В этом случае на корпусе ставят специальный знак, который немного похож на звездочку.

Наличие маркеров о причине сработки

Дифавтоматы не все электрики любят ставить, так как считают, что связка защитный автомат+УЗО более надежна. Вторая причина — если устройство сработает, невозможно определить, что стало тому причиной — перегрузка, и надо просто выключить какой-то прибор, или ток утечки, и надо искать где и что произошло.

Чтобы решить хотя бы вторую проблему, производители стали делать флажки, которые показывают причину сработки дифавтомата. В некоторых моделях это небольшая площадка, по положению которой определяется причина отключения.

Флажок, который показывает причину отключения

Если отключение вызвала перегрузка, индикатор остается вровень с корпусом, как а фото справа. Если дифавтомат сработал при наличии тока утечки, флажок выступает на некоторое расстояние от корпуса.

Тип конструктивного исполнения

Есть диф автоматы двух типов: электромеханические или электронные. Электромеханические более надежны, так как они сохраняют работоспособность даже при пропадании питания. То есть, если пропадет фаза, они смогут сработать и отключить еще и ноль. Электронные же для работы требуют питания, которое берут с фазного провода и при пропадании фазы теряют работоспособность.

 

Производитель и цена

В электричестве не стоит экономить, тем более на устройствах, которые обеспечивают защиту проводки и жизни. Потому рекомендуют всегда покупать комплектующие известных производителей. Лидирует на рынке Legrand (Легранд) и Schneider (Шнайдер), Hager (Хагер) но их продукция дорога, да и много подделок. Не настолько высокие цены у IEK (ИЕК), ABB (АББ), но и проблем с нм бывает больше. С неизвестными производителями в данном случае лучше не связываться, так как они зачастую просто неработоспособны.

Выбор на самом деле не такой и маленький, даже если ограничиться только этими пятью фирмами. У каждого производителя есть несколько линеек, которые отличаются по цене, причем значительно. Чтобы понять в чем разница, надо внимательно смотреть на технические характеристики. На цену оказывает влияние каждая и них, так что внимательно изучайте все данные перед покупкой.

 

Как подключить дифавтомат

Начнем со способов монтажа и порядка подключения проводников. Все очень просто, никаких особых сложностей нет. В большинстве случаев монтируется он на динрейку. Для этого есть специальные выступы, которые удерживают устройство на месте.

Крепление на динрейку

Электрическое подключение

Подключение дифавтомата к электросети происходит проводами в изоляции. Сечение выбирается исходя из номинала.  Обычно линия (подвод питания) подключается в верхние гнезда — они подписываются нечетными цифрами, нагрузка — в нижние — подписываются четными цифрами. Так как к дифференциальному автомату подключается и фаза и ноль, чтобы не перепутать, гнезда для «ноля» подписаны латинской буквой N.

Схема подключения дифавтомата обычно есть на корпусе

В некоторых линейках подключать линию можно и в верхние, и в нижние гнезда. Пример такого устройства на фото выше (слева). В этом случае на схеме пишется нумерация через дробь — 1/2 вверху и 2/1 внизу, 3/4 вверху и 4/3 внизу. Это и обозначает, что не имеет значения сверху или снизу подключать линию.

Подключение дифавтомата на распределительном щитке

Перед подключением линии с проводов снимают изоляцию примерно на расстоянии 8-10 мм от края. На нужной клемме слегка ослабляют крепежный винт, вставляют проводник, винт затягивают с достаточно большим усилием. ЗАтем провод несколько раз дергают, чтобы убедиться что контакт нормальный.

Проверка работоспособности

После того, как вы подключили дифавтомат, подали питание, необходимо проверить работоспособность системы и правильность установки. Для начала тестируем сам агрегат. Для этого есть специальная кнопка, подписанная «Test» или просто буквой T. После того, как перевели переключатели в рабочее состояние, нажимаем на эту кнопку. При этом устройство должно «выбить». Эта кнопка искусственно создает ток утечки, так что мы проверили работоспособность дифавтомата. Если сработки не было — надо проверить правильность подключения, если все верно, устройство неисправно

Если при нажатии кнопки «Т» дифавтомат сработал, он работоспособен

Дальнейшая проверка — подключение простой нагрузки к каждой розетке. Этим вы проверите правильность расключения розеточных групп. И последнее — поочередное включение бытовой техники, на которую заведены отдельные линии электропитания.

Схемы

При разработке схемы электропроводки в квартире или доме может быть много вариантов. Отличаться они могут удобством и надежностью эксплуатации,  степенью защиты. Есть простые варианты, требующие минимума затрат. Они обычно реализуются в небольших сетях. Например, на дачах, в небольших квартирах с малым количеством бытовой техники. В большинстве случаев приходится ставить большое количество устройств, которые обеспечивают безопасность проводки и защищают от поражения током людей.

Схемы бывают разного уровня сложности

Простая схема

Не всегда имеет смысл устанавливать большое количество защитных устройств. Например, на даче сезонного посещения, где есть всего несколько розеток и освещение, достаточно поставить всего один дифавтомат на входе, от которого на группы потребителей — розетки и освещение — через автоматы пойдут отдельные линии.

Простая схема подключения дифавтомата на небольшую сеть

Эта схема не потребует больших затрат, но при появлении тока утечки на любой из линий дифавтомат сработает, обесточив все. До выяснения и устранения причин света не будет.

Более надежная защита

Как уже говорили, отдельные дифавтоматы ставят на «мокрые» группы. К ним относятся кухня, ванная, наружное освещение, а также техника, использующая воду (кроме стиральной машинки). Такой способ построения системы дает более высокую степень безопасности и лучше защищает проводку, оборудование и человека.

Более сложная и надежная схема: подключение дифавтомата на каждое потенциально опасное устройство

Реализация этого способа устройства проводки потребует больших материальных затрат, но работать система будет более надежно и стабильно. Так как при сработке одного из защитных устройств, остальная часть останется работоспособной. Такое подключение дифавтомата применяется в большинстве квартир и в небольших домах.

Селективные схемы

В разветвленных сетях электроснабжения возникает необходимость сделать систему еще более сложной и дорогостоящей. В таком варианте после счетчика устанавливается входной дифференциальный автомат класса S или G. Далее, на каждую группу идет свой автомат, а при необходимости ставятся еще и на отдельных потребителей. Подключение дифавтомата для этого случая смотрите на фото ниже.

Селективная схема установки дифавтомата

При таком построении системы при сработке одного из линейных устройств все остальные останутся в работе, так как входной автомат дифференциального отключения имеет задержку в срабатывании.

 

Основные ошибки подключения дифавтоматов

Иногда после подключения дифавтомата он не включается или вырубается при подключении любой нагрузки. Это значит, что что-то сделано не так. Есть несколько типичных ошибок, которые встречаются при самостоятельной сборке щитка:

• Провода защитного нуля (земля) и рабочего нуля (нейтраль) где-то объединены. При такой ошибке дифавтомат вообще не включается — рычаги не фиксируются в верхнем положении. Придется искать где объединены или перепутаны «земля» и «ноль».
• Иногда при подключении дифавтомата ноль на нагрузку или на ниже расположенные автоматы взят не с выхода устройства, а напрямую с нулевой шины. В таком случае рубильники становятся в рабочее положение, но при попытке подключить нагрузку, они моментально отключаются.
• С выхода дифавтомата ноль подается не на нагрузку, а идет обратно на шину. Ноль на нагрузку тоже берется с шины. В этом случае рубильники становятся в рабочее положение, но кнопка «Тест» не работает и при попытке включить нагрузку происходит отключение.
• Перепутано подключение ноля. С нулевой шины провод должен идти на соответствующий вход, обозначенный буквой N, который находится вверху, а не вниз. С нижней нулевой клеммы провод должен уходить на нагрузку. Симптомы аналогичны: рубильники включаются, «Тест» не работает, при подключении нагрузки происходит срабатывание.
• При наличии в схеме двух дифавтоматов перепутаны нулевые провода. При такой ошибке оба устройства включаются, «Тест» работает на обоих устройствах, но при включении любой нагрузки выбивает сразу оба автомата.
• При наличии двух дифавтоматов, идущие от них нули где-то дальше соединили. В этом случае оба автомата взводятся, но при нажатии на кнопку «тест» одного из них, вырубаются сразу два устройства. Аналогичная ситуация возникает при включении любой нагрузки.

 

Теперь вы не только можете выбрать и подключить дифференциальный автомат защиты, но и понять почему он выбивает, что именно пошло не так и самостоятельно исправить ситуацию.

Схема электронного выключателя

Схема

Колебания напряжения всегда были проблемой и являются причиной большинства сбоев в работе устройств переменного тока. Будь то обычный бытовой прибор, такой как тостер, или высокопроизводительный промышленный станок, такой как ЧПУ, все имеет номинальное напряжение, на котором оно без проблем будет работать при максимальной эффективности. К сожалению, наши Внутренние / Промышленные Линии не в состоянии предоставить нам это номинальное напряжение по разным причинам, поэтому в этом проекте мы собираемся создать простой электронный выключатель , который может запускать реле для отключения нагрузки при обнаружении высокого / низкого напряжения ,

Этот проект разработан вокруг известного операционного усилителя LM358. Мы собираемся заставить ОУ работать в дифференциальном режиме, сравнивая текущее напряжение с заданным напряжением. Весь проект может быть построен на макетной плате (кроме линий электропередач), и его можно было заставить работать в кратчайшие сроки. Итак, давайте начнем …..

Компоненты, необходимые для автоматического выключателя:

1. LM358 (двухкомпонентный операционный усилитель)
2. 7805 (+ 5В регулятор)
3. 12V понижающий трансформатор
4. 5V реле
5. BC547 (2 номера)
6. 10K Переменная POT
7. 1К, 2К, 2.2K, 10K, 5.1K Резисторы
Конденсаторы, 100 мкФ, 10 мкФ, 0,1 мкФ
8. Диодный мост
9. Соединительные провода
10. Хлебная доска

Принципиальная схема :

Полная принципиальная схема электронного выключателя приведена на рисунке ниже. Читайте дальше для объяснения того же.

Описание схемы:

Как показано выше в схеме автоматического выключателя , это действительно просто и просто набор резисторов, конденсаторов и прочего.Но что на самом деле происходит за всем этим. Как выбираются значения компонентов и какова их роль здесь?

Я попытался ответить на этот вопрос, разбив их на каждый сегмент и объяснив их ниже.

Силовая часть:

Операционный усилитель является сердцем схемы электронного выключателя . Нам нужен регулируемый источник 5 В для питания этого операционного усилителя. Также нам нужно подать текущее напряжение (напряжение в любое конкретное время) на операционный усилитель.Операционный усилитель может работать только до 5 В, так как он питается от 5 В. Следовательно, нам нужно преобразовать входное напряжение переменного тока (220 В переменного тока) в 0-5 В постоянного тока.

Итак, вышеуказанная схема решает две задачи.

1. Обеспечить постоянное 5 В для включения схемы
2. отображает напряжение переменного тока на входе до 0-5 В для операционного усилителя

Для достижения этого мы использовали 12-вольтный понижающий трансформатор, который преобразует 220 В переменного тока в 12 В переменного тока, затем выпрямляем его с помощью диодного моста до 12 В постоянного тока (приблизительно), а затем регулируем напряжение до 5 В с помощью регулятора напряжения 7805.Любые изменения входного напряжения будут влиять на значение напряжения на выходной стороне диодного моста. Следовательно, это напряжение можно рассматривать как «текущее напряжение» сети переменного тока. Используя резистор 5.1K и 10K POT (формируя делитель потенциала), мы установили напряжение между 0-5В.

Op-Amp Раздел:

В этом разделе проводится сравнение. У нас есть два подразделения в разделе операционных усилителей. Один используется для сравнения «текущего напряжения» со значением «Высокое напряжение», а другой — для сравнения со значением «Низкое напряжение».Оба раздела показаны на рисунке ниже.

Показанная выше схема операционного усилителя является дифференциальным режимом операционного усилителя. Операционный усилитель действительно рабочая лошадка для большинства электронных схем, он имеет множество режимов работы и приложений, таких как суммирование, вычитание, усиление и т. Д. Мы использовали его в качестве компаратора напряжения здесь.

Так что же такое компаратор напряжения и зачем он нам нужен здесь?

Компаратор напряжения в нашем случае сравнивает напряжение между контактами 3 и 2, и если напряжение на контакте 3 больше, чем на контакте 2, тогда выход на контакте 1 становится высоким (3.6 В) иначе выход будет 0 В. Мы сравниваем «текущее напряжение» с предварительно установленным высоким и низким напряжением, чтобы получить триггер высокого / низкого напряжения.

В схеме, показанной выше, порог низкого напряжения устанавливается на выводе 2 с использованием резисторов 1K и 2K. Порог высокого напряжения устанавливается на контакты 5 с помощью резисторов 1 кОм и 2,2 кОм.

Использование этих резисторов образует делитель потенциала и обеспечивает отключение при низком напряжении 3,33 В и отключение при высоком напряжении 3,43 В. Это означает, что только если «текущее напряжение» находится между 3.От 33 В до 3,43 В оба операционных усилителя пойдут высоко.

Примечание: я установил пороговые напряжения на 3,33 В и 3,43 В, так как у меня верхнее отключение было 230 В, а отключение любовника было 220 В. Вы можете установить их соответствующим образом, а затем откалибровать цепь, используя регулятор 10K для управления «текущим напряжением».

Релейная секция:

Это место, где мы подключаем нагрузку переменного тока. Реле используется для включения / выключения нагрузки переменного тока.

Как обсуждено в разделе операционных усилителей.Оба операционных усилителя получат высокое значение только в том случае, если напряжение находится между пределами высокого и низкого напряжения. Поэтому мы должны включать нагрузку переменного тока, только если оба выхода операционного усилителя высоки. Здесь « Low Voltage Trigger » и « High Voltage Trigger » являются выходом контакта 1 и 7 соответственно.

Только если оба уровня высоки, реле получит свое основание и сработает. Нагрузка переменного тока (здесь лампочка) идентифицируется через реле. Резистор 1K используется для ограничения тока.

Как только вы поймете, как работает схема, она не будет проблемой. Просто подключите цепи и используйте 10-килограммовую емкость, чтобы установить «текущее напряжение» между вашим «триггером высокого напряжения» и «триггером низкого напряжения». Теперь, если есть какие-либо изменения в напряжении сети переменного тока, любой ваш операционный усилитель станет низким, и ваше реле выключится, таким образом отключив подключенную к нему нагрузку.

Вы также можете использовать файл симуляции, приложенный здесь, чтобы проверить / изменить вашу схему на основе ваших пороговых значений высокого или низкого напряжения.

При моделировании используется потенциометр для изменения входного напряжения и зеленый светодиод в качестве нагрузки. Вы также можете отслеживать значения напряжения на каждой клемме, что поможет вам лучше понять схему.

Надеюсь, вам понравился этот проект выключателя и вы поняли, что стоит за ним. Полную работу над проектом можно увидеть на видео ниже.

Этот проект страдает от следующих недостатков, которые вы можете рассмотреть на всякий случай, если это значит для вас.

1. Измеренное здесь напряжение не является Vrms-напряжением. Значение также подвержено пикам и ряби
2. Ваша нагрузка может испытывать эффект переключения, если напряжение падает / повышается постепенно (в большинстве случаев оно не будет).
3. Не подключайте нагрузки, которые потребляют ток более 5А. Это, скорее всего, убьет ваше реле и его драйвер.

Вы также можете проверить этот аналогичный проект, чтобы узнать больше: Обнаружение высокого / низкого напряжения с помощью PIC Microcontroller

,Воздушный автоматический выключатель

— типы ACB, эксплуатация и применение

Воздушный автоматический выключатель

Конструкция, эксплуатация, типы, преимущества и применение

Что такое автоматический выключатель?

Автоматический выключатель — это устройство, которое может

,

,
• создать или оборвать цепь вручную или с помощью дистанционного управления в нормальных условиях.
• Разомкнуть цепь автоматически в случае неисправности (например, перегрузки по току, короткого замыкания и т. Д.).
• Сделайте цепь вручную или с помощью дистанционного управления в условиях неисправности.

Автоматический выключатель используется для переключения механизма и защиты системы. Для этой цели также используются другие соответствующие устройства и компоненты, связанные с автоматическими выключателями, такими как предохранители, реле, переключатели и т. Д. Автоматические выключатели широко используются в промышленности, а также в системах питания для управления и защиты различных частей цепи, таких как распределительные устройства, трансформаторы. Моторы, Генераторы / Генератор переменного тока и т. Д., Что делает систему стабильной и надежной

Существуют различные типов воздушных выключателей , доступных на рынке, и мы обсудим один за другим подробно.

Воздушный автоматический выключатель (ACB)

Воздушный автоматический выключатель (ACB) — это электрическое защитное устройство, используемое для защиты от короткого замыкания и перегрузки по току до 15 кВ с номинальным током от 800 А до 10 кА. Он работает в воздухе (где воздушный взрыв в качестве дугогасящей среды) при атмосферном давлении для защиты подключенных электрических цепей. ACB полностью заменен масляным автоматическим выключателем, потому что все еще предпочтительнее использовать ACB, потому что, как в масляном автоматическом выключателе, нет вероятности пожара масла.

Конструкция воздушного выключателя

На следующем рисунке показаны основные и внешние части ACB . (ABB EMax Воздушный выключатель низкого напряжения, ограничения тока и селективного (без ограничения тока)).

1. Кнопка выключения (O)
2. Кнопка включения (I)
3. Индикатор положения основного контакта
4. Индикатор состояния механизма накопления энергии
5. Кнопка сброса
6. Светодиодные индикаторы
7. Контроллер
8. «Подключение», « Тестовый »и« изолированный »ограничитель положения (трехпозиционный механизм фиксации / блокировки)
9. Поставляемый пользователем замок
10. Соединение«, «Проверка» и «разделение» индикации положения
11. Разъединение соединения (CE), (CD) ) Тест (CT) Контакты индикации положения
12. Номинальная заводская табличка
13. Цифровые дисплеи
14. Ручка накопителя механической энергии
15. Встряхивание (ВХОД / ВЫХОД)
16. Хранилище-качалка
17. Кнопка сброса аварийного отключения

На следующем рисунке показан Внутренняя конструкция воздушного выключателя

• 1.Опорная конструкция из листовой стали
• 2. Трансформатор тока для расцепителя защиты
• 3. Изолирующая коробка группы полюсов
• 4. Редкие горизонтальные клеммы
• 5a. Пластины для фиксированных главных контактов
• 5b. Пластины для фиксированной дуги Контакты
• 6a. Пластины для главных подвижных контактов
• 6b. Пластины для перемещения Дугогасительные контакты
• 7. Дугогасительная камера
• 8. Клеммная коробка для фиксированной версии — Скользящие контакты для съемной версии
• 9.Блок защитного отключения
• 10. Автоматический выключатель Управление замыканием и размыканием
• 11. Замкнутые пружины

Связанные материалы: Разница между MCB и MCCB в соответствии со стандартами МЭК

Принцип действия воздушного выключателя

Принцип работы Воздушный автоматический выключатель довольно отличается от других типов автоматических выключателей. Основной целью автоматического выключателя является предотвращение восстановления дуги после нулевого тока, когда зазор контакта выдержит напряжение восстановления системы.Это делает то же самое, но по-другому. Во время прерывания дуги вместо напряжения питания создается напряжение дуги. Напряжение дуги определяется как минимальное напряжение, необходимое для поддержания дуги. Автоматический выключатель увеличивает напряжение тремя различными способами:

• Напряжение дуги может быть увеличено путем охлаждения плазмы дуги. Как только температура движения частицы плазмы в плазме дуги уменьшается, потребуется больше градиента напряжения для поддержания дуги.
• При разделении дуги на несколько рядов увеличивается напряжение дуги.
• Напряжение дуги может быть увеличено путем удлинения пути дуги. Как только длина пути дуги увеличивается, путь сопротивления будет увеличиваться, больше напряжения дуги подается на путь дуги, следовательно, напряжение дуги увеличивается.

Работает при напряжении до 1 кВ. Он содержит две пары контактов. Основная пара несет ток и контакт из меди. Дополнительная пара контактов выполнена из углерода. Когда выключатель размыкается, главный контакт размыкается первым. Во время размыкания основного контакта дуговой контакт остается в контакте друг с другом.Дуга инициируется, когда дуговые контакты разделены. Автоматический выключатель устарел для среднего напряжения.

Типы воздушных выключателей

Существует четыре типа ACB , которые используются в управлении и защите для поддержания и стабильной работы распределительных устройств и внутреннего напряжения среднего напряжения.

• Автоматический выключатель с воздушным прерывателем или ACB
• Магнитный выключатель с воздушным прерывателем
• Воздушный желоб Перерыв Автоматический выключатель
• Воздушный выключатель 9015

Похожие сообщения: Как прочитать Табличку с данными MCB Рейтинг данных Напечатано на нем?

P Выключатель с воздушной цепью или воздушный выключатель с перекрестной струей:

Выключатель снабжен камерой, окружающей контакт.Камера известна как «дугогасительная камера». Дуга создана для вождения в нее. Дугогасительная камера поможет в достижении охлаждения. Arc Желоб сделан из некоторого огнеупорного материала. Внутренние стенки дугогасительной камеры имеют такую ​​форму, что дуга не только принудительно сближается, но и проникает в змеевидный канал, спроецированный на стенку дугогасительной камеры.

Дугогасительная камера разделена на несколько небольших отсеков с помощью металлических разделительных пластин. Металлические разделительные пластины представляют собой дугоделители, и каждый из небольших отсеков ведет себя как мини-дугогасительная камера.Начальная дуга разделится на серию дуг, в результате чего все напряжения дуги превысят напряжение системы. Они являются предпочтительным выбором для применения при низком напряжении.

Воздушный выключатель с воздушным желобом

В воздушном выключателе с воздушным желобом есть два типа контактов, а именно «главный контакт» и «вспомогательные или дугогасительные контакты». Основные контакты выполнены из меди, а серебряные пластины имеют низкое сопротивление и проводят ток в замкнутом положении. Вспомогательные или дуговые контакты изготовлены из медного сплава, так как обладают термостойкостью и используются для предотвращения повреждения главных контактов из-за искрения и могут быть легко заменены при необходимости в случае износа.Во время работы автоматического выключателя дуговые или вспомогательные контакты замыкаются до и размыкаются после главных контактов автоматического выключателя.

Магнитные воздушные автоматические выключатели с магнитным обдувом обеспечивают магнитный контроль за моментом дуги для подавления дуги внутри устройств. Гашение дуги контролируется с помощью магнитного поля, создаваемого током в обмотках, последовательно соединенных с разрывной цепью.Эти катушки известны как «выдуть катушку». Магнитное поле не контролирует и не гасит дугу, создаваемую в выключателе, но оно перемещает дугу в желоба, где дуга соответственно удлиняется, охлаждается и гасится. Такие выключатели используются до 11 кВ.

Воздушный воздушный выключатель:

Этот тип автоматического выключателя используется для системного напряжения 245 кВ, 420 кВ и даже больше.

Воздушный взрыватель разделен на три категории:

• Осевой взрыватель
• Осевой взрыв с скользящим подвижным контактом.

Похожие сообщения:

Осевой взрыватель

Движущийся контакт находится в контакте. В нормальном замкнутом состоянии выключателя имеется сопловое отверстие в неподвижном контакте. При возникновении неисправности в камеру подается высокое давление. Воздух высокого давления будет проходить через сопло, напряжение которого достаточно для поддержания.

Осевой взрыв с скользящим подвижным контактом

Подвижный контакт установлен над поршнем, поддерживаемым пружиной.Взрыв переносит дугу на дугообразный электрод.

Преимущества и недостатки пневматического выключателя

Преимущества

• Воздушный выключатель является подходящим вариантом для использования в тех случаях, когда требуется частая работа из-за меньшей энергии дуги
• Риск пожара устраняется при эксплуатации воздушный взрыв выключателя.
• Воздушный взрывной выключатель имеет небольшие размеры, поскольку диэлектрическая прочность растет очень быстро (конечный контактный зазор, необходимый для гашения дуги, очень мал).
• Скорость автоматического выключателя значительно выше во время работы воздушного взрыва.
• Гашение дуги намного быстрее
• Длительность дуги одинакова для всех значений тока.
• Стабильность работы может поддерживаться и зависит от скорости работы выключателей.
• Это требует меньше обслуживания.

Связанный пост: Предохранитель HRC (предохранитель высокой разрывной способности) и его типы

Недостатки

• Завод поставщика воздуха требует дополнительного обслуживания.
• Содержит воздушный компрессор высокой производительности.
• Существует вероятность утечки давления воздуха из места соединения воздуховодов.
• Существует высокая вероятность повышения напряжения перезаряда и прерывания тока.
• Воздух обладает относительно низкими дугогасящими свойствами.

Применение и использование воздушного выключателя

• Используется для защиты растений.
• Используется для общей защиты электрических машин.
• Используется для защиты трансформаторов, конденсаторов и генераторов.
• ACB также используется в системе распределения электроэнергии и NGD около 15 кВ.
• Также используется в приложениях низкого, высокого напряжения и тока.
  

Статьи по теме:

.

Принцип работы выключателя с утечкой на землю (ELCB) и устройства защитного отключения (RCD)

Автомат защити цепи утечки на землю (ELCB)

Автомат защити цепи утечки на землю (ELCB) — это устройство, используемое для непосредственного обнаружения утечек тока в землю из установки и отключения питания, и в основном используется в системах заземления TT.

Принцип работы выключателя с утечкой на землю (ELCB) и устройства защитного отключения (УЗО)

Существует два типа ELCB:

1. Напряжение утечки на землю Автоматический выключатель (напряжение-ELCB)
2. Ток утечки на землю Токовый выключатель тока утечки на землю (Current-ELCB).

ELCB Voltage впервые были представлены около шестидесяти лет назад, а ELCB Current — впервые около сорока лет назад. В течение многих лет ELCB с управлением по напряжению и ELCB с дифференциальным током назывались ELCB, потому что это было более простое имя для запоминания. Но использование общего названия для двух разных устройств привело к значительной путанице в электрической промышленности.

Если в установке использовался неправильный тип, уровень защиты может быть существенно ниже, чем предполагалось.

Чтобы игнорировать эту путаницу, МЭК решила применить термин «устройство остаточного тока» (RCD) к ELCB с дифференциальным током. Остаточный ток относится к любому току сверх тока нагрузки.

Напряжение базы ELCB

• Voltage-ELCB — автоматический выключатель, управляемый напряжением. Устройство будет работать, когда ток пройдет через ELCB. Напряжение-ELCB содержит катушку реле, которую он соединяет с металлическим корпусом нагрузки на одном конце, и он подключается к проводу заземления на другом конце.
  
• Если напряжение корпуса Оборудования возрастает (при прикосновении фазы к металлической части или обрыве изоляции оборудования ), что может привести к разнице между напряжением на массу и нагрузкой на корпус, возникает опасность поражения электрическим током. Эта разность напряжений будет генерировать электрический ток от металлического корпуса нагрузки, проходящего через контур реле и к земле. Когда напряжение на металлическом корпусе оборудования поднялось до уровня опасности, который превышает 50 Вольт, протекающий ток через релейный контур может перемещать контакт реле, отключая ток питания, чтобы избежать любой опасности поражения электрическим током.
  
• ELCB обнаруживает токи короткого замыкания от провода под напряжением до заземляющего (заземляющего) провода внутри защищаемой установки. Если на сенсорной катушке ELCB появится достаточное напряжение, оно отключит питание и останется выключенным до сброса вручную. Чувствительный к напряжению ELCB не обнаруживает токи короткого замыкания от напряжения к любому другому заземленному корпусу.

  

• Эти ELCB контролировали напряжение на заземляющем проводе и отключали питание, если напряжение заземляющего провода превышало 50 вольт.
  
• Эти устройства больше не используются из-за его недостатков, например, если неисправность находится под напряжением и заземлением цепи, они отключат питание. Тем не менее, если неисправность происходит между токоведущей и некоторой другой землей (например, человеком или металлической водопроводной трубой), они НЕ отсоединятся, так как напряжение на заземлении цепи не изменится. Даже если неисправность происходит между токоведущей и контурной землей, параллельные пути заземления, создаваемые через газовые или водопроводные трубы, могут привести к обходу ELCB. Большая часть тока короткого замыкания будет протекать через газовые или водопроводные трубы, так как один заземляющий контакт неизбежно будет иметь гораздо более высокое сопротивление, чем сотни метров металлических служебных труб, утопленных в земле.

• Способ идентификации ELCB — поиск зеленого, зеленого и желтого заземляющих проводов, входящих в устройство. Они полагаются на возврат напряжения к отключению через заземляющий провод во время неисправности и обеспечивают только ограниченную защиту установки и никакой личной защиты вообще. Для любых приборов и удлинителей следует использовать штекер УЗО 30 мА, который можно использовать как минимум снаружи.

Преимущества

ELCB
• имеют одно преимущество по сравнению с УЗО: они менее чувствительны к условиям неисправности и поэтому имеют меньше нежелательных отключений.
  
• Несмотря на то, что напряжение и ток на линии заземления обычно являются током повреждения от провода под напряжением, это не всегда так, поэтому существуют ситуации, в которых ELCB может вызвать нежелательное отключение.
  
• Если установка имеет два соединения с землей, сильный удар молнии поблизости вызовет градиент напряжения в почве, предоставив чувствительной катушке ELCB достаточно напряжения, чтобы вызвать его отключение.
  
• Если заземляющий стержень установки расположен близко к заземляющему стержню соседнего здания, высокий ток утечки на землю в другом здании может повысить местный потенциал заземления и вызвать разность напряжений на двух заземлениях, что снова приведет к отключению ELCB.
  
• Если накопленные или обремененные токи вызваны предметами с пониженным сопротивлением изоляции из-за устаревшего оборудования или с нагревательными элементами, или в условиях дождя, это может привести к снижению сопротивления изоляции из-за отслеживания влажности. Если есть какое-то мА, равное значению ELCB, то ELCB может вызвать нежелательное отключение.
  
• Если какой-либо из заземляющих проводов отсоединяется от ELCB, он больше не отключается или установка часто не будет должным образом заземлена.
  
• Некоторые ELCB не реагируют на выпрямленный ток повреждения. Эта проблема является общей для ELCB и RCD, но ELCB в среднем намного старше, чем RCB, поэтому старый ELCB с большей вероятностью будет иметь некоторую необычную форму сигнала тока неисправности, на которую он не будет реагировать.
  
• ELCB, управляемые напряжением, являются требованием для второго соединения и возможностью того, что любое дополнительное соединение с землей в защищенной системе может отключить детектор.
  
• Отключение, особенно во время грозы.

Недостатки

• Они не обнаруживают неисправности, которые не пропускают ток через CPC к заземляющему стержню.
• Они не позволяют легко разделить одну систему здания на несколько секций с независимой защитой от замыканий, поскольку системы заземления обычно используют общий заземляющий стержень.
• Они могут быть отключены внешним напряжением от чего-либо, подключенного к системе заземления, такого как металлические трубы, земля TN-S или объединенная нейтраль TN-C-S и земля.
• Поскольку электрические утечки, такие как некоторые водонагреватели, стиральные машины и плиты, могут привести к отключению ELCB.
• ELCB вносят дополнительное сопротивление и дополнительную точку отказа в систему заземления.

Можем ли мы предположить, защищена ли наша электрическая система от защиты земли или нет только нажатием тестового переключателя ELCB?

• Проверка работоспособности ELCB проста, и вы можете легко это сделать, нажав кнопку TEST на кнопке ELCB.Тестовая кнопка проверит, работает ли блок ELCB правильно или нет. Можем ли мы предположить, что если ELCB отключается после нажатия кнопки TEST на ELCB, то ваша система защищена от заземления? Тогда вы не правы.
  
• Испытательный центр, установленный на домашнем ELCB, только подтвердит исправность блока ELCB, но этот тест не подтвердит, что ELCB отключится, когда возникнет опасность поражения электрическим током. Это действительно печальный факт, что в то время как это недоразумение оставило многие дома совершенно незащищенными от риска поражения электрическим током.
  
• Это подводит нас или заставляет задуматься над вторым основным требованием защиты земли. Вторым требованием для правильной работы домашней системы защиты от ударов является электрическое заземление.
  
• Можно предположить, что ELCB является мозгом для защиты от ударов , а заземление — основой. Следовательно, без функционального заземления (надлежащего заземления электрической системы) в вашем доме полностью отсутствует защита от поражения электрическим током, даже если вы установили ELCB, и его переключатель TEST показывает правильный результат.Одной лишь заботы о ELCB недостаточно. Электрическая система заземления также должна быть в исправном состоянии, чтобы система защиты от ударов работала. В дополнение к обычным осмотрам, которые должны выполняться квалифицированным электриком, домовладелец должен регулярно проверять это заземление с регулярными интервалами времени, чтобы минимизировать сопротивление заземления.

Управляемый током ELCB (RCB)

• Управляемые током ELCB обычно известны как устройства защитного отключения (УЗО).Они также защищают от утечки на землю. Оба проводника цепи (подача и возврат) проходят через чувствительную катушку; любой дисбаланс токов означает, что магнитное поле не может полностью подавиться. Устройство обнаруживает дисбаланс и отключает контакт.
  
• Когда используется термин ELCB, он обычно означает устройство с питанием от напряжения. Подобные устройства, работающие с током, называются устройствами остаточного тока. Однако некоторые компании используют термин ELCB, чтобы отличать высокочувствительные трехфазные устройства, работающие от тока, которые отключаются в миллиамперном диапазоне, от традиционных трехфазных устройств защиты от замыканий на землю, которые работают при значительно более высоких токах.

• Типичная схема RCB :
  

• Питающая катушка, нейтральная катушка и поисковая катушка намотаны на общий сердечник трансформатора.
  
• В исправной цепи тот же ток проходит через фазную катушку, нагрузку и возвращается обратно через нейтральную катушку. Обе фазы и нейтральные катушки намотаны таким образом, что они будут создавать противоположный магнитный поток. При одинаковом токе, проходящем через обе катушки, их магнитный эффект будет подавлен при исправном состоянии цепи.
  
• В ситуации, когда имеется неисправность или утечка на землю в цепи нагрузки или где-либо между цепью нагрузки и выходным соединением цепи RCB, ток, возвращающийся через нейтральную катушку, уменьшается. Тогда магнитный поток внутри сердечника трансформатора больше не сбалансирован. Общая сумма противоположного магнитного потока больше не равна нулю. Этот чистый оставшийся поток — это то, что мы называем остаточным потоком.
  
• Периодически изменяющийся остаточный поток внутри сердечника трансформатора пересекает путь с обмоткой поисковой катушки.Это действие создает электродвижущую силу (например, через поисковую катушку). Электродвижущая сила — это переменное напряжение. Индуцированное напряжение на поисковой катушке создает ток внутри проводки цепи отключения. Именно этот ток управляет катушкой отключения автоматического выключателя. Поскольку ток отключения управляется остаточным магнитным потоком (результирующий поток, суммарный эффект между обоими потоками) между фазой и нейтральными катушками , он называется устройством остаточного тока .
  .
  
• С автоматическим выключателем, включенным как часть цепи, собранная система называется автоматическим выключателем остаточного тока (RCCB) или устройством защитного отключения (RCD). Поступающий ток должен сначала пройти через автоматический выключатель, прежде чем идти к фазовой катушке. Обратная нейтральная линия проходит через второй полюс выключателя. Во время отключения при обнаружении неисправности соединение фазы и нейтрали изолируется.
  
  • Чувствительность УЗО выражается как номинальный остаточный рабочий ток, отмеченный IΔn .Предпочтительные значения определены МЭК, что позволяет разделить УЗО на три группы в соответствии с их значением IΔn.
  • Высокая чувствительность ( HS ): 6–10–30 мА (для защиты от прямого контакта и травм)
  Стандарт
  • МЭК 60755 (Общие требования к защитным устройствам с остаточным током) определяет три типа УЗО в зависимости от характеристик тока повреждения.
  • Тип AC : УЗО, для которого обеспечивается отключение при остаточных синусоидальных переменных токах

Чувствительность RCB:

• Средняя чувствительность ( MS ): 100-300-500-1000 мА (для противопожарной защиты)
• Низкая чувствительность ( LS ): 3-10-30 А (обычно для защиты машины)

Типы RCB:

Тип A : УЗО, для которого обеспечивается отключение

• для остаточного синусоидального переменного тока
• для остаточных пульсирующих постоянных токов
• Для остаточных пульсирующих постоянных токов, наложенных ровным постоянным током 0.006 A, с или без регулировки фазового угла, независимо от полярности.

Тип B : УЗО, для которого обеспечивается отключение

• как для типа А
• для остаточных синусоидальных токов до 1000 Гц
• для остаточных синусоидальных токов, наложенных чистым постоянным током
• для пульсирующих постоянных токов, наложенных чистым постоянным током
• для остаточных токов, которые могут возникнуть в результате выпрямительных цепей
  • трехимпульсное соединение звездой или шестиимпульсное мостовое соединение
  • двухимпульсное мостовое соединение между линиями с или без контроля фазового угла, независимо от полярности
  • Существует две группы устройств:

Время перерыва RCB:

1. G (общего пользования) для мгновенных УЗО (т.е. без задержки)

• Минимальное время перерыва: немедленное
• Максимальное время перерыва: 200 мс для 1x IΔn, 150 мс для 2x IΔn и 40 мс для 5x IΔn

2. S (селективный) или T (с временной задержкой) для УЗО с коротким временем задержки (обычно используется в цепях, содержащих ограничители перенапряжений)

• Минимальное время перерыва: 130 мс для 1x IΔn, 60 мс для 2x IΔn и 50 мс для 5x IΔn
• Максимальное время перерыва: 500 мс для 1x IΔn, 200 мс для 2x IΔn и 150 мс для 5x IΔn

Связанные материалы EEP со спонсорскими ссылками

,

Основы проектирования автоматического выключателя защиты двигателя

Автоматический выключатель защиты двигателя (MPCB)

Варианты MCCB для конкретного применения. Эти автоматические выключатели сочетают в себе функции короткого замыкания и изоляции MCCB с защитой двигателя от перегрузки по току традиционного реле перегрузки. MPCB ​​являются UL 489 Внесены в список как автоматические выключатели и проверены как реле перегрузки двигателя .

Learn Конструкция выключателя защиты двигателя (на фото: выключатель защиты двигателя Allen-Bradley 600V 140-CMN-4000)

Эти устройства традиционно используются в двухкомпонентных пусковых устройствах с контактором для управления нагрузкой двигателя.

MPCB дизайн

Части автоматического выключателя защиты двигателя, показанные на рисунке 1, точно скоординированы, так что общие задачи — быстрое отключение токов короткого замыкания и надежное распознавание перегрузок — могут выполняться оптимально.

Нормальный номинальный ток, а также ток короткого замыкания или перегрузки протекает от входной к выходной клемме автоматического выключателя через магнитные и тепловые расцепители, включенные последовательно с основными контактами.Точно такой же ток течет через все функциональные модули. Неравная амплитуда и длительность токов в разных выбросах, очевидно, будут вызывать разные индивидуальные реакции.

Основные функциональные элементы автоматического выключателя для защиты двигателя:

1. Тепловой расцепитель максимального тока
2. Электромагнитный расцепитель максимального тока
3. Система главных контактов
   
   [Покрытые подтемы]
   • Предельная коммутационная способность и сервисная коммутационная способность
   • Пропускные значения
   • Срок службы автоматических выключателей
   • Рабочее переключение
   • Вспомогательные контакты и дисплеи
   • Расцепители шунтового отключения и защиты от пониженного напряжения
   • Моторные (дистанционные) операторы
4. Положение вспомогательного переключателя
5. Переключатель защелки
6. Камера дуги (деионные пластины)
7. Плунжерная арматура
8. Дифференциал с размыкателем скольжения

Рисунок 1 — Детали выключателя в деталях

В больших автоматических выключателях (> прибл.100 A ), все чаще используются электронные модули отключения и связи. Они обеспечивают высокую степень гибкости в отношении выбора параметров для конкретного приложения и поддерживают интеграцию устройств в вышестоящие системы контроля и управления.

1. Тепловой расцепитель максимального тока

Расцепитель с расцепителем максимального тока действует так же, как и реле тепловой защиты двигателя (биметаллические реле перегрузки), и на них распространяются те же стандарты, если они используются для защиты двигателя.Отключение обычно осуществляется через защелку выключателя выключателей и приводит к размыканию главных контактов.

Сброс производится ручным или дистанционным нажатием переключателя после охлаждения биметаллов ниже порога сброса .

В случае автоматических выключателей с термически задержанными расцепителями перегрузки и низкими установочными токами ( кОм <20 A ) сопротивление цепи с нагревательными обмотками биметаллических полос и катушкой незамедлительных электромагнитных триггеров короткого замыкания сравнительно большой.

Он может быть настолько большим, что он ослабляет любой ток (предполагаемого) тока короткого замыкания до значения, которое коммутатор все еще может выдерживать термически и динамически, и, следовательно, может также отключаться. Такие автоматические выключатели искробезопасны от коротких замыканий.

Рисунок 2 — Ток двигателя, протекающий через биметаллическую полосу расцепителя тепловой перегрузки, нагревает его и тем самым изгибает. В зависимости от текущей настройки он давит на защелку рабочего механизма.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

2. Расцепитель электромагнитного тока

В автоматических выключателях с защитой двигателя характеристические перегрузки по току от значения в 10… 16 раз превышающего уставку верхней шкалы немедленно вызывают срабатывание расцепителя максимального тока. Для высокоэффективных двигателей могут потребоваться более высокие уровни магнитного отключения.

Точное значение отключения является либо настраиваемым (в соответствии с селективностью или различными пиковыми значениями тока в случае защиты трансформатора и генератора), либо определяется конструкцией.

В автоматических выключателях для защиты оборудования и линий зона срабатывания ниже. В небольших автоматических выключателях ( обычно <100 A ) полюсный проводник имеет форму небольшой катушки. Если через эти катушки протекает сильный сверхток, сила, воздействующая на якорь, окруженный катушкой. Эта арматура разблокирует нагруженную защелку переключателя, которая высвобождает накопленную энергию пружины и, следовательно, размыкает главные контакты и отключает максимальный ток.

2.1 Плунжер для силовых выключателей с ограничением тока

Токоограничивающие автоматические выключатели ограничивают ток повреждения и, следовательно, уменьшают механическое и тепловое напряжение в случае отказа.Автоматические выключатели с номинальными токами до 100 А предлагаются для для быстрого отключения тока короткого замыкания с помощью плунжерной системы, которая в случае короткого замыкания дополнительно вызывает размыкание главных контактов и, следовательно, поддерживает чрезвычайно короткий разрыв раз (см. рисунок 3).

Рисунок 3 — Контакты силового выключателя с ограничением тока

Контакты выключателя с ограничением тока с высоким током принудительно размыкаются в случае короткого замыкания плунжером, и ток сразу направляется в камеры дуги.Цепь разорвана, даже когда ток все еще растет.

Альтернативой плунжерной системе при больших номинальных токах является слот-двигатель , который очень быстро размыкает контакты , в основном за счет электродинамических сил.

Чем быстрее он отключается, тем меньше энергии требуется для управления коммутатором и тем более компактным может быть автоматический выключатель. Это означает, что это является обязательным условием для автоматических выключателей с компактными внешними размерами.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3.Главная контактная система и коммутационная способность

Требования к основным контактам автоматического выключателя двигателя: — высокая производительная мощность, высокая отключающая способность, низкое тепловыделение при рабочем токе, низкая эрозия контактов, небольшая инерция и оптимальная форма для благоприятного движения электрической дуги.

Дуга переключения должна быть быстро направлена ​​из области между контактными поверхностями, охлаждена, разделена, расширена и, таким образом, погашена. Деионные пластины должны образовывать функциональный блок с основным контактом по форме и расположению.

Чтобы оптимально удовлетворить эти высокие требования, к конструкции и материалам предъявляются самые высокие требования, и не в последнюю очередь к методам моделирования и испытаний.

Рисунок 4 — Главные контакты выключателя ROCKWELL 140-CMN Контактные системы

предназначены для обеспечения оптимальной коммутационной эффективности при главном номинальном напряжении . Количество деионных пластин является критическим для напряжения электрической дуги во время размыкания цепи и, следовательно, для коммутационной способности и ограничения тока.

Например, контактная система, рассчитанная на 400 В, имеет пониженную коммутирующую способность при напряжениях питания выше 400 В (таким образом, напряжения питания ниже 400 В не являются критическими). Использование, например, при 690 В может быть возможно только при пониженной коммутационной способности. Рабочие характеристики для указанного рабочего напряжения должны соблюдаться.

Автоматические выключатели должны быть способны контролировать максимально возможный ток короткого замыкания в точке установки при заданном рабочем напряжении.

Защитные автоматические выключатели с защитой от короткого замыкания могут использоваться в источниках тока короткого замыкания любой величины, поскольку их внутренний импеданс ограничивает ток короткого замыкания до коммутирующей способности переключателя (или ниже).

Если коммутационная способность автоматического выключателя меньше требуемой, то должна быть обеспечена резервная защита (плавкий предохранитель или автоматический выключатель, включенные последовательно). Требуемая коммутационная способность должна обеспечиваться совместно с устройством резервной защиты.Размер резервной защиты можно узнать из документации по продукту.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3.1 Максимальная коммутационная способность и сервисная коммутационная способность

В IEC 60947-2 проводится различие между номинальной предельной отключающей способностью при коротком замыкании I _CU и номинальной отключающей способностью при коротком замыкании при эксплуатации I _CS :

Номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании I _CU

Последовательность испытаний O-t-CO: Автоматические выключатели, которые работали на уровне предельной отключающей способности при коротком замыкании, могут быть ограничены в эксплуатации только после.Могут быть изменения в характеристиках отключения при перегрузке, и повышенный рост температуры вследствие эрозии контактного материала.

Номинальная сервисная отключающая способность короткого замыкания I _CS

Последовательность испытаний O-t-CO-t-CO: Автоматические выключатели, которые работали на уровне сервисной отключающей способности при коротком замыкании, впоследствии могут быть исправны.

Где:

• O — отключение короткого замыкания из замкнутого состояния
• т — интервал времени
• CO — переключение на короткое замыкание с последующим отключением

Номинальные характеристики автоматических выключателей для I _CU обычно выше, чем для I _CS .Поэтому большинство автоматических выключателей (по соображениям стоимости) выбраны в соответствии с I _CU . На заводах, где время простоя должно быть как можно короче, выбор продукта должен основываться на I _CS .

После короткого замыкания обычно рекомендуется проверить устройство, чтобы убедиться, что оно полностью функционирует.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3,2 Сквозные значения

Основными качественными признаками в отношении хорошей защиты от короткого замыкания являются значения сквозного пропускания (см. Рисунок 5 ниже).Величина тока отсечки и пропускаемой энергии по отношению к предполагаемому току короткого замыкания I _сП предоставляют информацию о качестве ограничения тока с помощью переключателя .

Они показывают степень, в которой находящиеся ниже по потоку устройства, такие как контакторы или переключатели, находятся под напряжением в случае короткого замыкания.

Рисунок 5 — Макс. ток отключения и макс. прямая (сквозная) энергия сильноточных ограничивающих выключателей при номинальном рабочем напряжении 415 В

Величины сквозного пропускания напрямую влияют на размеры этих последовательно соединенных устройств — например, координация типа короткого замыкания 2 без контакторов большого размера — и определяют конструктивный дизайн установки.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3.3 Срок службы выключателей

МЭК 60947-2 определяет количество операций переключения, которые автоматический выключатель должен выполнить без нагрузки, при нормальной нагрузке, при перегрузке или при коротком замыкании. Значения варьируются от двух разрывов (O-t-CO) для номинальной предельной отключающей способности при коротком замыкании и до нескольких тысяч операций для чисто механического переключения без нагрузки.

Срок службы электрической цепи (срок службы контактов) автоматического выключателя, такого как с контакторами, зависит от величины тока, который должен быть отключен .Малые токи в порядке номинального тока или диапазона срабатывания термически задержанных расцепителей перегрузки имеют гораздо меньшее влияние на срок службы контактов, чем токи короткого замыкания величины отключающей способности (см. Рисунок 6).

Контакты могут быть настолько размыты даже после воздействия всего нескольких высоких токов короткого замыкания , что требуется замена автоматического выключателя.

Рисунок 6 — Контакты выключателя на разных этапах срока службы

Где //

• Цифры выше: Контакты в новом состоянии.
• Цифры в центре: Контакты через ок. 75% срока службы электричества, материал контактов частично разрушен, а контакты по-прежнему работоспособны.
• Рисунки ниже: Контакты в конце срока их службы, материал подложки виден, материал контакта размыт до подложки. Дальнейшее использование приведет к контактной сварке и чрезмерному повышению температуры .

Токи короткого замыкания, возникающие на практике, обычно равны , что значительно ниже рассчитанных максимальных значений и коммутационной способности развернутых коммутаторов.Поэтому они вызывают меньшую эрозию контактов.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3.4 Оперативное переключение

В нижнем диапазоне мощности автоматические выключатели также используются для ручного управления меньшим, часто мобильным, оборудованием и устройствами (например, фрезерными станками, циркулярными пилами, погружными насосами). Срок службы электрических выключателей редко используется в полной мере при небольшом количестве операций, типичных для этих применений.

Автоматические выключатели с характеристикой защиты двигателя заменяют комбинированный предохранитель, защитное устройство двигателя и выключатель нагрузки.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3.5 Вспомогательные контакты и дисплеи

Вспомогательные контакты позволяют функционально интегрировать защитное устройство в систему управления. ON, OFF, перегрузка и / или отключение при коротком замыкании могут сигнализироваться с помощью соответствующих вспомогательных контактов (см. Рисунок 7). Эти вспомогательные выключатели могут быть установлены или вставлены в автоматический выключатель и могут быть подключены к клеммам или подключаться через свободные провода.

Рисунок 7 — Слева: вспомогательные контакты MPCB; Справа: аварийные контакты MPCB

В дополнение к вспомогательным выключателям, автоматические выключатели часто оснащены визуальными индикаторами состояния работы , а также часто для состояния отключения и причины отключения. Это ценные средства для диагностики на месте во время ввода в эксплуатацию и устранения неисправностей.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3,6 Расцепители шунтового и минимального напряжения

Расцепители

с защитой от случайного срабатывания позволяют отключать дистанционное размыкание цепи с помощью управляющего сигнала , например, для электрической блокировки (Рисунок 8).Расцепитель минимального напряжения выключает автоматический выключатель в положении , когда напряжение падает ниже (обычно фиксируется) определенного уровня приложенного напряжения, и используется, например, для обнаружения перебоев напряжения.

Рисунок 8 — Расцепитель расцепителя для выключателя защиты двигателя

Они, в частности, используются в качестве компонентов безопасности, например, для предотвращения автоматического перезапуска после отключения напряжения, для цепей блокировки, для функций АВАРИЙНОГО ОСТАНОВА и для дистанционного отключения.

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

3.7 Моторные (дистанционные) операторы

Моторные или дистанционные операторские блоки (Рисунок 9) открывают возможность для дистанционного управления всеми командами на автоматические выключатели . Таким образом, функции, которые обычно выполняются вручную, могут активироваться с пульта дистанционного управления. Таким образом, устройства подачи нагрузки могут быть включены и выключены без непосредственного вмешательства оператора на месте.

Рисунок 9 — Механизм управления двигателем MPCB

Сброс сработавшего выключателя, таким образом, возможен на дистанционно управляемых распределительных станциях .

Вернуться к элементам защиты двигателя ↑

E300 Электронное реле перегрузки (ВИДЕО)

Демонстрация того, как подключить / подключить электронное реле перегрузки E300 к контактору 100-C и автоматическому выключателю защиты двигателя 140-U.

Ссылка // Распределительное устройство низкого напряжения и распределительное устройство — Технический документ от Allen Bradley

,