В бытовой электротехнике слово «автомат » подразумевает тип устройства, автоматически отключающего напряжение при перегрузках, или коротком замыкании (КЗ) в сети. Применяется с самого начала возникновения электротехники для защиты сетей и электроприборов. В последние десятилетия массовой популярности набрали устройства защитного отключения (сокращённо УЗО) от поражающего действия электричества.

Но непонимание пользователями, а иногда и электриками отличий и предназначения данных защищающих средств, приводило к случаям установки , вследствие чего возникали
пожары, так как данное устройство не выключается даже при КЗ и горит, устраивая при этом пожар и задымление в электрощитовой.

Производители электротехнических защитных приборов быстро откликнулись на эту распространённую ошибку и создали комбинированный электрозащитный прибор, заключающий в себе автомат, защищающий от сверхтоков, и устройство защиты от поражения в одном модуле, называемый дифференциальным автоматом, который также называют дифавтоматом, дифференциальным выключателем, (АВДТ).

Внешний вид дифавтомата

Некоторые характеристики

Дифференциальный автомат применяется для:

• защиты от перегрузок по току и КЗ;
• предотвращения поражения электричеством при случайном прикосновении к оголённому проводу, или неисправном оборудовании, повлёкшим появление напряжения на корпусе;
• недопущения пожароопасной утечки при пробое изоляции.

Дифавтомат является модульным устройством, монтируемым на дин рейку, имеет четыре клеммы для однофазной сети, и восемь для трёхфазной. В независимости от производителя, данным устройствам характерны такие общие черты:

• корпус из тугоплавкого негорючего пластика;
• маркированные контактные зажимы (клеммы) для подключения входящих и выходящих проводников;
• рычажок включения – выключения напряжения. В некоторых устройствах их может быть два;
• кнопка «Тест » для ручной проверки надёжности устройства;
• опционально сигнальный маячок, показывающий тип срабатывания – от перегрузки или утечки;

3-х фазный и 1 фазный дифавтомат

Соответственно им присущи такие обозначения:

• логотип изготовителя, серийный номер;
• максимальный ток короткого замыкания, А;
• рабочее напряжение, В;
• буква, означающая времятоковую характеристику автомата защиты;
• номинальный ток отключения In, А;
• дифференциальный ток утечки IΔn , мА;
• электрическая схема внутреннего устройства прибора;
• маркировка клемм.

Характеристики дифавтомата

Устройство и принцип работы диффавтомата

Дифференциальный автоматический выключатель, одновременно выполняющий функции автоматического выключателя и УЗО, состоит из:

1. электромагнитного реле для защиты от сверхтоков и КЗ;
2. теплового расщепителя для отключения при длительном превышении номинального тока In;
3. датчика дифференциального тока, для выключения цепи при возникновении в ней утечек.

В случае превышения допустимых для каждого устройства параметров, они механически воздействуют на защёлку подпружиненного отключающего механизма, имеющего гаситель дуги.

Электромагнитный и тепловой расщепители идентичны аналогичным частям отдельного автомата защиты по току. Подробно их работа описана в соответствующих разделах, коротко следует отметить важные особенности:
При большом токе, многократно превышающем In , практически моментально срабатывает электромагнитное реле, выдёргивая защёлку и выключая дифференциальный автомат.

Тепловое реле, выполненное в виде биметаллической пластины, давящей на задвижку отключающего механизма по мере её нагревания токами, превышающими In , производит выключение в периоде от секунды до нескольких минут, в зависимости от время-токовой характеристики, обозначаемой латинскими буквами, аналогично обычным автоматам защиты. Такое конструктивное решение позволяет выдерживать большие импульсные нагрузки, не размыкая цепь.

Внутренности УЗО

Дифференциальный автоматический выключатель срабатывает при выявлении разницы (по-английскиdifferent) токов, протекающих в фазовом и нулевом проводе, которые в идеальной системе должны совпадать. Образно эту картину можно представить в виде некоего количества электронов, протекающих сквозь входной фазный проводник, разветвляясь на отдельных потребителей и производя в них работу, снова стекающихся в нулевом проводнике, и ни один не должен потеряться.

Наполовину разобранный дифавтомат

Потери подразумевают поток электронов в землю через тело человека, причиняющий поражающее действие, или через плохую изоляцию, что является пожароопасным. В случае утечек, ток нулевого провода будет меньше, ввиду того, что часть носителей заряда потерялась в пути.

Наглядная схемы срабатывания дифавтомата в сети

Измерение разницы тока, протекающего в фазном и нулевом проводе, является , а его объединение с автоматическим выключателем позволило скомбинировать дифференциальный автомат. Данную разницу измеряет датчик дифференциального тока, выполненный в видеторроидального трансформатора, в котором две первичные обмотки включены разнонаправлено в цепи фазы и ноля соответственно, а третья вторичная обмотка подключается к исполнительному устройству.

В штатном режиме работы системы электропитания, при равенстве токов первичных обмоток, создаваемый ими магнитный поток является взаимно скомпенсированным. При утечке, ток в нулевом проводе будет меньшим, баланс магнитных потоков нарушится, и во вторичной обмотке возникнет ток, заставляющий сработать устройство защиты.

Смертельным для человека является электрический ток всего 0,1 А, или 100мА. Соответственно, для защиты должен применяться дифавтомат с IΔn<100мА. Наиболее популярными являются значения IΔn=30мА.

Ток свыше 100 мА при напряжении 220В считается способным выделить достаточное количество теплоты для возгорания изоляции в месте её пробоя, поэтому дифференциальный автомат, имеющий такое значение IΔn , применяется для обеспечения пожарной безопасности больших объектов.

В случае использования трёх проводной сети с заземляющим проводником РЕ, при электрическом пробое на корпус изоляции в неисправном приборе, дифавтомат отключится немедленно. Если данная неисправность произойдёт в устройстве, включённом в двухпроводную сеть, и металлический корпус будет под напряжением, то при касании его человеком, сквозь него пройдёт ток больше IΔn , вызывающий срабатывание защиты очень быстро, поэтому поражение будет минимальным, пострадавший отделается шоком.

некоторые типы дифавтоматов

Чтобы дифференциальный автомат надёжно работал, и не было ложных срабатываний, нужен правильный монтаж данного оборудования. Нужно запомнить правило: входной и выходной ноль – совершенно разные понятия, выходящий нулевой провод нигде не должен контактировать с землёй или любыми другими нейтральными проводниками. В ином случае устройство будет срабатывать при подключении любой нагрузки.