Современные требования безопасности электрических сетей жилых помещений предусматривают использование определенных устройств для защиты от короткого замыкания, перегрузки большими токами и устройствами, которые отключают подачу электроэнергии при утечках тока.
Так, обычно применяют автоматический выключатель, дифавтомат или совместно используют устройство защитного отключения (УЗО) вместе с автоматическим выключателем. Для того, чтобы решить задачу о том, какое устройство лучше использовать, требуется разобраться в особенностях их работы.
Чем отличается УЗО от дифавтомата по принципу действия
Самым распространенным и классическим средством защиты электросетей является автоматический выключатель. Главное назначение его состоит в том, чтобы отключить подачу напряжения при коротком замыкании и перегрузках, то есть в случае превышения номинального тока. Принцип действия автомата основан на двойном типе защиты. В своем устройстве он имеет два типы расцепитель:
- Электромагнитный
- Тепловой
Электромагнитный расцепитель отключает подачу напряжения при возникновении короткого замыкания в сети. Принцип действия его основан на том, что при замыкании происходит мгновенное нарастание тока, которое приводит к наведению магнитного поля в катушке расцепителя, в результате чего происходит движение сердечника соленоида, приводящее к размыканию контактов.
Тепловой расцепитель автомат срабатывает при перегрузках. Причиной может послужить включение приборов, потребляющий большой ток, который превосходит номинальные значения автомата. Действие теплового расцепителя основано на деформации биметаллической пластины, которая встроена в выключатель. Из-за прохождения большого тока эта пластина нагревается, деформируется и размыкает контакты.
[attention type=yellow]Выбор автомата и его параметров обязательно высчитывается с учетом возможного одновременного включения электроприборов и с учетом возможностей электропроводки. Выключатели такого типа не имеют технической возможности реагировать на утечки тока, при пробое изоляции приборов.[/attention]
Основным средством для защиты человека от поражения электротоком служит УЗО. В быту могут возникнуть ситуации, когда происходит пробой изоляционных материалов на корпус прибора, например использование стиральной машины, бойлера, микроволновой печи без заземления достаточно опасно, если электрощит жилища не имеет УЗО. Старый жилой фонд зачастую не имеет провода заземления, в этом случае обычный автоматически выключатель не спасает от поражения током при пробое изоляции.
Основное отличие УЗО и автомата в том, что устройство защитного отключения имеет в своей конструкции трансформатор тока, задачей которого является отключить напряжение при выявлении дифференциального тока, который равен току утечки при пробое изоляции или при контакте человека с оголенным проводом.
УЗО сравнивает входящий к потребителю ток и выходящий от него. Через первичную обмотку встроенного трансформатора проходит ток, допустим, к определенному прибору, а через вторичную – выходит от него.
Если произошло разрушение изоляции, например, человек дотронулся к корпусу и через него начал протекать ток, то по фазному проводу первичной обмотки потечет дополнительный дифференциальный ток, в обмотках наведутся разные магнитные поля, что приведет к возникновению тока в обмотке управления и произойдет расцепление выключателя. На этом основана защитная функция устройства.
Величина дифференциального тока характеризует сферу его применения. Для бытовых условий она составляет 5-30 мА.
УЗО не отключает потребление тока при коротком замыкании и перегрузках сети. Для совмещения задач аварийного и защитного отключения применяется дифференциальный автомат, который сочетает в себе УЗО и автоматический выключатель.
Чем отличается УЗО от дифференциального автомата по способам защиты
УЗО без автоматического выключателя не применяется, так как оно не имеет возможности расцепления сети при перегрузках. Принято устанавливать в щитке одновременно два элемента защиты одновременно.
Дифавтомат позволяет достичь сразу несколько степеней защиты:
- защиту от КЗ
- защиту от перегрузок по току
- защиту от поражения электротоком
Дифавтомат в своем корпусе имеет все элементы УЗО и автоматического выключателя. Это позволяет упростить процесс монтажа и подключения его к сети, в то же время сохраняется компактность в электрощитке. Принцип действия защитного отключения полностью аналогичен действию в обычном УЗО.
При выборе дифференциального автомата следует учитывать механизм реализации защитного отключения. Как и в отдельном устройстве отключения, так и в дифавтомате могут применяться два метода отключения: электромеханический и электронный.
Электромеханический способ отключения был описан ранее и не имеет зависимости от напряжения, а электронные схемы питаются напряжением сети. Это является важным моментом, так как при обрыве нулевого провода до УЗО или дифавтомата с электронным управлением, происходит их отключение и они перестают выполнять свои функции. Устройства с электромеханическим управлением независимы от подобных случаев и являются более надежными.
Так как стандартный размер дифавтомата такой же, как и УЗО, существует вероятность, что для экономии места в дифавтомате установлена электронная схема управления. Это нужно иметь в виду и при выборе устройства выяснять метод расцепления.
Как отличить УЗО от дифавтомата по занимаемому в щитке месту
Устройство защитного отключения занимает два места на DIN рейке в электрощитке. Сюда нужно добавить однополюсный автоматический выключатель, как утверждают на tractorec.com. В итоге минимально понадобится три места для монтажа защитных элементов.
Дифференциальный выключатель занимает два места, то есть в проблемных случаях этот аспект может оказаться решающим. Дифавтомат, который работает без дополнительных выключателей в случае неисправности вызовет сложности с подключением электроэнергии. В то же время раздельная установка автомата и УЗО позволяет в аварийных ситуациях временно исключить защитное устройство из схемы щитка.
Отдача предпочтения дифавтомату, только из-за экономии места, если не планируется дополнительно инсталлировать дополнительные приборы в щиток, вызывает сомнения.
Бывают случаи, когда установленный щиток имеет всего лишь два места, тогда есть возможность устанавливать только дифавтомат.
Конструктивное исполнение
Обычное исполнение УЗО дифавтоматов предусматривает двухполюсное подключение. Любое из этих устройств обязательно подключается к фазовому и нулевому проводам. Все варианты устройств достойных производителей имеют двухмодульный вариант. Существуют одномодульные дифференциальные выключатели, смысл существования которых в экономии места.
В связи со сложностью реализации электромеханической схемы расцепления, подобные устройства содержат электронные схемы управления низкого качества. При проекте или переоснащении распределительного щитка использовать одномодульные дифавтоматы не рекомендуется.
Монтаж защитных систем
Установка УЗО или дифавтомата не представляет особой сложности. Если планируется монтировать УЗО в связке с автоматическим выключателем, то работа немного усложняется тем, что требуется дополнительно пропускать фазовый провод через клеммы автомата. Дифавтомат имеет фазовую и нулевую клеммы, обозначенные на корпусе.
При самостоятельном подключении защитных устройств всех типов нужно соблюдать определенные правила. Необходимо наличие фазового индикатора для обнаружения фазового провода, концы проводов должны быть хорошо зачищены от изоляции, с тем расчетом, чтобы оголенная часть провода не выходила за пределы корпуса. Клеммы затягиваются с достаточным усилием.
Дифавтомат выбирается с параметрами тока максимальной нагрузки согласно проекту, который включает общую нагрузку на ветвь проводки или сеть в целом. Дифференциальный ток, в большинстве случаев, может составлять 30 мА. Этого достаточно для того, чтобы обезопасить от поражения током и выполнять противопожарную функцию.
Связка УЗО-автомат выбирается следующим образом. УЗО должно иметь максимальные значения пропускаемого тока на 20-30% больше, чем автомат. Это вызвано тем, что при токах, значения которых близки к пороговым, происходит нагрев конструктивных систем устройств защиты, что может сократить срок их службы.
Идентификация причин срабатывания приборов
Как уже говорилось, причин срабатывания защитных систем может быть три:
- КЗ
- превышение допустимого тока
- утечка тока
Здесь есть свои особенности в поиске причин срабатывания. В схеме УЗО-автомат можно сразу определить причину отключения, то есть если превышение нагрузки или короткое замыкание, то сработает автоматический выключатель. В случае утечек тока – расцепляет цепь УЗО. Это важный аспект, так как удается точно установить причину.
Отключение дифавтомата происходит из-за любого варианта нарушения параметров. Не всегда возможно определить причину срабатывания. Возможно, произошел перегруз в пиковое потребление или одновременно есть вероятность пробоя изоляции в каком-либо потребителе электроэнергии. Допускается и аварийная ситуация в электрических цепях бытовой техники, повлекшая КЗ. В этом случае необходимо пошаговое исключение всех вариантов с экспериментальным подключением по отдельности каждого электрического прибора.
[attention type=green]Если планируется или существует общая развязка сети от одного дифавтомата на помещение, то рекомендуется прибегнуть к эксплуатации УЗО-автомат, это позволит гибко выявить возникшие неисправности в энергосистеме жилища.[/attention]
Приблизительная стоимость устройств
Цена брендовых дифавтоматов с пропускным током 16-40 А и дифференциальным током срабатывания 30мА колеблется от 1500р до 2000р. Существуют более дешевые аналоги, но степень защиты и продолжительность работы у них значительно ниже.
Стоимость УЗО с параметрами дифференциального тока 30мА колеблется от 1000 до 2000р. Стоимость автоматического выключателя 16-40А – в районе 200р.
В итоге иногда стоимость отдельной связки УЗО и автомата может быть ниже, чем стоимость дифференциального выключателя, при лучших возможностях ликвидации и поиска неисправностей.
Выход из строя и стоимость замены
Поломка отдельных защитных устройств и дифавтоматов может происходить при неправильной эксплуатации, которая вызвана неверным расчетом параметров проходящего тока. Вероятность поломки дифференциального выключателя выше, это объясняется более сложными конструктивными особенностями.
Стоимость замены неисправного дифавтомата всегда будет несколько выше, так как при вышедшем из строя УЗО не придется покупать автомат, а дифференциальные устройства интегрированы с автоматическими расцепителями.
Надежность применяемых приборов защиты
Надежность УЗО и дифавтомата обусловлена качеством производства. В настоящее время рынок переполнен сомнительными электротехническими товарами, которые не соответствуют заявленным характеристикам и при высоких пропускаемых токах быстро выходят из строя.
В плане надежности бесперебойности энергосистемы жилища, работа в паре УЗО и автомат более предпочтительна, так как в случае выхода из строя устройства защитной системы, всегда есть возможность продолжить временную подачу электроэнергии без нее. Эксплуатация дифавтомата лишена этой возможности.
Видеообзор устройств различного типа и описание их отличий
В этой статье рассмотрены основные особенности выбора типов защитных устройств. Основное решение принимается в зависимости от совокупности индивидуальных предпочтений и технических возможностях монтажа устройств. Ну а окончательно определиться с выбором поможет следующее видео.
