Что такое дифференциальный автомат?

Внешний вид

Всеобщая унификация привела к тому, что по форме и размерам корпуса очень сложно уловить разницу между дифавтоматом и УЗО.

Для однофазной сети корпуса этих приборов имеют размер равный двум корпусам однополюсного автоматического выключателя. Каждый из них имеет тестовую кнопку, они двухполюсные. Установка УЗО на DIN-рейку ничем не отличается от монтажа дифавтомата.

Внешне дифференциальные автоматы отличаются от УЗО:

• по надписям на лицевой панели;
• маркировке;
• функциональной схеме.

Обычно в верхней части прибора ниже названия фирмы производителя идет название прибора. К примеру, ВД и несколько цифр. ВД означает выключатель дифференциальный, то есть это УЗО.

Если присутствует аббревиатура АВДТ (сокращение от выражения: автоматический выключатель дифференциального тока), то это дифавтомат. На случай повреждения надписи на лицевой панели производитель предусмотрительно выдавил название устройства на боковой стороне прибора.

Правда, для определения типа устройства придется снимать его с DIN-рейки. Но этот способ касается в основном отечественных производителей.

Зарубежные поставщики на этот счет не заморачиваются. Поэтому приходится ориентироваться по маркировке и схеме.

Обозначение номинального тока

Разница наблюдается в обозначении номинального тока. В УЗО его записывают в виде цифры, например 16 А, которая означает, что прибор будет нормально работать при токах не превышающих 16 ампер. Главная характеристика для него – это значение тока отключения.

Для дифавтомата, кроме тока отключения по утечке, важной является время-токовая характеристика. От нее зависит, при каких токах перегрузки и насколько быстро отключится устройство

Поэтому перед значением номинального тока стоит буква, обозначающая предел превышения номинала, при котором произойдет мгновенное срабатывание прибора. Если на передней панели стоит надпись, например, «С16», значит, перед вами дифавтомат.

Электромагнитный расцепитель данного дифавтомата мгновенно отключит линию при превышении номинального тока в 5-10 раз.

Функциональная схема

На схеме УЗО на передней панели, можно видеть изображение магнитопровода дифференциального трансформатора, тестового резистора, трех ключей и управляющей обмотки.

Два ключа отключают фазовый и нулевой провода в случае токов утечки, превышающих уставку. Третий ключ нужен для протекания ограниченного резистором тока, минуя трансформатор. Таким образом, создается дисбаланс между токами, протекающими через фазу и ноль.

На схеме дифавтомата, в дополнение к схеме УЗО, изображается ключ, подсоединенный к фазовому проводу на выходе трансформатора. Или может быть другое изображение.

Вместо дополнительного ключа показывают квадрат с фигурой внутри положительной синусоиды и прямоугольного импульса. Синусоида означает электромагнитный расцепитель, а прямоугольный импульс – тепловой расцепитель.

Как выбрать устройство дифференциального тока?

Выбирают устройства дифференциального тока аналогично тому, как делают это, к примеру, с автоматическими выключателями.

Выбор УДТ. При той обширной информации, что выводится на фронтальной панели модуля, выбирать приборы можно без затруднений непосредственно на месте приобретения

То есть выбор делается на основании традиционных критериев подбора электрооборудования подобного типа:

1. Цель применения.
2. Соответствие току нагрузки.
3. Критерий чувствительности на срабатывание.
4. Корпусное исполнение.

Для применения в условиях привычного быта обычно выбор приходится на однофазные приборы характеристики «АС» или «А». Для использования на бытовых сетях жилых строений лучше брать устройства чувствительностью 10-30 мА (на прикосновение) и 100 мА (пожарная защита и КЗ). Корпусное исполнение – максимально удобное под монтаж и в плане эксплуатации.

Следует отметить: устройство дифференциального тока монтируется всегда последовательно с автоматическим выключателем. Поэтому токовые характеристики обоих приборов должны совпадать либо номинальный ток УДТ должен быть выше.

Выбор дифференциального автомата для квартиры

Правильный выбор диф. автомата для квартиры, дома

Защита от короткого замыкания и перегрузки по току в электропроводке осуществляется автоматическими выключателями (АВ), а защиту от поражения электрическим током человека и утечку тока в электропроводке выполняют устройства защитного отключения (УЗО).

Отличие Дифавтомата от автомата и УЗО

Дифференциальный автомат несёт в себе две функции защиты AB и УЗО в одном устройстве. Отдельные устройства защиты АВ и УЗО, и дифференциальный автомат имеют свои преимущества и недостатки для разных вариантов применения.

В каких случаях выбирают дифференциальный автомат

В каждой квартире находится достаточное количество электроприборов. И все они должны иметь свою индивидуальную защиту. Если на электропечь, духовку, стиральную машину, посудомоечную машину, холодильник, бойлер, зал, спальни, детскую и т. д. поставить раздельные автомат АВ и УЗО, то какой по размеру будет электрический щиток. Вот в чём основное преимущество дифференциального автомата.

Также если УЗО требуется выбирать по току на 1-2 порядка выше чем номинальный ток автомата АВ, то дифференциальный автомат выбирается только на оптимальный ток защиты от короткого замыкания и перегрузки. И так мы остановились на выборе дифференциального автомата для квартиры или дома. Теперь необходимо определиться с характеристиками устройства в каждом конкретном случае.

Выбор оптимального тока. Величина тока дифференциального автомата выбирается в зависимости от нагрузки электроприбора, мощности освещения или сечения электропроводки. Существуют дифференциальные автоматы с токовыми параметрами C6, С10 (для освещения), С16, С25, С40, С50, С63, С80, С100.

Как узнать характеристики дифавтомата

Ток утечки — этот основной параметр защиты который выражается в миллиамперах (мА) и обозначается символом. Если диф. автомат ставится сразу за счетчиком, тогда ток утечки выбирают 300 мА для дома, или 100мА для квартиры. Для отдельных групп ток утечки выбирают 30 мА, а отдельных сетей 10 мА.

Выбор дифавтомата по току

По напряжению. Существуют дифференциальные устройства на 380 В и 220 В. Для трехфазной сети 380 В устройство имеет по четыре контакта вверху и внизу, один из которых рабочий ноль.

Выбор дифференциального автомата по току утечки

По типу. Делятся устройства по типу с током утечки АС и А. Автоматы типа АС используются для переменного тока утечки, а устройства типа А срабатывают от постоянного тока утечки. Таким образом, диф. автоматы типа А применяют для защиты электронных приборов, таких как телевизоры, компьютеры и даже посудомоечные или стиральные машины, где УЗО типа АС неэффективно реагирует на постоянный ток утечки.

Защита от обрыва нуля. Для правильной работы дифавтомата необходима сеть 220 В (фаза и ноль). Если по какой-то причине пропадёт фаза, то устройство не сработает, так как отсутствует ток утечки. А если оборвется ноль и появится ток утечки (сырые стены со старой электропроводкой, пробой изоляции проводов в электроприборе и т. д.), то защита УЗО также не сработает т. к. нет полного питания электрической схемы защиты.

Схема установки дифавтомата с защитным заземлением PE

Возникает опасность поражения электрическим током человека. Для исключения подобной ситуации дифавтомат должен иметь защиту от обрыва нуля. Если такой функции в защите УЗО нет, тогда нужно отдельно приобрести и установить реле напряжения с защитой от обрыва нуля.

Какого производителя дифавтоматов выбрать

Экономить на защите электросетей и защите от поражения током человека не стоит. Качественное устройство защиты прослужит долгие годы. Это гораздо выгоднее, чем устанавливать дешёвые не надежные варианты защиты и менять их каждый год. Популярные бренды — это ABB (Шведы со Швейцарией), Legrand (Франция), Schneider Electric (Франция), Siemens (Германия). Эти производители доказали надежность и качество своих изделий уже много лет.

Важно устанавливать защитное устройство в электрических сетях с защитным проводником PE. При появлении тока утечки через проводник PE, защита тут же сработает

А если использовать рабочий ноль N вместо PE, то ток утечки пройдет через человека на землю, что не очень приятно. Эффективность защиты в этом случае будет значительно ниже, чем в первом варианте.

Основные параметры

Любой дифференциальный автомат располагает 8-ю клеммами для трёхфазной сети и 4-мя для однофазной. Само устройство является модульным и состоит из:

• Корпуса, изготовленного из негорючего тугоплавкого материала;
• Клемм с маркировкой, предназначенных для подключения проводников;
• Рычага включения-выключения. Количество зависит от модели конкретного устройства;
• Кнопки тестирования, позволяющей вручную проверить работоспособность дифференциального автомата;
• Сигнального огонька, информирующего о выбранном типе срабатывания (утечка или перегрузка).

При выборе дифференциального автомата со всей интересующей информацией можно ознакомиться непосредственно на самом корпусе устройства.

Выбор дифавтомата нужно производить исходя из множества параметров:

1. Номинальный ток – показывает, на какую нагрузку рассчитан дифавтомат. Эти значения стандартизированы и могут принимать следующие значения: 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63А.
2. Время-токовая характеристика – значения могут быть равны B, C и D. Для простой сети с маломощным оборудованием (используется редко) подойдёт тип В, в городской квартире – С, на мощных производственных предприятиях – D. Например, при запуске двигателя ток резко возрастает на доли секунд, ведь необходимы определённые усилия для его раскрутки. Данный пусковой ток может в несколько раз превышать номинальный ток. После запуска потребляемый ток становится в несколько раз меньше. Для этого и нужен этот параметр. Характеристика B означает кратковременное превышение такого пускового тока в 3-5 раз, C – 5-10 раз, D – 10-20 раз.
3. Дифференциальный ток утечки – 10 или 30 мА. Первый тип подойдёт для линии с 1-2 потребителями, второй – с несколькими.
4. Класс дифференциальной защиты – определяет, на какие утечки будет реагировать дифавтомат. При выборе устройства для квартиры подойдут классы АС или А.
5. Отключающая способность – значение зависит от номинала автомата и должно быть выше 3 кА для автоматов до 25 А, 6 кА для автоматических выключателей на ток до 63 А и 10 кА для автоматических выключателей на ток до 125 А.
6. Класс токоограничения – показывает, как быстро будет отключена линия при возникновении критических токов. Существует 3 класса дифавтоматов с самого «медленного» — 1 к самому «быстрому» — 3 по срабатыванию соответственно. Чем выше класс, тем выше цена.
7. Условия использования – определяются исходя из потребностей.

Выбор дифавтомата по мощности

Для того чтобы выбрать дифавтомат по мощности необходимо учитывать состояние проводки. При условии, что проводка качественная, надёжная и отвечающая всем требованиям, для расчёта номинала можно применить следующую формулу – I=P/U, где P – это суммарная мощность используемых на линии дифференциального автомата электрических приборов. Выбираем дифавтомат ближайший по номиналу. Ниже приведена таблица зависимости номинала дифавтомата от мощности нагрузки для сети 220 В.

Все характеристики дифавтоматов указываются непосредственно на самом корпусе устройства, что облегчит подбор подходящего дифференциального автомата и поможет определиться с тем, какой дифавтомат для квартиры подойдёт лучше всего.

На данный момент в продаже имеются дифавтоматы с двумя типами расцепителя:

• Электронный – имеет электронную схему с усилителем сигнала, которая питается от подключённой фазы, что делает устройство уязвимым при отсутствии питания. При пропаже нуля такой он не сработает.
• Электромеханический — не потребует для работы внешних источников питания, что делает его автономным.

Схемы подключения дифавтоматов

Схема подключения дифференциального автомата зависит от многих условий: количества фаз в сети, наличия заземления или его отсутствия, места монтажа дифавтомата и особенностей помещения, для защиты которого он предназначено. Все эти факторы влияют на выбор схемы подключения устройства, да и к тому же оно само может иметь разную конструкцию — двухполюсную или четырехполюсную, а также различные технические характеристики. Ниже мы рассмотрим наиболее распространенные схемы подключения дифавтомата к электрическим сетям.

1. Простая схема подключения к однофазной линии с заземлением. Этот вариант предусматривает защиту всей внутренней электропроводки помещения одним вводным дифавтоматом, установленном в распределительном щите после счетчика электроэнергии. Такая схема проста в реализации, но имеет довольно серьезный недостаток. При возникновении аварийной ситуации дифференциальный автомат обесточивает всю проводку полностью. В этом случае найти причину срабатывания защиты значительно труднее, чем при других схемах подключения дифавтоматов.
2. Надежная схема подключения к однофазной линии с заземлением. Эта схема подключения дифавтомата является усовершенствованным вариантом. В ней реализуется принцип разделения потребителей электроэнергии на группы, где для каждой из них устанавливается отдельный дифференциальный выключатель. Надежность такого подключения безусловно выше, да и определить где возникла утечка тока или перегрузка в сети намного проще, чем при первом варианте. Недостатком такого подключения дифавтомата является повышение материальных затрат на приобретения дополнительных устройств.
3. Схема подключения дифференциального автомата без заземления. Данная схема подключения дифавтомата используется в старых многоэтажных домах, частных домовладениях и на дачах, где используется двухпроводная сеть без заземляющего проводника. Такое подключение способно защитить электроприборы от перегрузок и КЗ. Отсутствие заземления повышает риск поражения людей электротоком, но дифференциальный автоматический выключатель и в этом случае способен обеспечить безопасность человеку, мгновенно обесточив сеть при возникновении тока утечки через его тело. И все-таки, следует заменить электрическую проводку на новую, с полноценным заземляющим контактом.
4. Селективная схема подключения дифавтомата для однофазной сети. Надежную защиту бытовой техники и человека в однофазной сети можно обеспечить используя селективный дифавтомат (имеет маркировку S) в комплексе с обычными устройствами. Селективная схема предназначена для подключения нескольких потребителей. В случае аварийной ситуации связка дифавтоматов отключит от сети только то помещение, где произошла перегрузка или утечка тока. Для других потребителей электроэнергии отключения от  сети не произойдет.
5. Схема подключения для трехфазной сети с нейтральным проводником. Для реализации этой схемы следует использовать трехфазный дифференциальный автоматический выключатель. Сама схема подключения мало чем отличается от предыдущих если не учитывать то, что на входе и выходе из устройства будут применены по четыре токоведущих жилы. Такой вариант подключения дифавтомата чаще всего используется в коттеджах, гаражах и мастерских, где используется мощная техника и оборудование.

Любая схема с дифференциальным автоматическим выключателем — это отличная защита от КЗ и перегрузок для бытовых электроприборов и самой линии подачи электроэнергии, а также человека от поражения электротоком. Оптимально подобранная схема подключения способна выполнить все свои функции, конечно, если правильно выполнить монтаж дифавтомата.

Подключение

Подключение дифавтомата – весьма несложный процесс. Верхняя часть дифференциального автомата содержит контактные пластины и зажимные винты, предназначенные для подключения нуля N и фазы L от счётчика. Нижняя часть располагает контактами, к которым и подключается линия с потребителями.

Подключение дифавтомата можно представить следующим образом:

1. Зачистка концов проводников от изоляционного материала примерно на 1 сантиметр.
2. Ослабление зажимного винта на несколько оборотов.
3. Подключение проводника.
4. Затягивание винта.
5. Проверка качества крепления простейшим физическим усилием.

Выбор между конфигурацией УЗО + автомат и обычным дифавтоматом должен обуславливаться наличием места в щитке и ценой самих устройств. В первом варианте сложность монтажа слегка возрастёт.

В случае с однофазной сетью в 220 В, используемой в большинстве квартир и домов, необходимо использовать двухполюсное устройство. Монтаж дифференциального автомата в данном случае можно провести двумя способами:

1. На входе после электросчётчика для всей квартирной проводки. При использовании данной схемы питающие провода подключаются к верхним клеммам. К нижним же подаётся нагрузка от различных электрических групп, разделённых автоматическими выключателями. Существенным минусом данного варианта является сложность поиска причины выхода из строя в случае срабатывания автоматики и полное отключение всех групп при неполадках.
2. На каждую группу потребителей по отдельности. Этот метод применяют для защиты в помещениях, где отмечается повышенный уровень влажности воздуха – ванные, кухни. Актуален метод и для мест, где электробезопасность должна быть на высшем уровне – например, для детской. Понадобится несколько дифференциальных автоматов – несмотря на большие затраты, данный способ является наиболее надёжным и гарантирующим бесперебойное электроснабжение, а срабатывание любого из дифавтоматов не заставит сработать остальные.

При наличии трёхфазной сети в 380 В нужно применять четырёхполюсный дифавтомат. Вариант используется в новых домах или коттеджах, где устройству необходимо выдерживать высокие нагрузки от электроприборов. Использовать такое подключение дифавтоматов можно и в гаражах в связи с возможным использованием мощного электрооборудования.

Можно сделать вывод, что схема подключения дифференциальных автоматов мало чем отличается от аналогичных схем для УЗО. На выходе устройства должны быть подключены фаза и ноль от защищаемого участка сети. Безопасность именно этой группы и будет контролироваться.

Дифференциальные автоматы успешно применяются и в однофазных, и в трёхфазных сетях переменного тока. Установка такого устройства значительно повышает уровень безопасности при эксплуатации электроприборов. Кроме того, дифференциальный автомат может поспособствовать предотвращению пожара, связанного с возгоранием изоляционного материала.

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.

Номинальное значение и класс дифавтомата

Эти показатели отвечают на вопросы:

• Как быстро сработает дифавтомат при перегрузке?
• При каком значении тока сработает дифавтомат?

На рынке можно встретить классы А,В,С,D. А — самый быстрый, D — самый долгий. Для бытового использования применяют в основном класс В и класс С. Почему так? Если Вы поставите автомат класса А в квартире (хотя стоит он в разы дороже В и С), то каждый раз когда Вы будете включать пылесос, дифавтомат будет срабатывать. Это связано с тем, что при запуске пылесоса, ток в сети резко возрастает на короткий период времени. Но класс А очень чувствительный и поэтому тут же сработает. 

Если поставите класс D —  устройство будет реагировать не достаточно оперативно. 

Что касается номинального значения, то тут все зависит от Ваших задач. 

Кнопка «Тест»

Должна присутствовать на всех дифавтоматах. Осуществляет имитацию утечки тока. Производители рекомендуют нажимать ее хотя бы раз в три месяца.

Тип срабатывания дифавтомата

Данная характеристика означает, на какие токи реагирует дифавтомат. 

Тип А — такое устройство реагирует на переменный и импульсный ток. Стоит в разы дороже типа АС. Иногда производители стиральных машин рекомендуют устанавливать такие устройства на линию стиралки. Причина этому — стиральная машина как раз создает импульсный ток (то есть ток, то нет).

Тип АС — самый популярный вариант. Реагирует на переменный ток. 

Тут все просто — если нет специальных инструкций или устройств — устанавливайте дифавтоматы типа АС.

Ток утечки

Данный показатель означает насколько чувствителен дифавтомат. Как правило, используют дифавтоматы с утечкой 30мА (миллиампер). Такая учтена оптимальна для защиты человека — не слишком чувствителен для ложных срабатываний, но достаточно чувствителен, чтобы защитить человека от удара током. НАмного реже можно встретить дифавтоматы на 10, 100 и 300 мА. Полагаем, что это связано со спросом на устройства.  

Тип устройства дифавтомата

Данная характеристика означает, каким образом реагирует дифавтомат на утечку тока. Тут можно выделить две основных категории

Электромеханические дифавтоматы. Самый популярный вариант. Как правило, стоят дороже электронных. Такие дифавтоматы срабатывают на утечку вне зависимости от наличия напряжения в сети. Считаются более надежными решениями.

Электронные дифавтоматы. Такой тип устройства реагирует только при наличии напряжения в сети. Это означает, что при обрыве нуля дифавтомат не будет защищать от утечки тока. Такие дифавтоматы представлены в сериях Legrand RX и  Schneider Easy9.

Для того, чтобы понять, какой тип дифавтомата перед Вами, необходимо изучить схему.

У электронных дифавтоматов на схеме работы всегда изображена плата с усилителем в виде треугольника (это условное обозначение усилителей по ГОСТу).

Мы рекомендуем использовать электромеханические дифавтоматы. Они более надежны и стоят ненамного дороже электронных.

Как рассчитать и определить нужный «для себя» дифавтомат?

Расчет производится по аналогии с обычным автоматическим выключателем. Определяется сила тока при максимально возможной нагрузке. Для этого существует формула

I = P/U,
где P — мощность сети (Вт),
а U — напряжение (В).

Мощность легко узнать в инструкции к электроприбору, также она часто указана на его корпусе.

В качестве примера возьмем расчет дифа для средней жилой квартиры. И так, в нашем случае, в квартире может быть следующая электроника:

Электроприбор
Средняя мощность

Телевизор
100Вт

Холодильник
150Вт

Посудомойка
300Вт

Стиральная машинка
380Вт

Пылесос
400Вт

Бойлер
1500Вт

Освещение (LED)
200Вт

Утюг
800Вт

Суммарная мощность
3830Вт

На первый взгляд, максимальная сетевая нагрузка равна 3830 Вт (3,83 кВт), но предположим, что в квартире все потребители никогда не будут работать одновременно. Например, маловероятно, что одновременно будет работать пылесос, утюг и стиральная машина с посудомойкой.

Поэтому, из данного набора выберем наиболее мощные электроприборы: утюг (800 Вт) и стиральную машину (380 Вт). Итоговая нагрузка получилась:

100 Вт + 150 Вт + 380 Вт + 1500 Вт +200 Вт + 800 Вт = 3130 Вт (3,13 кВт).

В однофазной сети (220 В) сила тока при этом будет равна:

3130 Вт / 220 В = 14,2 А.

Ближайший по номиналу дифавтомат — 16А, его и берем. Как правило, на вводе в однокомнатные квартиры ставят дифы на 16А и 20А. При наличии электроотопления лучше выбрать на 25А или 32А.

Аналогичным образом рассчитывается диф для розеточных групп и освещения в комнатах. Например, чтобы защитить единственную розетку для бойлера (1500 Вт), понадобится дифавтомат на:

1500 Вт / 220 В = 6,8 А (ближайший номинал — 10 А).

Для защиты трехфазной сети лучше выбрать набор УЗО + автомат. Расчет силы тока для 380В производится по формуле:

I = P / U√3.

Например, для защиты трехфазной электроплиты (3,5 кВт) понадобится дифавтомат на:

3500 Вт/ 380В × 1,7 = 5,4 А (ближайший номинал — 6А).