Прогресс электротехнических устройств позволил создать дифференциальный автоматический выключатель (в быту дифавтомат), совмещающий в одном корпусе: автомат выключения при коротком замыкании Iкз и превышенной нагрузке Iн плюс устройство защитного отключения (УЗО), работающее по принципу выявления дифференциального тока утечки IΔn.

В идеальной электрической цепи токи фазы и нейтрального провода должны быть равными, сколько через фазу входит, столько через ноль выходит, нигде ничего не должно потеряться в электрической сети. Если где-то плохая изоляция или ток проходит через тело человека в землю, причиняя поражающее действие, значит, есть потери, они и являют собой IΔn, измеряемый миллиамперами (мА). Это утверждение справедливо и для трёх фаз: сколько входит через одну — столько же выходит через две остальные и нулевой провод.

Дифференциальный датчик

УЗО имеет дифференциальный датчик (от англ. different — различный) выявляющий разницу токов в фазном и нулевом проводе, и если она существенна и превышает номинальный IΔn, то происходит выключение. Существует два вида таких устройств — электрические и электромеханические.

Общим для них является наличие дифференциального тороидального трансформатора, в котором первичные обмотки включены последовательно в цепи линий электропитания разнонаправлено, то есть при одинаковых значениях тока IL (фазы) и IN (нейтрали), создаваемый ими индукционный магнитный поток в сердечнике будет взаимно скомпенсированным, соответственно в вторичной обмотке ЭДС наводиться не будет, IΔn=0 .

При условии IL > IN часть пришедшего от фазы тока находит путь в землю через пробой изоляции или сквозь человеческое тело. В этом случае баланс магнитного потока нарушается, во вторичной обмотке появляется ток IΔn>0, который приводит в действие высокочувствительное электромагнитное реле, отключающее коммутирующий механизм. В случае с электронными устройствами, IΔn усиливается специальным встроенным усилителем.

Практическая защита зависит от наличия заземления бытовых электроприборов. Если они заземлены отдельно или с использованием трёх контактных розеток с заземляющим PE проводником, то в случае повреждения изоляции внутри устройства и пробоя на металлический корпус, диффавтомат отключит питание немедленно, опасность поражения будет ликвидирована.

При отсутствии заземления, на поверхности неисправного изделия будет напряжение. При прикосновении человека сквозь него пойдёт IΔn ток, который заставит сработать защиту. Поскольку для бытовых нужд IΔn выбирается намного меньшим поражающего значения, человек отделается лёгким испугом или получит сильный эмоциональный шок, в зависимости от индивидуальной восприимчивости. Чтобы таких неприятностей не случалось, осуществляя , стоит также позаботиться о сети, имеющей надёжное заземление PE провода.

Принцип срабатывания диффавтомата

В старых домах линии бывают в изношенном, неудовлетворительном состоянии, изоляция может быть настолько плохой, что будет случаться электрический пробой на стену, особенно при повышенной влажности, что будет заставлять срабатывать исправное устройство защиты. Исходя из вышесказанного, замена проводки совместно с установкой дифавтомата будет весьма актуальной.

Защита от токов КЗ

Защита от КЗ и сверхтоков реализована двумя механизмами, срабатывающими при разных воздействиях. Электродинамический выключатель представляет собой электромагнитное реле, в котором при прохождении Iкз (короткое замыкание) возникает магнитный импульс втягивающий защёлку включающего механизма в очень короткий момент.

Время срабатывания такого реле называют быстродействием, измеряют в миллисекундах (мс). Чем оно меньше, тем меньше повреждений получит система электроснабжения при КЗ. Для защиты от продолжительных перегрузок используется устройство выключения с биметаллической пластиной, нагревающейся при прохождении сквозь неё тока Iн, в следствии чего она изгибается, давит на защёлку и происходит отключение.

Замечательным свойством данных материалов является то, что при охлаждении они принимают первоначальную форму. При срабатывании автомата от перегрузки надо дать ему некоторое время на остывание, иначе он может не включиться. Принудительное включение не остывшего устройства негативно скажется на его долговечности и надёжности.

Внешний вид

Внешне очень похожи – одинаковые размеры, похожее конструктивное исполнение, в обеих устройствах присутствует ручной выключатель и кнопка «Тест», предназначенная для проверки срабатывания защиты путём искусственно созданного тока утечки путём включения данной клавиши. Очень важно не перепутать эти устройства – так как УЗО не предназначено для отключения при перегрузке, оно даже при коротком замыкании не выключится и выйдет из строя.

Внешний вид УЗО Диффавтомата и автоматического выключателя

Такие приборы ставят только в совокупности с защитным автоматом. Различают их по маркировке на корпусе. Если русскоязычная маркировка, то будет соответственно УЗО и АВДТ – выключатель дифференциального тока автоматический. В международной классификации для обозначения дифавтомата принято перед номинальным током ставить букву характеристики данного устройства. Распознать дифавтомат можно, выявив на схеме наличие таких обозначений: I> , t°. Они указывают, что устройство срабатывает при КЗ, а также при тепловом нагревании биметаллической пластины перегрузочными токами.

Поскольку дифференциальный автомат является одновременно устройством защиты от перегрузок и утечек, то никаких дополнительных защищающих его аппаратов устанавливать не требуется. Данный прибор должен соответствовать требованиям по нагрузке и предназначения защиты.

Как правило, в общий электрощит большого объекта устанавливают дифавтомат предназначенный для противопожарного срабатывания при утечках 100< IΔn <500 мА, сила тока в этом интервале может быть смертельной для человека, поэтому для защиты от поражения отдельных групп потребителей используют IΔn < 30 мА. В домашней сети может присутствовать несколько дифавтоматов – противопожарный, после него с меньшим IΔn, для защиты от поражения(могут быть установлены как в щитовой, так и непосредственно перед включением электроприбора).

Монтаж диффавтомата

Монтируется дифавтомат на дин рейку. В однофазной сети вход фазы подключается на клемму №1, выход клемма №2. Ноль подключается в зажим имеющий обозначение N, вверху вход, снизу выход. Нельзя менять этот порядок ни в коем случае. Выходы подключаются к домашней сети напрямую, или через дополнительные автоматы защиты.

Нулевые проводники от них нужно подключить на отдельную нулевую шину, обязательно изолированную. Абсолютно недопустимо чтобы ноль, выходящий из дифавтомата, где-нибудь имел контакт с корпусом электрощита, входящим сетевым нулевым проводом или РЕ проводником.

Заземление диффавтоматов

Заземление нулевого провода должно осуществляться обязательно перед дифавтоматом. Если оно будет подключено после, или где-то в сети нулевой провод будет иметь контакт с землёй, устройство защиты будет срабатывать при включении любого электроприбора.

При подключении параллельно нескольких дифавтоматов, нельзя соединять их выходные ноли, или менять их местами. В случае разветвления линий после , каждый должен иметь свою нулевую шину.

Нулевой провод от данных устройств должен подключаться в паре с его фазным проводником, и ни в коем случае не использоваться в качестве ноля для других розеток, имеющий иной источник фазы.

Все соединения, перемычки должны выполняться проводом ВВГ соответствующего нагрузкам сечения. Используя маркировку проводников можно избавиться от путаницы с нолями.

Дифференциальный автомат, при отключении, как правило показывает, утечка это или перегрузка, нужно изучать паспорт конкретного изделия. Если без видимых причин происходят частые срабатывания, то экспериментальным путём выявить электроприбор, вызывающий сбой.

Проверить монтаж розеток – возможно, не прибор виноват, а неправильное подключение PE и N. Некоторые импульсные в момент включения могут вызывать срабатывание защиты. Если все приборы отключены, то возможен пробой изоляции в проводке или неисправность самого устройства, срабатывающего от вибраций, или попадания влаги.

Электронные дифавтоматы

Электронные дифавтоматы (на их схеме есть усилитель в виде треугольника)при не сработают, они запитаны от сети и уязвимы к импульсным помехам и скачкам напряжения, что негативно влияет на их надёжность.

Таким же образом, соблюдая схему на устройстве, подключается четырёхполюсный трёхфазный дифавтомат. В случае использования оборудования, имеющего конструктивное заземление нулевого провода, работа устройства невозможна.