Селективный дифавтомат чем отличается от обычного

Устройство и принцип работы дифавтомата

Дифавтомат, или автоматический выключатель дифференциального тока (АВДТ) – это устройство, которое объединяет в себе функции автоматического выключателя и УЗО: один этот прибор защищает от короткого замыкания, перегрузок сети и утечек тока. Одновременно АВДТ обеспечивает и защиту человека от поражения электрическим током, т. к. утечки возникают вследствие повреждения изоляции проводов бытовой техники и оборудования, и пользователь такого электроприбора может пострадать, прикоснувшись к его корпусу.

Устройство и принцип действия

Внутри диэлектрического корпуса дифавтомата расположены отдельно друг от друга модули автоматического выключателя (АВ) и устройства защитного отключения (УЗО). Блок АВ состоит из теплового и электромагнитного расцепителей. Принцип его работы состоит в том, что при протекании тока больше номинального (вследствие перегрузок) биметаллическая пластина теплового расцепителя нагревается и приводит в действие механизм взвода и расцепления. В результате силовые контакты размыкаются. Электромагнитный расцепитель работает как реле тока. Он состоит из катушки и сердечника. Когда через катушку протекает ток короткого замыкания, сердечник втягивается и приводит в действие механизм взвода и расцепления, после чего силовые контакты размыкаются. Блок УЗО имеет в своем составе дифференциальный трансформатор, который измеряет ток утечки, а также механизм расцепления, срабатывающий при появлении такой утечки.

Основные технические характеристики

При выборе подходящего дифавтомата, обращают внимание на следующие его параметры:

• рабочее напряжение (для однофазной или трехфазной сети);
• номинальный ток In (при котором АВДТ способен работать длительное время). Он может составлять 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50 и 63 А;
• время-токовая характеристика B, C или D;
• номинальный отключающий дифференциальный ток. Значение этого параметра составляет 10, 30, 100, 300 или 500 мА;
• тип (класс) модуля дифференциальной защиты. AC – реагирующая на синусоидальный переменный ток утечки, A – на синусоидальный переменный и пульсирующий постоянный токи, и другие модификации;
• тип встроенного модуля дифференциальной защиты. По своей конструкции он может быть электромеханическим или электронным;
• номинальная отключающая способность при к/з – 3000, 4500, 6000, 10 000 А;
• класс токоограничения – 1, 2, 3;
• диапазон рабочих температур.

Исполнение

Дифавтомат может иметь электромеханический или электронный блок УЗО. Для работы электромеханического устройства не требуется дополнительное питание. Энергия для срабатывания УЗО берется от источника тока утечки. Наличие в составе такого модуля достаточно громоздкого дифференциального трансформатора делает сам дифавтомат менее компактным. Электронные модули, помимо датчика тока утечки и отключающей катушки, содержат электронную схему с усилителем сигнала. Слабый сигнал, поступающий от датчика, усиливается до значения, достаточного для работы катушки расцепителя. Такие АВДТ более компактны, но при обрывах нуля питающей линии теряют работоспособность: напряжение питания электроники пропадает, что не дает возможности отключить устройство. Поэтому приборы такого типа применяют в комплекте с реле напряжения.

Схемы подключения

С одним дифавтоматом. В этом случае используется единственный АВДТ, который устанавливается после счетчика электроэнергии. К выходу дифавтомата будут подключены все имеющиеся ветки потребителей. Схема с одним дифференциальным автоматом хорошо подходит для помещений с небольшим количеством электроприборов, например для дачи с несколькими розетками и освещением. От пользователя не потребуется больших затрат, но если АВДТ сработает, он обесточит все помещение до выяснения причин и устранения неисправности. Максимальная токовая нагрузка защитного устройства должна соотноситься с мощностью одновременно подключенной техники и характеристиками счетчика электроэнергии. Дифавтомат должен срабатывать раньше, чем предохранители на приборе учета. Преимущества такой схемы – в ее простоте, компактности и небольших расходах на реализацию. В то же время на выяснение причин отключения прибором электроэнергии уходит много времени, т. к. нужно проверить все электрооборудование.

Двухуровневая система. Более надежной и удобной в обслуживании является двухуровневая система дифавтоматов. При сборке такой схемы на первом уровне (сразу после счетчика) монтируется АВДТ, через который проходит вся нагрузка. К этому устройству подключаются дифавтоматы всех имеющихся групп потребителей. АВДТ второго уровня, как правило, имеют меньшую уставку по току утечки. При необходимости, в отдельные контуры выделяют наиболее мощное оборудование в доме или квартире – стиральную машину, электрифицированную душевую кабину, джакузи. Главные плюсы двухуровневой схемы – надежность и безопасность. Дифавтомат первого уровня, по сути, дублирует работу защитных устройств, расположенных ниже по схеме. Выявить неисправность в этом случае гораздо проще, и на время проведения ремонтных работ можно отключить от электричества только одну комнату.

Без заземления. Порядок выполнения присоединений в такой схеме не отличается от двухуровневой системы. Разница в том, что нет заземляющей жилы, которая должна подходить к каждой точке, обеспечивая съем тока с корпуса прибора при нарушении его изоляции. В домах старой советской постройки такая жила часто не предусматривалась проектом. Отсутствие заземляющего контура увеличивает риск поражения человека электрическим током при контакте с техникой и оборудованием, которые оказались под напряжением. Замещая провод заземления функционально, дифавтомат разрывает электрическую цепь, но уже в момент прикосновения человека к корпусу электроприбора, пребывающего под напряжением. Одновременно с защитой от коротких замыканий и перегрузок сети АВДТ в схеме без заземления защищает и от токов утечки, хотя и менее эффективно, чем при наличии заземляющего контура.

В трехфазной сети. Если в здании или помещении используется оборудование, работающее от сети напряжением 380 В, в цепи электроснабжения применяют трехфазные дифавтоматы. Схема подключения этих устройств не отличатся от схем, работающих в сети 220 В, разница состоит только в устройстве дифавтоматов. В конструкции трехфазного АВДТ – четыре входных клеммы и столько же выходных, от которых идут провода к потребителям. В помещениях без заземления трехфазные дифавтоматы также обеспечивают защиту от к/з, перегрузок и поражения электротоком. Но, как и в сетях 220 В, при возникновении токов утечки отключение происходит после касания корпуса оборудования человеком.

Особенности монтажа селективных дифавтоматов

Важным условием создания удобной для эксплуатации и безопасной сети электроснабжения объекта является соблюдение принципа селективности используемых при этом защитных устройств, в том числе дифференциальных автоматов. Под селективностью понимают согласованность защитных аппаратов по определенным параметрам. Такая корреляция обеспечивает гарантированное срабатывание защиты на определенном участке при возникновении перегрузки, к/з или тока утечки, в то время как остальное электрооборудование продолжает работать в штатном режиме. Селективные дифавтоматы имеют в маркировке букву S. Они отличаются от обычных устройств увеличенным временем срабатывания при обнаружении тока утечки. Эти модели применяются в качестве главных приборов в двухуровневых системах, обеспечивая срабатывание устройств второго уровня без отключения всей сети. Еще один способ добиться селективности – использование общего дифавтомата с уставкой 100 мА и АВДТ второго уровня с уставками 10 и 30 мА.

Если у вас возникли вопросы, связанные с выбором и подключением дифавтоматов на вашем объекте, вы можете обратиться к специалистам нашей компании по телефону или с помощью онлайн-чата.

Селективность двух УЗО и дифавтоматов (анонс видео)

Сентябрь 10th, 2019 Рубрика: УЗО и дифавтоматы, Электрооборудование

Здравствуйте, уважаемые читатели и гости сайта «Заметки электрика».

Мысль для данного видеоролика мне пришла после сопутствующих вопросов по бюджетному щиту для частного дома (см. видео на моем канале Ютуб с соответствующим названием).

В комментариях стали обсуждать, что при установке двух УЗО в одной линии, например, на вводе 100 (мА) и на отходящей линии 30 (мА), селективность их срабатывания соблюдаться не будет, и что при возникновении утечки в цепи может отключаться вводное УЗО или даже одновременно оба УЗО. Что, естественно, не есть хорошо!

Например, в квартирном щитке у нас имеется 2 группы нагрузок (розетка №1 и розетка №2). На групповые нагрузки установлено УЗО типа АС или А с уставкой дифференциального тока 30 (мА), а на вводе — УЗО типа АС или А с уставкой дифференциального тока 100 (мА).

В одной из своих статей я рассказывал Вам про методику проверки УЗО и в той статье я приводил значения срабатывания УЗО не только по уставке, но и по времени, 1, 3 и 5-кратном. И как Вы успели заметить, чем больше ток утечки, тем быстрее срабатывает УЗО, хотя и встречаются порой исключения, когда при разных кратностях тока утечки время срабатывания у них практически не меняется. Но это больше является исключением.

А значит, что в приведенном выше примере при повреждении на розеточной линии будет срабатывать УЗО поврежденной линии, а не вводное УЗО, тем самым обестачивая всю квартиру.

Причем этот способ наиболее распространен в данное время, т.к. селективные УЗО есть не у всех производителей, да и встречаются гораздо реже в продажах.

Естественно, чтобы 100% соблюдать селективность, на вводе необходимо устанавливать селективное УЗО (тип S или G), т.е. с некоторой заданной выдержкой времени от 0,05 (сек.) до 0,5 (сек.), а уже на отходящие группы — стандартные УЗО без выдержки времени.

В случае утечки на одной из отходящей линии, вводное УЗО сработает только в том случае, когда групповое УЗО поврежденной линии по каким-то причинам «не сработает» (неисправно, вышло из строя и т.п.).

Тем не менее я решил все же провести несколько экспериментов, чтобы показать Вам все наглядно и, раз и навсегда, разрешить все вопросы и дискуссии по данному вопросу.

Проведу два эксперимента по селективности срабатывания двух УЗО в одной линии:

1. Селективность двух УЗО с током утечки 100 (мА) и 30 (мА) без выдержек времени (неселективных)
2. Селективность двух УЗО с током утечки 300 (мА) с выдержкой времени (селективное) и 30 (мА) без выдержки времени (неселективное).

Подключу последовательно в линию два УЗО и буду поочередно проверять их срабатывание при разных токах утечки, начиная с 10 (мА) и заканчивая 500 (мА).

В итоге мы посмотрим, как будут срабатывать УЗО при разных токах утечки.

Смотрите данный эксперимент в моем видеоролике:

P.S. Все показанное в данном видеоролике с таким же успехом относится и к дифавтоматам в плане срабатывания их дифференциальных элементов. Только прошу внимательно отнестись к тому, что эксперименты проводились с одинаковыми типами УЗО (тип АС). А это значит, что при установке разных типов УЗО (АС, А и В) и при разных видах утечек поведение УЗО может отличаться. Так что учтите это! Но это уже частные случаи и при установке УЗО одинаковых типов селективность у Вас в любом случае будет соблюдена.

Похожие статьи:

1. Проект электроснабжения офиса, расположенного в жилом доме
2. Можно ли переделать трехполюсные или двухполюсные автоматы в однополюсные, убрав перемычку на рычажках?
3. Расцепитель РММ47 от IEK — альтернатива реле напряжения
4. Испытания расцепителя РММ47 (продолжение)
5. Испытания автоматов током 1,13·In (АВВ, Legrand, Hager, Eaton, CHINT, DEKraft)
6. Вводное распределительное устройство (ВРУ)

Если статья была Вам полезна, то поделитесь ей со своими друзьями:

7 комментариев к записи “Селективность двух УЗО и дифавтоматов (анонс видео)”

Все пошли комментировать G и S на Youtube, а я тут порассуждаю)
* * *
Узо G на ввод не годится, оно для этого не предназначено. В стандартах МЭК есть две разновидности — G (general, general-non time delay, instantaneous, standard, общее, стандартное, без задержки, мгновенного действия) и S (selective, time delay, с задержкой времени).
С этой задержкой происходит путаница. У т.н. «помехоустойчивых» УЗО эта задержка кратковременная — 10 мс. Хотя у отдельных экземпляров (ETI KZS-2М G/KV) в описании встречается время 10-40 мс.
Потребность в таком исполнении (когда утечка и импульс до 3 кА игнорируются на протяжении 10 мс) объясняют борьбой с ложными отключениями, и рекомендуют ставить такие УЗО на компьютер, холодильник, уличное освещение и прочее электрооборудование, внезапное отключение которого очень доставляет.
Аргументы типа — на обычное УЗО для беспроблемной работы можно повесить две рабочие станции компьютер/принтер, а на УЗО с задержкой 10 мс — пять таких станций.

УЗО с задержкой 10 мс относится к исполнению быстродействующих, не селективных УЗО. Его максимальное время отключения не выходит за пределы максимального времени для обычных быстродействующих УЗО, и поэтому оно так же пригодно для дополнительной защиты, как и обычное УЗО.
Стандарт нормирует время неотключения только для селективных УЗО исполнения S. Для исполнений APR, Si, K, G/KV, AKV и т.п. нормируют только максимальное время.
Особенно преуспела в изобретении всяких диковинных характеристик срабатывания для УЗО немецкая фирма Doepke. Вот УЗО тип F с буквой G на корпусе.

УЗО тип F проблем с селективностью не имеет, потому что селективных F не существует, а ставить F ниже А, а тем более ниже АС, нельзя, даже если эти А/АС селективные.
В европах F рекомендуют для исключения ложных срабатываний на светодиодное освещение, инверторы, насосы. Короче, для комнат тип А, для кухни и подсобных помещений тип F.

Из брошюры УЗО Siemens про устройства в исполнении К — «супер-устойчивые» к нежелательным отключениям.
В конце там сказано, что бывают только селективные и неселективные УЗО. Соответственно, исполнение К с задержкой 10 мс относится к быстродействующим устройствам, не S.
* * *
Type K super-resistant
Leakage currents and residual currents arising from the operation of electrical
equipment cannot be distinguished. The reaction to both is the same. If a temporary high leakage current occurs, it is neither necessary nor desirable to disconnect the load from the supply. If electronic equipment is used with capacitors
connected against the protective conductor in order to eliminate faults, inadvertent tripping of the RCCB can occur when the equipment is switched on.
In order to avoid this disconnection, the use of super-resistant residual current
protective devices is recommended. They trip with a time delay and are designated as Type K devices.
As far as the product standards EN 61008-1 (RCCBs) and EN 61009-1 (RCBOs)
are concerned, there are only two types of device:
• Standard
• Selective S
For these types of device, the limit values for the break times are defined. In accordance with the standard, the super-resistant residual current protective
devices are instantaneous versions.

Далее там у Сименса идёт график времени срабатывания обычного, помехоустойчивого и селективного УЗО.
Потом опять текст, в котором говорится, что K просто тупо игнорирует переходные процессы в сети, если их длительность не превышает 10 мс. И что УЗО S является селективным по отношению к обоим быстродействующим версиям — к обычной без задержки и к помехоустойчивой с кратковременной задержкой 10 мс.
* * *
Фото: новости электротехники от ETI — АВДТ 40/0,01.
* * *
Figure 12 shows the tripping range of the different versions of residual current protective devices. It can be clearly seen that the tripping ranges of the standard version and the super-resistant version are identical in terms of the maximum
value. Only the minimum value is higher in the case of Type K . The Type S responds selectively to these two versions.
The Type K super-resistant residual current protective devices exploit the maximum permissible tripping range of the standard. They have a minimum time delay of approximately 10 ms. In other words, short-time leakage currents and high
surge currents (8/20 μs) are ignored for this length of time. Only when a residual
current fl ows for longer than the delay time is disconnection from the supply initiated. Protection against electric shock is provided by this residual current protective device too.
The devices can be used without restriction for all the protective measures (with disconnection from the supply) required in the installation conditions. The installa-
tion is not disconnected unnecessarily and its availability is considerably increased.

И ещё немного от Сименса про то, что выше быстродействующего УЗО всегда должно быть УЗО S.
И про то, как в Германии относятся к электронным УЗО и УЗО тип АС.
По информации из некоторых источников тип АС в Германии не ставят в новостройках с 1985 года.
Фото: BBC (ABB) Multi-Stotz F132, тип А, 6 кА, отсечка 3,2-4,8 In, тепловой расцепитель 1,05-1,3 In, 80-ые годы прошлого века.
* * *
If a residual current protective device for other protection tasks (fault protection, fire protection) is connected upstream of an RCD for additional protection (rated residual current ≤ 30 mA), this second RCD should always have a selective tripping
characteristic (e.g. Type S ).
As shown in table 5, selective and standard residual current protective devices
achieve the maximum permissible tripping times in both power supply systems.
The following points must be noted when residual current protective devices are used in Germany for fault protection, fire protection and (in accordance with DIN VDE 0100-530) additional protection:
• All poles of all active conductors – i.e. including the neutral conductor – must
always be disconnected.
• Only voltage-independent residual current protective devices (Type A) are
allowed.
• Purely AC-sensitive residual current protective devices (Type AC) are not
allowed.

Добрый день. Вопрос следующий, подскажите пожалуйста, на участке стоит опора и щит учёта и в щите селективное узо. Система ТТ. Но в на участке построил второй дом. Ввод один. Как и можно ли с одного ввода запитать два селективных узо на два разных дома. Спасибо.

Селективность УЗО и автоматических выключателей

Заголовок звучит так, как название кандидатской диссертации на физмате. На самом деле, это ситуация, с которой мы постоянно сталкиваемся как в своем жилище, так и на крупных предприятиях или офисах. Если перевести фразу «селективность автоматических выключателей» на доступный язык: каждое устройство защитного отключения должно работать избирательно. Все равно непонятно? Тогда разберем тему подробнее.

Представим себе коммунальную квартиру из 50-х годов прошлого века. Общие коммуникации, единая электросеть с одним счетчиком в прихожей. И знаменитые керамические «пробки», которые сегодня повсеместно заменены автоматическими выключателями.

У одного из соседей в комнате замкнуло электрический утюг. Разумеется, «пробки» перегорели, и все комнаты в квартире обесточены. А причина — всего лишь точечная микро авария на одной из ветвей квартирной энергосистемы.

Это наглядный пример неселективной системы защиты, когда на множество объектов установлено лишь одно устройство защиты.

Согласитесь, если бы у каждого жильца в комнате был собственный вводной щиток с автоматами, проблема в одной квартире не приводила бы к потере энергоснабжения на нескольких объектах.

Сегодня коммуналки в прошлом, в каждую квартиру приходит отдельная линия энергоснабжения с автоматом на входе.

Проблема решена? В масштабах подъезда — безусловно. А в рамках одной квартиры?

Снова типичная ситуация: переломился провод настольной лампы, возникло короткое замыкание. При этом гаснет свет во всей квартире, перестает работать холодильник и телевизор. Почему? Снова отсутствует селективность автоматов.

Важно! Требования безопасности: Правила устройства электроустановок (ПУЭ) рассматривают селективную защиту, как один из способов обеспечения безопасной эксплуатации электроустановок.

Понятное дело, что никакая комиссия не проверит вашу квартиру или частное домовладение на предмет выполнения всех требования ПУЭ. Однако если объект принимается в соответствии с проектом или по СНиП, акт ввода в эксплуатацию могут и не согласовать. Особенно это касается производственных и офисных помещений, а также мест массового пребывания людей (театры, магазины, школы и прочее).

Как работает селективная защита

Это понятие включает в себя несколько способов избирательного отключения.

Токовая селективность

В соответствии с законом Ома, сила тока одинакова на любом участке цепи. Соответственно, при наличии нескольких последовательно расположенных защитных автоматов, первым сработает тот, у которого ток отсечки наименьший. Если расположение линий параллельное, то на вводе мы получим максимальное значение тока (сумма величин каждой «ветви»). При одинаковом токе отсечки в каждом автомате, они отключатся одновременно по всей цепи. А если защитное устройство, расположенное к потребителю, имеет меньший ток срабатывания, отключится только оно.

Рассмотрим принцип работы на простом примере правильно организованного квартирного щитка.

• технические условия энергоснабжения объекта: 9 кВт (защитный автомат 40 А);
• подключение однофазное;
• нулевой проводник (PE) может быть как с автоматом, так и без него;
• подключаемые помещения: коридор, санузел, кухня, гостиная, спальня;

Правильная селективность защиты изображена на иллюстрации:

Разбираем схему по секторам:

1. Ограничение по входному току определено вводным автоматом: 40 А. То есть, если суммарный ток во всей разветвленной линии превысит это значение (например, при коротком замыкании), подача электроэнергии прекратится. Как мы уже знаем, такая авария оставит без «света» все помещения объекта.
2. Далее идем по группам, организуя вторую ступень защиты (вводной автомат — это третья «линия обороны», если остальные не помогут):

Информация: Ставить или не ставить УЗО в принципе, это решение каждого владельца помещения. Селективность защиты может быть решена и с обычными автоматами.

Так работает селективная защита, организованная по принципу разности токов срабатывания. Возвращаемся к началу раздела: при аварийной ситуации сила тока стремительно возрастает, и срабатывает автомат с минимальным током отсечки. До второй и третьей линий защиты проблема просто не доходит.

Однако, существуют условия, при которых сила сверхтока сразу будет достаточной для отключения автомата третьего уровня защиты:

• Если замыкание или избыточная токовая нагрузка происходит в электроприборе, сверхтоки растут на так стремительно. Часть нагрузки берет на себя питающий кабель самого устройства, который (нагреваясь) дифференцирует резкий токовый скачок.
• В случае, когда короткое замыкание происходит на силовом питающем кабеле (линия, на которой установлены розетки), сверхток достигает максимального значения практически мгновенно.Защитные автоматы всех уровней могут сработать одновременно.

Временная селективность

Если токовая карта селективности защит не может обеспечить избирательность аварийного отключения, применяется дополнительный порог срабатывания: по времени задержки механизма размыкания. Существуют так называемые «медленные» и «быстрые» автоматы. Возникает вопрос: для чего нужна защита с отложенным срабатыванием?

• Во-первых, зачастую в электроустановках кратковременно возникают токовые перегрузки, которые не опасны для линии. «Скоростной» автомат защиты будет срабатывать постоянно, нарушая нормальный режим работы.
• Во-вторых, именно так и обеспечивается временна́я селективность. Поэтому, при подборе автоматов для самостоятельно изготовленного щитка питания, обязательно обращайте внимание на времятоковую характеристику прибора. Она выглядит так: B40 (C16, D32).Именно от этого значения зависит, какой автомат сработает первым при прочих равных условиях.

Разумеется, токовая защита в автомате также останется. Просто кроме порога срабатывания по току, определяется время задержки размыкания контактов. При грамотном использовании этих параметров, можно выстроить цепочку селективной защиты таким образом, чтобы первым срабатывал выключатель, расположенный ближе к проблемному потребителю (либо аварийному участку цепи). В этом случае вторая и третья ступени защиты остаются работоспособными, общее энергоснабжение объекта не прекращается.

При построении карты селективности в релейной защите, стратегия строится на постепенном повышении как порогов срабатывания по току, точному расчету времени задержек на каждом следующем автомате. Разница во времени между задержками последующих ступеней состоит из времени обнаружения сверхтока (короткое замыкание, превышение нагрузки) со стороны потребителя, а также из естественной инерции размыкающего устройства со стороны генерирующей установки.

Эти характеристики анализируются методом сравнения времятоковых параметрических кривых.

Если наложить графики друг на друга, можно определить иерархию расположения защитных автоматов в цепи.

Интересно, что нормальную селективную защиту можно обеспечить только с использованием временных характеристик (без распределения токовой отсечки). Расщепление по току может быть одинаковым у всех автоматов, а срабатывание расцепителей будет происходить в строгой иерархической последовательности: от потребителя к источнику электроэнергии.

При этом задержка срабатывания настраивается таким образом, что первый от потребителя (в аварийной ситуации — проблемной зоны) автомат должен сработать мгновенно. Следующий за ним, удерживает контакты замкнутыми, обеспечивая электропитанием остальную цепь.

Иллюстрация наглядно демонстрирует, как можно организовать разветвленное подключение на защитных автоматах с одинаковым током уставки. Безопасность организуется за счет ступенчатого отключения по времени и на разных уровнях.

Энергетическая селективность

Этот способ защиты нельзя рассматривать, как обособленный. Просто для его организации используются специально сконструированные автоматические выключатели.

При возникновении короткого замыкания, такие автоматы демонстрируют быстродействие, измеряемое единицами миллисекунд. Иерархия цепочки размыканий строится по обычному принципу: быстрые устройства от потребителя, медленные — ближе к энергоснабжению.

Расчет производится сначала теоретически, на основе паспортных данных выключателей, а затем производятся практические испытания. Только после этого система может считаться безопасной, и принимается на вооружение проектировщиками.

К этой категории можно отнести селективную защиту с помощью устройств защитного отключения. Для этих целей также используется специальное оборудование.

Что такое селективное УЗО, и чем оно отличается от обычного?

Любой пользователь этих автоматов знает, что при возникновении любого подозрения на опасность (с точки зрения УЗО), происходит моментальное отключение всей цепи. Многие электрики по этой причине отказываются монтировать устройства защитного отключения в селективные схемы. Это ставит под сомнение безопасность электрического подключения бытовой техники.

Поэтому производители разработали УЗО с большим временем срабатывания. Получается, что при традиционном подключении, традиционные автоматы срабатывают раньше, чем устройства защитного отключения.

На иллюстрации схема выглядит, как в обычном проекте, на самом деле это селективная защита с использованием УЗО.

Кроме того, отключение происходит только на том уровне, где возникла проблема. Мало того, что авария на одной линии не приводит к прекращению энергоснабжения целого объекта, упрощается поиск вышедшей из строя электроустановки.

Для информации, типы селективных УЗО

Для поддержания принципа временной селективности, выдержка интервала должна быть разной: для каждой задачи своя. Типовых классификаций две:

• Тип «S». Время задержки в диапазоне от 0.145 до 0.5 секунд. Это медленнее, чем у традиционных устройств защиты. Организация питания выглядит следующим образом: На каждой конечной группе потребителей (либо отдельном потребителе) устанавливается традиционное устройство защиты. То есть, чувствительное, и с быстрым временем срабатывания. А на входе в общую группу, либо на едином вводе электроэнергии объекта, устанавливается селективное УЗО. При «стандартной» аварии, конечные автоматы мгновенно срабатывают, а входная защита остается «на взводе», выдержав положенное время. А если по параметрам аварии, конечные УЗО не сработают, вводной автомат все равно отключит питание через 0.15–0.5 секунд, обеспечив безусловную защиту.

• Тип «G». Устройства такого типа могут превосходить по времени реакции даже традиционные защитные устройства. Срабатывание происходит в диапазоне 0.06–0.08 секунд. Разумеется, такие УЗО не применяются в быту и традиционных офисных помещениях. Эти профессиональные аппараты устанавливают на объектах, где промедление даже в 1 десятую доли секунды может привести к катастрофе.

Зонная селективность

С технической точки зрения, это разновидность временной селективности. Принцип работы изменяется за счет технологического администрирования. Организуется своеобразный обмен данными между анализаторами тока на каждом автомате. В результате, при возникновении аварии по току в одной зоне, отключается только она. При этом, иерархия не обязательно выдерживается: сектор отключения может быть на любом уровне.

Есть две методики построения администрирования:

1. В каждом секторе (зоне) монтируются измерительные устройства без исполнительных механизмов. Они дают информацию в модуль управления, который «принимает решения» о прекращении подачи питания в ту или иную зону. В качестве исполнительного механизма можно использовать электромагнитный контактор. При этом контроллер определяет, есть ли аналогичная информация со стороны подачи питания. Если защитное устройство не сработало на более высоком уровне, то отключается только конкретный потребитель. Если авария по всей цепочке — отключаются автоматы дальше по иерархии.
2. Обеспечение меньшего времени срабатывания защиты в нужном секторе, за счет введения дополнительного оборудования. Усиливающая система потребует дополнительного источника питания. Преимущество данной схемы защиты — нет необходимости подбирать устройства отключения по временной селективности. Кроме того, можно обеспечить большое количество уровней селективной защиты. Методика требует высокой квалификации персонала, и высоких финансовых затрат. Поэтому такое решение принимается исключительно для сложных и ответственных радиальных систем организации питания.

Какой бы способ селективной защиты вы не выбрали, все начинается с точного расчета.

Карта селективности защиты

Идеальных вариантов обеспечения питания не бывает. Разные режимы нагрузки подразумевают различные аварийные ситуации. Именно карта селективности позволяет увидеть работу релейной защиты виртуально. Моделируя проект на бумаге, инженеры могут убедиться, что во всех режимах защита может работать правильно. Для разветвленных схем характерно наличие защитных устройств с различными времятоковыми характеристиками. Для примера возьмем любой автомат и определим его, как «нашу защиту».

Остальные устройства на схеме назовем смежными. Главный принцип правильной организации — времятоковые характеристики всех устройств не должны пересекаться на одном линейном уровне. Если провести временную линию в качестве оси координат, то между ступенями селективности должен быть разрыв. Увидеть это можно только на графиках. Это и есть карта селективности: на нем совмещены характеристики смежных защит.

Информация: Для простых схем организации селективной защиты построение карт не требуется. Если нет смежных уровней — не рассчитывается и совместимость.

Для построения карт лучше использовать специальные компьютерные программы. Хотя профессиональные инженеры легко строят графики карандашом. После выстраивания всех параметрических кривых, график проверяется на их пересечение. При возникновении такой ситуации, проверяется критичность: возможно, ничего менять не потребуется. Если линии электропитания не находятся в зависимости друг от друга, разведение ничего не меняет.

В остальных случаях необходимо обеспечить временную разницу по оси времени не менее 0.25 секунды.

Кроме того, даже если пересекаются селективности по времени срабатывания, разведение может быть организовано по разнице тока отсечки. Как правило, используются оба способа, это можно учитывать в построении карты, а можно оставить на практическом уровне.

Редко применяемые системы защиты

• Направленная система работает по принципу вектора тока и напряжения. Между ними всегда есть фазовый сдвиг. Устройства защиты анализируют разницу и при необходимости отключают оборудование в нужном секторе.
• Дифференцируемая система сравнивает отклонения параметров в начале линии питания, и непосредственно у агрегата. Если отклонения достигают заданной величины — ситуация признается аварийной. Такая селективность требуется, если питание подается на очень мощные агрегаты.

Итог

Материал одинаково подойдет начинающим электрикам, и энергетическим отделам крупных предприятий. Разумеется, в домашних условиях нет необходимости усложнять схему: достаточно обеспечить селективность по току отсечки.

Дифференциальный автомат. Электромеханические или электронные. Технические характеристики

Что такое автоматический выключатель? Устройство, защищающее электропроводку и электроприборы от коротких замыканий и перегрузок. Что такое УЗО? Это другое устройство, реагирующее на ток утечки, возникающий при ухудшении изоляции или прикосновении человека к токоведущим частям.

Эти приборы разного принципа действия, но объединены одной задачей: защитить электрооборудование и потребителя от проблем, возникающих при авариях в электрической сети. Устанавливаются они в распределительных или групповых щитках, к ним подключаются кабельные линии, идущие к розеткам.

От коротких замыканий и перегрузок кабельные линии защищают всегда. Но при необходимости обеспечить защиту от утечки приходится устанавливать УЗО как дополнительное защитное устройство.

ПУЭ обязывает устанавливать УЗО в случаях:

• когда потребители (розетки) находятся вне помещений (на улице);
• для защиты розеток и потребителей в помещениях с повышенной опасностью (ванные комнаты, душевые);
• в случае, когда автоматические выключатели не смогут эффективно защитить из-за низких токов короткого замыкания.

Последний пункт требует пояснений. Чем дальше потребитель от источника энергоснабжения (трансформатора на подстанции), тем большая длина электропроводки между ними. Проводники обладают электрическим сопротивлением, поэтому между источником и приемником оно вырастает. При коротком замыкании ток, проходящий по электропроводке, ограничивается небольшим внутренним сопротивлением источника (сопротивлением вторичной обмотки трансформатора) и эквивалентным сопротивлением проводников между точкой КЗ и источником.

Поэтому величина тока короткого замыкания убывает с увеличением расстояния от подстанции. В удаленных точках возможна ситуация, когда автомат не почувствует этот ток. Конечно, с выдержкой времени сработает его тепловая защита. Но при замыкании на корпус, соединенный с РЕ-шиной щитка, на это время он окажется под опасным для жизни потенциалом. Этого допустить нельзя, для этого ПУЭ и предписывает защищать такие потребители УЗО.

ПУЭ запрещает устанавливать УЗО без установки последовательно с ним автоматического выключателя. Поэтому при применении дифференциальной защиты кабельную линию защищают два аппарата. В щитке появляются дополнительные провода, его сложность немного увеличивается. К тому же УЗО занимает еще и дополнительное место на DIN-рейке. А если его и так не хватает?

Для упрощения конструкции распределительных щитков и компактного размещения элементов внутри них применяются дифференциальные автоматические выключатели. В их корпусе установлены устройства защиты и от замыканий, и от перегрузок, и от токов утечки. По сути это – автоматический выключатель и УЗО в одном корпусе.

Технические характеристики дифференциальных автоматов

Дифференциальный автомат имеет технические характеристики, свойственные и автоматам, и УЗО.

Номинальный ток. Под ним подразумевается максимально возможный ток, который способна пропустить контактная система прибора без его повреждения. Эта же величина используется для расчетов других характеристик устройства.

Характеристика срабатывания отсечки. Самые распространенные:

Тип С	5-10 номинальных токов
Тип D	2-5 номинальных токов

Маркируется нанесением соответствующей буквы перед цифрой, означающей номинальный ток.

С40 – номинальный ток дифавтомата 40 А, отсечка работает в пределах (5-10)∙40 = 200-400 А.

Значение тока для конкретного устройства лежит в этом диапазоне. Узнать его можно только путем измерения с помощи устройств, способных выдавать и измерять такие токи.

Дифференциальный ток срабатывания. Принимает значения:

Шкала дифференциальных токов дифавтоматов, мА
для защиты отходящих линий		для вводных и групповых дифавтоматов
10	30	100	300	500

Эта цифра – верхний потолок значения тока утечки, при котором дифавтомат сработает. Реальный ток измеряется специальными устройствами, моделирующими возникновение дифтока и измеряющими его значения в момент срабатывания.

Тип устройства защитного отключения. Маркируется буквенным индексом или рисунком.

Означает, на какую форму кривой тока реагирует устройство защитного отключения дифавтомата.

Применение

Также, как и УЗО, дифференциальные автоматы выполняют и селективными. Отличаются от обычных они только наличием выдержки времени на отключение и повышенной электродинамической устойчивостью.

Применяют селективные дифавтоматы в качестве вводных защитных аппаратов. Выдержка времени нужна им, чтобы дать отключить дифференциальный ток устройствам, подключенным после вводного. Если этого не происходит, срабатывает селективный автомат. Электродинамическая устойчивость – это максимальный ток короткого замыкания, выдерживаемый устройством без повреждения. У селективных дифавтоматов она увеличена, чтобы они без труда переносили длительные аварийные режимы с большими токами.

Маркируются селективные дифавтоматы буквами, в зависимости от задержки на срабатывание.

Буквенное обозначение	Задержка срабатывания, мс
Тип S	200 – 300
Тип G	60 – 80

Электромеханические или электронные – какие лучше?

По аналогии с УЗО, дифавтоматы изготавливают либо с электромеханическим устройством защитного отключения, либо с электронным.

Электромеханическое устройство не требует для работы дополнительного электропитания. Энергия для срабатывания катушки отключения, выводящей дифавтомат из включенного состояния, берется от источника тока утечки. Поэтому дифференциальный трансформатор, регистрирующий эти токи, у электромеханических устройств имеет большие габариты. Его задача: не только почувствовать утечку, но и преобразовать ее небольшую величину в напряжение, достаточную для срабатывания устройства.

Большие габариты трансформатора увеличивают размеры устройства в целом. Поэтому объем, занимаемый ими в щитке, больше, чем у электронных.

Электронные дифавтоматы, помимо датчика тока утечки и отключающей катушки, содержат электронную схему с усилителем сигнала. Небольшой по величине сигнал от датчика увеличивается до амплитуды и мощности, достаточной для работы катушки расцепителя.

Эти дифавтоматы компактнее, а значит ли, что они лучше? На самом деле компактностью их достоинства и ограничиваются. Есть ситуации, в которых этот прибор не поможет.

При обрывах нуля питающей линии дифференциальные автоматы и УЗО с электронной схемой управления становятся бесполезными. Напряжение питания электроники пропадает, она не работает и не способна отключить устройство. А необходимость в этом в такие моменты более, чем актуальна. При обрывах нулевых проводников в сетях происходит перераспределения величин напряжения между фазами. На фазах с большей нагрузкой напряжение уменьшается. Хуже всего, что на ненагруженных фазах напряжение может увеличиться до 380 В включительно. Вынесет дифавтомат такой режим или нет – вопрос спорный.

А результатом такого режима работы могут быть и пробои изоляции на корпуса электроприборах, устранять и локализовывать которые как раз и призваны дифавтоматы и УЗО. Если они полупроводниковые, то реакции от них ждать не стоит.

Поэтому, несмотря на компактность, применять такие приборы следует только в комплекте с реле напряжения.

Как отличить дифавтоматы и УЗО с электронной схемой управления от электромеханических? На передней панели этих устройств нанесена их схема. Если в ней присутствует значок усилителя, то прибор – электронный, если нет – электромеханический.

Убедиться в том, что дифавтомат электромеханический, можно с помощью несложного теста с применением пальчиковой батарейки. Для этого подключаем к ней провода и касаемся ими выводов одного из полюсов защитного устройства, перед этим включив его. Электромеханический дифавтомат отключится, электронный нет – ведь ему для работы нужно еще и 220 В питания. Дополнительно можно определить и тип устройства по роду дифференциального тока. Приборы типа «А» отключаются при любой полярности тока от батарейки. Приборы типа «АС» срабатывают только при определенной полярности. Поэтому, если первоначально тест не удался, не делайте поспешных выводов о полупроводниковом характере начинки прибора, а попробуйте поменять полярность подключения проводников.

Два прибора или один?

Применение дифференциальных автоматов с виду оправдано: и схема подключения проще, и место в щитке экономится. Но у этой медали есть и обратная сторона.

Начнем со стоимости. Цена одного дифференциального автомата перевешивает сумму цен автоматического выключателя и УЗО. Если это не так, то рассматриваемый прибор произведен малоизвестной фирмой. А удешевление продукции возможно только в ущерб ее качеству.

Второй фактор связан с необходимостью замены вышедшего из строя устройства. А такое случается не только с дешевыми поделками, но и с продукцией известных и раскрученных фирм. Никто не застрахован от поломки. Добавим, что чем сложнее устройство прибора, тем больше вероятность его выхода из строя.

Если сломался дифференциальный автомат, то его придется поменять целиком, если кто-то из тандема автоматический выключатель – УЗО, то замене подлежит неисправный элемент. Его партнер останется в работе, а владелец потратит деньги только на покупку для него нового напарника.

Еще одно неудобство в эксплуатации дифференциального автомата: невозможно по его состоянию определить, из-за чего произошло отключение. А это важно знать перед тем, как искать причину срабатывания. Конечно, если поломка произошла при включении в розетку вилки от утюга – вопросов нет. Но если отключение произошло внезапно, без вмешательства жильцов квартиры, а после включения дифавтомата все осталось по-прежнему – тут впору задуматься. А если такие отключения стали регулярными? Что искать: короткое замыкание или повреждение изоляции? Алгоритмы поиска этих неисправностей отличаются друг от друга.

Для тандема автомат–УЗО вопросы такого характера не возникают. Отключился автомат – ищем короткое замыкание, а если при попытке включить его снова сразу после срабатывания он не желает взводиться, то виной всему – перегрузка. Если отключилось УЗО – где-то есть утечка. Работа связки автомата с УЗО намного показательней, чем дифавтомата.

Некоторые производители устанавливают в корпусах своих дифавтоматов устройства индикации срабатывания дифференциальных элементов. Некоторые – но не все.

Все сказанное выше – не повод совсем отказываться от дифференциальных автоматических выключателей. Иногда их установка оправдана. Ведь специалист разберется с причинами проблем с электропроводкой, даже не зная, от чего и как отключился аппарат защиты. При количестве отходящих линий в щитке более десяти сопоставить автоматические выключатели линий их же УЗО затруднительно. Нагляднее иметь один элемент, защищающий отходящую линию, чем два, да еще и расположенных в разных углах и рядах.

И намного компактнее установить в стандартный пластиковый бокс на 4 модуля дифференциальный автомат, чем устанавливать для этой цели модульный щиток на 12 модулей. Затем ставить в него трехполюсный автоматический выключатель и трехполюсное УЗО, закрыв неиспользуемые отверстия. Оставшееся место (половина объема щитка) будет простаивать.

Поэтому вопрос о применении дифавтомата или связки автомата с УЗО решать следует при проектировании конкретного объекта, взвесив все доводы «за» и не забыв, что есть и «против».