Как подключить дифференциальный автомат без заземления: Как подключить дифавтомат без заземления в однофазной сети

Содержание

Как подключить дифавтомат без заземления в однофазной сети

В зданиях старой постройки, не подвергавшихся капитальному ремонту, как правило, электропроводка выполнена по двухпроводной схеме. Проводник заземления при этом отсутствует. Если электропроводка не заменяется на трехпроводную, существует угроза безопасности использования различных приборов и устройств, требующих питания от сети переменного тока.

Необходимость в установке

Заземление эффективно срабатывает при пробое фазного проводника на корпуса приборов, оборудования, на токопроводящие части сооружений. Наличие заземления не допустит поражение электрическим током, так как исключит возникновение разности потенциалов между корпусом прибора и землей.

Как же повысить безопасность эксплуатации электрической сети в помещении без заземления, если нет возможности для замены электропроводки? Выход есть.

Нередко собственники или владельцы помещений оказываются в затруднении, задаваясь вопросом, можно ли устанавливать устройства защитного отключения или дифференциальные автоматы в двухпроводной однофазной сети, когда нет заземления?

Устанавливать не только можно, но и нужно. Более того, даже при наличии заземления рекомендуется, а в некоторых случаях обязательно требуется, использование дифференциальных защитных устройств. Такие устройства устанавливаются в однофазной двухпроводной сети сразу на оба проводника.

Защита от поражения током

Работа дифференциального автомата или устройства защитного отключения (иногда его называют дифференциальными реле) основана на определении разницы в фазном и нулевом токах.

Если разница существует, устройство отключает подачу электричества. Разница может фиксироваться при возникновении утечки тока. При исправном электроприборе или оборудовании, утечка в нем не возникает, то есть значение тока, поступающего по фазному проводнику равно значению в нулевом проводнике.

Если происходит повреждение изоляции фазного провода, возникает разность потенциалов между ним и любым заземленным предметом. То же самое происходит при пробое на корпус электроприбора. Заземление в этом случае поможет только снять эту разность потенциалов с корпуса, но сам прибор останется под напряжением.

Если произойдет касание корпуса человеком, последний скорее всего не почувствует воздействие электричества, потому, что сопротивление тела больше сопротивления заземляющего проводника. Можно представить, что случиться, если заземление неисправно или вообще отсутствует.

Дифференциальный автомат, при возникновении подобной ситуации отключит подачу электричества и обесточит прибор. Человек, даже подвергшись воздействию электричества, не почувствует этого, потому что значение тока не превысит 30 миллиампер, а время отключения – 0,3 секунды. Такие параметры для УЗО и дифавтоматов, используемых в жилых помещениях, определены нормами.

Выбор схемы

В трехпроводной сети с заземляющим проводом, допускается подключение дифавтомата или УЗО в отдельных помещениях или на отдельные группы потребителей. Остальные группы защищаются установкой автоматического выключателя с соответствующим нагрузке номинальным током.

В двухпроводной сети, схема подключения должна предусматривать наличие защитного устройства на входе в распределительный щит. Только при соблюдении этого условия вся электропроводка окажется защищенной.

Для правильной и надежной работы электропроводки в двухпроводной сети целесообразно устанавливать дифференциальные автоматы или устройства защитного отключения на каждую группу.

Каждая цепь должна защищаться отдельным устройством. Вводной дифавтомат должен иметь параметры номинального тока не меньше суммарного, который может возникнуть в защищенных цепях.

Дифференциальный ток этого автомата должен быть не менее 100 миллиампер, чтобы автомат не срабатывал одновременно с любым из последующих. Необходимо также, чтобы вводной дифавтомат был предназначен для селективной работы в схемах. В этом случае на корпусе прибора должны быть специальные обозначения в маркировке.

Правила подключения

При использовании в схеме электропроводки нескольких дифференциальных устройств, возможны случаи некорректной работы дифавтоматов. Они могут либо отключаться при подключении нагрузки, либо могут не срабатывать, даже при наличии утечки.

Если знать, как правильно подключать дифавтомат в сети без заземления, можно избежать многих ошибок и сэкономить время на отладке схемы. Простые правила подключения описаны ниже:

  • подключение питания дифавтомата производится сверху к клеммам с винтовыми зажимами. Нагрузка подключается к нижним клеммам. При этом обязательно соблюдается фазность или полярность;
  • дифавтомат должен подключаться в разрыв обоих проводников при однофазной проводке, иначе, если какой-либо проводник минует прибор, он будет срабатывать при подключении нагрузки;
  • фаза и ноль в одной отдельно взятой розетке должны приходить с одного дифавтомата, если в розетке фаза с одного дифавтомата, а ноль – с другого, оба автомата будут отключаться;
  • электроприбор или группа, подключенная к одному автомату, не должны иметь контакта с приборами другой группы. Нередко, для экономии места в распределительном щите, все нулевые проводники от нагрузок подключают к общей шине, соединяя все дифавтоматы по нулевому проводу. В результате каждый дифавтомат фиксирует нуль соседней группы, как проводник с утечкой, так как часть тока возвращается через соседний прибор.

Проверка правильности подключения может контролироваться путем нажатия на кнопку «ТЕСТ» на корпусе дифавтомата. При корректном подключении он должен отключаться. Это обязательное условие, но недостаточное.

Иногда при срабатывании кнопки «ТЕСТ», автомат все равно отключается при подключении нагрузки. Причина может скрываться в нарушении правил, описанных выше.

Если параметры дифференциального автомата соответствуют схеме электропроводки и подключение произведено правильно, то этот прибор является единственным надежным средством обеспечения электробезопасности при отсутствии заземления.

Как подключить дифавтомат в однофазной сети

Дифференциальный автоматический выключатель – это электромеханический прибор, обеспечивающий защиту электросети от повреждений в результате короткого замыкания или высоких нагрузок. Помимо этого, он обеспечивает безопасность людей, не допуская поражения электричеством при касании линии, в которой имеется утечка тока. Таким образом, он объединяет в себе функции двух аппаратов: защитного автомата и УЗО. Подключение дифавтомата – задача не из легких, и чтобы правильно выполнить ее, нужно соблюдать меры безопасности, а также выполнять правила монтажа. О том, как подключить дифавтомат, и пойдет речь в этой статье.

Конструктивные особенности дифференциальных автоматов

Как уже было сказано, установка в сеть дифавтомата позволяет обеспечить защиту от утечек электротока, перегрузок и сверхтоков КЗ. Этот прибор является комбинированным, и в его состав входят две основных составляющих:

  • Защитный автомат с электромагнитным (катушка) и тепловым (биметаллическая пластина) расцепителями. Первый отключает питание линии при возникновении в ней короткого замыкания, а второй обесточивает сеть при появлении нагрузки, превышающей расчетную. АВ в дифавтоматах могут иметь 2 или 4 полюса, в зависимости от того, какую сеть они защищают – однофазную или трёхфазную.

  • Устройство защитного отключения. В состав этого элемента входит реле, на которое при нормальном функционировании сети воздействуют магнитные потоки одинаковой силы, не давая разъединить линию. При возникновении утечки (ухода электричества в землю) равномерность потоков нарушается, в результате чего происходит переключение реле с обесточиванием линии.

Кроме АВ и УЗО, автомат имеет в своем составе дифференциальный трансформатор, а также электронный элемент усиления.

Установка дифавтомата в одно- и трехфазной сети

Прежде чем начать подключение дифференциального автомата, необходимо нажать на его корпусе кнопку «Тест». Таким образом, искусственно создается утечка тока, на которую прибор должен отреагировать отключением. Это позволит удостовериться в исправности устройства. Если при тестовом испытании аппарат не отключился, пользоваться им нельзя.

В бытовых однофазных сетях, где показатель рабочего напряжения составляет 220В, устанавливаются двухполюсные АВДТ.

Подключение дифавтомата в однофазной электрической сети требует правильного подсоединения нулевых проводов: ноль от нагрузки подключается с нижней части прибора, а от питания – с верхней.

Монтаж четырехполюсного диф. автомата, предназначенного для защиты трехфазной сети, рабочее напряжение в которой равно 380В, производится по аналогичному принципу. При этом нужно учитывать, что трехфазный (четырехполюсный) дифавтомат занимает в распределительном щите больше места, чем однофазный. Это обусловлено необходимостью установки блока дифференциальной защиты.

Корпус некоторых типов АВДТ маркируется обозначением 230/400V. Такое устройство может устанавливаться в сети как с одной, так и с тремя фазами. Во втором случае эти приборы монтируются на потребители, использующие только одну фазу – это может быть группа розеток или отдельные аппараты.

Схемы подключения

Основное правило, которое должна учитывать любая схема подключения дифференциального автомата, гласит: АВДТ нужно подсоединять к фазам и нулевому проводнику исключительно той линии или ответвления, для защиты которой предназначен этот прибор.

Вводной автомат

Дифференциальный автомат в щитке в этом случае устанавливается на вводном проводе. Такая схема подключения дифавтомата получила свое название потому, что устройство защищает все группы и ветки сети, к которой оно подсоединено.

При подборе АВДТ для этой схемы необходимо учитывать все рабочие параметры линии, в том числе и потребляемую мощность. Такой способ подключения защитного устройства имеет ряд плюсов, к которым относятся:

  • Экономия, поскольку на всю сеть устанавливается единственный автомат.
  • Компактность, так как одно устройство не занимает в щитке много места.

Минусы этой схемы таковы:

  • При возникновении нарушений в сети обесточивается вся квартира или дом.
  • При любой неисправности на ее поиск и устранение уйдет много времени, поскольку нужно будет найти ветку, на которой произошел сбой, а также установить конкретную причину неполадок.

Наглядные схемы подключения дифавтоматов на видео:

Отдельные автоматы

Этот метод подключения предусматривает установку нескольких дифференциальных АВ. Установка дифавтомата производится на каждую отдельную ветку или мощный потребитель. Кроме того, дополнительный АВДТ ставится перед группой самих защитных устройств. К примеру, на осветительные приборы устанавливается один аппарат, на розеточную группу – другой, а на электроплиту – третий.

Преимуществом этого способа является максимальный уровень обеспечения безопасности, а также достаточно легкий поиск возможных неисправностей. Недостаток его – большие затраты, связанные с покупкой нескольких дифференциальных автоматов.

Дифавтомат в схеме без заземления

Еще не так давно технология строительства любых зданий учитывала обязательное устройство заземляющего контура. Все имеющиеся в доме распределительные щиты подключались к нему. В современном строительстве оборудование заземления не является обязательным. В таких зданиях и имеющихся в них квартирах дифференциальные АВ должны устанавливаться обязательно, чтобы обеспечить необходимый уровень электрической безопасности. Дифавтомат в такой схеме не только защищает сеть от неполадок, но и играет роль заземляющего элемента, предотвращая утечку электротока.

Наглядно про подключение дифавтоматов на видео:

Что нужно помнить при подключении дифференциального автомата?

Независимо от того, в однофазную или трехфазную сеть подключается защитное устройство, при его установке должны соблюдаться нижеперечисленные правила:

  • Питающие кабели следует подсоединять к верхней части прибора, а провода, идущие на потребители – к нижней. На корпусной части большинства дифференциальных АВ имеется принципиальная схема, а также обозначение разъемов.

Очень важно правильно подключить дифавтомат, поскольку неверное подсоединение проводников с высокой долей вероятности станет причиной сгорания устройства. Если кабели недостаточно длинны, их нужно заменить или нарастить. Как вариант – аппарат можно перевернуть на ДИН-рейке, но в этом случае можно запутаться по ходу дальнейшей установки.

  • Необходимо соблюдать полярность контактов. Все защитные устройства в соответствии с международными стандартами имеют маркировку разъемов: для фазных – L, для нулевых – N. Подводящий кабель обозначается цифрой 1, а отводящий – 2. Если контакты будут подключены неправильно, то прибор, скорее всего, не сгорит, но при этом не будет реагировать на неполадки в сети.
  • Во многих аппаратах схема подключения предусматривает подсоединение всех нулевых проводников к общей перемычке. Но в случае с дифференциальным АВ этого делать нельзя, иначе питание будет постоянно отключаться. Чтобы не вызвать сбоев в работе, нулевой контакт каждого дифавтомата следует соединять только с той веткой, которую он защищает.

Порядок подключения

Теперь поговорим о том, как правильно подключить АВДТ. После того, как вы определились со схемой монтажа и приобрели все, что нужно для установки, переходим к подключению. Оно производится в следующем порядке:

  • Внимательно осмотрите корпус устройства. На нем не должно быть трещин и других дефектов, поскольку они могут стать причиной некорректной работы прибора.
  • Отключите питание в домашней сети рубильником в распределительном щитке.
  • Тестером или отверткой-индикатором проверьте контакты подключенных потребителей, чтобы убедиться, что к ним не поступает напряжение.
  • Прикрепите к DIN-рейке дифавтомат.
  • Снимите изоляционный слой с концов подключаемого провода (примерно по 5 мм). Для этого удобнее всего использовать бокорезы.
  • Подсоедините фазные и нулевые жилы: от провода питания – к верхним клеммам защитного устройства, а от защищаемой линии – к нижним.

После этого остается включить питание сети и удостовериться, что прибор работает правильно.

Порядок сборки распредщита на дифавтоматах на видео:

Наиболее распространенные ошибки при подключении АВДТ

Если после подсоединения дифференциального автомата он срабатывает при малейшей нагрузке или не включается вообще, значит, его установка была произведена неправильно.

Существует несколько ошибок, которые чаще всего допускают неопытные пользователи при самостоятельном подключении дифавтомата:

  • Соединение нейтрального провода с кабелем заземления. В этом случае включить АВДТ будет невозможно, так как не получится установить в верхнее положение рычажки устройства.
  • Подключение нуля к нагрузке с нулевой шины. При таком подсоединении рычажки прибора устанавливаются в верхнее положение, но отключаются при подаче малейшей нагрузки. Ноль следует брать только с выхода защитного аппарата.
  • Подсоединение нуля с выхода устройства вместо нагрузки к шине, а с последней – к нагрузке. Если подключение выполнено таким образом, рычажки прибора можно будет установить в исходное положение, но как только будет включена нагрузка, АВДТ вырубит. Кнопка «Тест» в этом случае также работать не будет. Такие же симптомы будут наблюдаться, если перепутать подключение нуля, подсоединив его с шины к нижней, а не к верхней клемме аппарата.
  • Перепутанное подключение нулевых проводов с двух разных АВДТ. В этом случае оба автомата будут включаться, кнопка «Тест» на каждом из них будет работать правильно, но как только будет подключена нагрузка, вырубятся сразу оба устройства.

  • Соединение нулевых проводов от двух АВДТ. Когда допущена эта ошибка, рычажки обоих аппаратов устанавливаются в рабочее положение, но при подключении нагрузки или нажатии кнопки «Тест» на любом дифавтомате отключатся оба одновременно.

Разбор основных ошибок подключения на видео:

Заключение

В этой статье мы рассказали, как правильно подключить дифавтомат, а также разобрались с основными ошибками, которые допускаются при этой процедуре. Учитывая это, вы сможете самостоятельно установить защитное устройство, а если при этом будет допущена ошибка – легко найдете и исправите ее.

Подключение дифавтомата — назначение, основные схемы с заземлением и без заземления

Одной из ключевых проблем при создании систем электроснабжения является обеспечение безопасности их эксплуатации. Это было понято давно, еще на заре прихода электричества в дома и квартиры – внутренние сети стали защищаться плавкими предохранителями, известными под названием «пробки». Время шло, и системы защиты совершенствовались – они стали оберегать не только от перезагрузки или коротких замыканий, но и от случайного поражения человека электрическим током. В настоящее время основными приборами такой защиты являются автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Своеобразным «симбиозом» этих двух приборов является дифференциальный автомат.

Подключение дифавтомата

Но этот прибор защиты лишь в том случае станет корректно выполнять возложенные на него функции, если будет правильно размещен в общей схеме домашней или квартирной электросети. Увы, в этом вопросе многие владельцы жилья, стремящиеся все и всегда делать своими руками, допускают немало ошибок. «Схалтурить» вполне могут и приглашенные «мастера» — в этой сфере частных услуг встречается немало откровенных «шабашников». Поэтому имеет смысл рассмотреть подробнее, по каким принципам осуществляется подключение дифавтомата – такая информация в любом случае будет полезной.

Предназначение и устройство дифференциального автомата. Его основные характеристики.

Принципиальное устройство и предназначение

Чтобы правильно понять принцип подключения дифференциального автомата, необходимо разобраться, что же он из себя представляет и как работает.

  • К основным опасностями в домашних электросетях можно отнести вероятность короткого замыкания и превышение предельно допустимых параметров тока (превышение нагрузки на линию). Оба этих случая приводят к опасному нагреву проводов, разрушению их изоляции, оплавлению проводников или корпусов подключенных приборов, возникновению электрической дуги. При отсутствии или несрабатывании защиты все это приводит к очень серьезным последствиям, вплоть до масштабных пожаров.

От таких аварий предохраняет автоматический выключатель (АВ). В нем предусмотрено два уровня защиты.

Два уровня защиты, предусмотренные в автоматическом выключателе

Не вдаваясь во все тонкости конструкции автомата, просто остановим свое внимание на защитных устройствах.
При включении прибора специальная механическая система тяг, рычагов, пружин и подвижных контактов замыкает цепь между входной и выходной клеммами. Если в подключенном через автомат участке сети все в норме, он остается в таком положении сколь угодно долго. Но строение механизма таково, что для размыкания цепи достаточно довольно небольшого, но определенным образом приложенного усилия от так называемых расцепителей.

Под номером 1 показан электромагнитный расцепитель. Это катушка-соленоид с размещенным внутри подпружиненным металлическим сердечником. При нормальных токах, проходящих через выключатель, создаваемое катушкой электромагнитное поле слишком слабо, чтобы преодолеть усилие пружины. Но в случае короткого замыкания сила тока возрастает в сотни и даже тысячи раз, соответственно резко возрастает и напряженность электромагнитного поля катушки. Сердечник перемещается, сжимая пружину, и приводит в действие механизм расцепления.

Под номером 2 – тепловой расцепитель. Это – биметаллическая пластина, являющаяся участком цепи прохождения тока через выключатель. Если нагрузка нормальная, то есть показатели силы тока в пределах указанного номинала, то она не меняет своей конфигурации. Но если токи пошли с превышением номинала, начинается ее нагрев. За свет биметаллической структуры (два металла с заметно отличающимися показателями линейного температурного расширения) пластина начинает изгибаться и в определенный момент воздействует на механизм расцепления. Автоматический выключатель разрывает цепь.

Автоматы обычно ставятся на различные участки домашней (квартирной) электрической сети на разрыв фазы. Они имеют однополюсное исполнение и занимают в коробке (щите) на DIN-рейке одно модуль-место. Исключение – автоматы на вводе, где используются двухполюсные (для трехфазной сети – четырехполюсные). То есть в выключенном положении одновременно размыкается и фаза (фазы) и ноль.

  • Еще одна опасность, от которой тоже требуется защита – это утечка тока. Износ изоляции, механические поломки бытовой техники, некоторые другие причины могут привести к тому, что фаза пробивается на металлический корпус приборов. Чтобы не допустить поражения током в таких ситуациях, используются устройства защитного отключения (УЗО). Другое их название – дифференциальный выключатель (ДВ).

Через УЗО всегда проходит и фаза, и ноль. Дело в том, что основным «рабочим органом» этого прибора является дифференциальный трансформатор. Он имеет характерный сердечник (поз. 3) в форме тора (замкнутое кольцо) а обмотками служат фазный провод и нулевой. Причем они расположены так, что создаваемые электромагнитные поля – противонаправленные, то есть компенсируют друг друга. Кроме того, имеется контрольная обмотка (поз.4), связанная с электромеханическим (реле) или электронным (электронный ключ) устройством размыкания.

Устройство УЗО – главным элементом является дифференциальный трансформатор. Хорошо видны его обмотки фазой и нулем – толстые провода белого и красного цвета.

Если в сети и подключённой нагрузке нет неполадок, то какой ток прошел в сторону нагрузки по фазному проводу, такой же должен вернуться и по нулевому в обратном направлении. Результирующего магнитного потока в сердечнике нет – он полностью компенсирован. Но если возникла утечка тока на землю, или же при пробое фазы на корпус прибора его коснулся рукой человек, равновесие нарушается. В сердечнике возникает магнитный поток, который приводит к возникновению тока в контрольной обмотке. А это, в свою очередь, вызывает выключение УЗО – цепь разрывается.

Про это долго приходится писать, но на деле время срабатывания УЗО измеряется миллисекундами. А уставка (показатель утечки тока, вызывающей срабатывание защиты) в УЗО, устанавливаемых в бытовых сетях – всего 0,01 или 0,03 ампера. То есть главные задачи – не допустить опасных для жизни показателей силы тока и свести к возможному минимуму длительность опасного контакта.

Никогда не забывайте об опасности электрического тока!

Не следует думать, что напряжение 220 вольт относится к малоопасным. Это дикое заблуждение стоило многим жизни! Некоторые читатели будут просто шокированы, когда узнают, сколь незначительные показатели силы тока предоставляют для человека, безо всякого преувеличения, смертельную угрозу. Обязательно найдите время и прочитайте статью нашего портала, специально посвященную опасности электрического тока.

Для чего все это говорилось? А лишь для того, чтобы привести к следующему – рассматриваемый в нашей статье дифференциальный автомат – это не что иное, как автоматический выключатель и УЗО, скомпонованные в одном корпусе.

Все удалось уместить в одном корпусе – и электромагнитную защиту от сверхтоков КЗ, и тепловую от перегрузки, и дифференциальный трансформатор для выявления тока утечки

Внешне дифференциальный автомат (или, если правильнее – автоматический выключатель дифференциального тока, АВДТ) очень схож с УЗО – такой же корпус на два модуль-места, такие же рычажок включения и кнопка «Тест». Но отличить несложно даже беглым взглядом по маркировке. У УЗО номинал подписан по принципу «цифры – буква», например, 16 А. А у дифавтомата – «буква – цифры», например, С 16. Это тоже номинальный ток, а буква впереди имеет уже несколько иное значение. Об этом и поговорим в следующем подразделе статьи.

Основные параметры дифференциальных автоматов и их маркировка

Чтобы дифференциальный автомат работал корректно, необходимо правильно подобрать его по основным характеристикам. Конечно же, это лучше поручить специалистам-электрикам. Но и «рядовому» пользователю, стремящемуся к пониманию всего того, что имеется в его жилых владениях, такая информация будет полезна.

Как правило, основные характеристики АВДТ указываются цифрами, буквами и условными значками на его корпусе. Есть, правда, исключения, но в основном производители придерживается если не совсем единого, то очень схожего стандарта маркировки.

Лучше всего это рассмотреть на примере.

Основные внешние элементы автоматического выключателя дифференциального тока (АВДТ) и маркировка, содержащая немало полезной информации.

1 – логотип и название компании-изготовителя дифавтомата. Кстати, коль затронуть вопрос бренда, то можно сразу отметить следующее. АВДТ — прибор в достаточной степени дорогостоящий, и каждому владельцу хочется, чтобы он служил как можно дольше. К сожалению, приходится констатировать, что в этой сфере производства электротехнических устройств не все обстоит благополучно – в продаже немало изделий явно невысокого качества. Поэтому есть смысл приобретать модели проверенных, давно заслуживших непререкаемый авторитет компаний, например, «Legrand», «ABB», «General Electric», «Schneider Electric», «Moeller», «Siemens». Естественно, убедившись при покупке в оригинальности изделия и получив на него гарантию. А вот массово заполнивший рынок отечественный бренд «IEK», как это не прискорбно, в один ряд с указанными фирмами поставить пока никак не получается.

2 – наименование модели. В этом названии может сразу скрываться указание на то, что это именно дифференциальный автомат (аббревиатура АД или АВДТ). Может быть и латинская аббревиатура – полного единства в этом вопросе нет.

3 – сочетание буквы и числа, например, как на иллюстрации – С25. Число обозначает максимальные номинальный ток, то есть такой, какой прибор может выдерживать сколь угодно долго без аварийного срабатывания и без потери своей работоспособности.

Показатели номинального тока стандартизированы и ограничены следующими значениями: 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и 63 А. Небольшие номиналы (до 16А) обычно используются для систем освещения или для розеток, в которые не предполагается включения мощной техники. Средние номиналы – для розеточных групп или даже для выделенных под мощную бытовую технику линий. Дифавтоматы с номиналом 40 А и выше обычно устанавливаются на вводе.

Буква перед номиналом – это так называемая время-токовая характеристика выключателя. Дело в том, что при пуске многих приборов кратковременное значение пускового тока может значительно превышать номинальное значение. И если АВДТ станет при этом постоянно срабатывать, то это станет мучением для хозяев. Поэтому для игнорирования кратковременных пусковых скачков установлены пороги срабатывания электромагнитного расцепителя, которые как раз и обозначаются категориями В, С или D.

  • B – превышение тока относительно номинала в 3÷5 раз.
  • С – в 5÷10 раз.
  • D – в 10÷20 раз.

То есть при пуске и сопровождающем его скачке тока электромагнитный расцепитель не сработает. Но если превышение номинала оказывается длительным, то нагревается биметаллическая пластина и сработает тепловой расцепитель.

Для квартир чаще всего выбирают АВДТ категории С. Для небольшого загородного дома, в котором нет мощной техники с высокими показателями пусковых токов лучше взять дифавтомат с время-токовой характеристикой В. Ну а приборы с индексом D обычно устанавливаются на линиях с мощным оборудованием, как правило, в производственных условиях.

Гораздо реже, но все же встречаются дифавтоматы с категорией А. Предел тока срабатывания электромагнитного расцепителя у них превышает номинал всего в 2÷3 раза.

Кроме того, попадаются дифференциальные автоматы категории К и Z. Эта градация устанавливается самими производителями, и особенности эксплуатации таких приборов должны быть указаны в паспортах изделий.

4 – это номинал дифференциального тока, то есть именно то значение тока утечки, которое вызовет срабатывание защиты. Указывается или в миллиамперах (например, 30 mA), или в амперах (0,03 А).

Обычно в бытовых условиях применяют дифференциальные автоматы с номиналом 10 или 30 миллиампер. Для тех приборов или розеточных линий, где наблюдается постоянный или вероятный контакт с водой или повышенной влажностью, устанавливают АВДТ на 10 мА. Такой же дифавтомат можно предусмотреть и на линии, идущей в детскую комнату – для большей безопасности. На остальных линиях – розеточных группах или внешнем освещении достаточно «тридцатки». Некоторые линии, например, внутреннее освещение, зачастую и вовсе не защищают дифавтоматами или УЗО, просто из соображений экономии. Хотя, многие осветительные приборы имеют металлические корпуса, и подобные мера предосторожности все же не видится лишней.

5 – указывается класс дифференциальной защиты. Это может быть символьное обозначение (чаще), но иногда оно дополняется и буквенным. А говорит показатель о том, на какой тип токов утечки способен реагировать дифавтомат.

  • Самыми доступными по стоимости являются приборы класса АС. Они срабатывают при появлении (мгновенной или нарастающей) утечки только синусоидального переменного тока.
Дифференциальный автомат класса АС – реагирует на утечку исключительно переменного тока
  • Более совершенными, но и более дорогими являются приборы класса А. Они способны реагировать на утечку как переменного, так и постоянного пульсирующего тока. Об этом красноречиво говорит пиктограмма с плавной синусоидой и пульсирующей «пилой».
При современной насыщенности быта приборами с микропроцессорным управлением именно дифавтоматы класса А считаются наиболее предпочтительными к установке.

Такие дифавтоматы для условий дома или квартиры можно считать оптимальными. Особенно для тех линий, к которым подключена бытовая или офисная техника с мультипроцессорным управлением, с импульсными блоками питания.

  • Самыми чувствительными являются АВДТ класса В – они способны отслеживать утечку еще и выпрямленного постоянного тока. В рамке их пиктограммы – уже три символа. Встречаются такие дифавтоматы нечасто, используются обычно в специфических производственных условиях. Применение их для домашней сети выглядит избыточным, тем более что стоимость подобных приборов – наиболее высокая.

6 – номинальная отключающая способность. Обычно показывается в прямоугольнике с указанием одного из стандартных значений:3000 А, 4500 В, 6000 А и 10000 А.

По сути, это величина тока короткого замыкания, которая не приведет к выходу дифавтомата из строя – он останется пригоден для дальнейшего применения.

АВДТ с максимальными показателями в 10000 ампер обычно устанавливаются в производственных условиях на линиях с мощным оборудованием. Иногда применяют их и для жилых домов, расположенных в непосредственной близости к подстанциям. Номинал в 6000 А подойдет для домов с качественной новой проводкой, способной выдерживать значительные кратковременные скачки тока. Для домов со старой изношенной проводкой, для сельской местности, для частного сектора городов с проложенными воздушными линиями электроснабжения лучше установить дифавтомат с номиналом 4500 А.

7 – в маленькой квадратной рамке, обычно под номинальной отключающей способностью или рядом с ней указывается цифрой класс токоограничения. Это очень важный параметр, говорящий о том, сколько времени займет срабатывание защиты от КЗ, начиная от размыкания контактов и до полного гашения возникающей при этом электрической дуги. Понятно, что чем быстрее это произойдет, тем короче и менее разрушительным будет воздействие короткого замыкания на электропроводку.

Различают три класса:

  • 1 класс – гашение дуги занимает более 10 миллисекунд. Про такие АВДТ говорят, что они не имеют токоограничения, и этот показатель на корпусе, как правило, вообще не указывается.
  • 2 класс – гашение электрической дуги происходит за 6÷10 мс.
  • 3 класс – 2.5÷6 мс. Такие приборы – самые совершенные, но и наиболее дорогие. Но при наличии финансовой возможности предпочтение все же лучше отдавать именно им.

8 и 9 – клеммы для подключения проводов. Важно – должны соблюдаться два условия.

  • Во-первых, фазе и нулю отведены свои позиции, и нарушать это правило – недопустимо. Ноль всегда будет обозначен буквой N, фаза может указываться как буквенным обозначением, так и цифрами.
  • Во-вторых, обязательно соблюдается направление подключения, то есть вход со стороны линии электропитания и выход в сторону нагрузки. Это может указываться текстом, или, для фазы – цифрами. Например, 1 – вход, 2 – выход в сторону нагрузки.

А вот «правило», например, что вход всегда сверху, а фаза, скажем, слева – это полнейшее заблуждение. Можно встретить массу примеров с совершенно противоположным размещением по обоим критериям. Так что оценивать правильность нужно исходя из конкретных особенностей приобретенного прибора.

В подтверждение сказанному – различные варианты размещения клемм для подключения проводов

Обратите внимание на иллюстрацию:

1 – вход со стороны сети сверху, фаза расположена слева.

2 – при верхнем входе фаза должна подключаться справа.

3 – провода со стороны сети подключаются снизу, фаза – слева.

4 – допускается подключение подводящих проводов как сверху, так и снизу.

Но в любом варианте имеется и жёсткое правило: если фаза от сети подключается сверху, то и ноль также в обязательном порядке должен быть подключён с той же стороны. И наоборот. В противном случае дифференциальный трансформатор, оценивающий наличие тока утечки, просто не станет работать, а дифавтомат будет постоянно выбивать.

Узнайте, почему выбивает автомат, а также ознакомьтесь с причинами при включении и в щитке, из нашей новой статьи на нашем портале.

10 – клавиша (рычаг) включения дифавтомата. Дополнительно может иметься световой или цветовой индикатор его рабочего или выключенного положения (поз. 11).

12 – кнопка «тест». После установки и подключения АВДТ в обязательном порядке проводится проверка его работоспособности в плане реакции на ток утечки. При нажатии на кнопку тестирования внутри замыкается цепь, имитирующая указанный номинал тока утечки. Если прибор исправен, то это вызовет его отключение. Подобные проверки рекомендуют проводить с определенной периодичностью, например, раз в месяц.

13 – индикатор причины срабатывания дифференциального автомата. Такая опция, к сожалению, имеется далеко не во всех моделях. Именно эта причина зачастую становится определяющей при выборе – установить ли АВДТ или связку УЗО+АВ. Там все ясно – сработало УЗО – ищи место и причину утечки. Вырубило автомат – значит, или перезагрузка, или короткое замыкание. А вот с АВДТ провести диагностику и выявление причин срабатывания бывает сложнее.

Поэтому приборы со  встроенным индикатором причины отключения выглядят предпочтительнее. Обычно это флажок, положение которого относительно корпуса скажет о причине. Например, остался утопленным – выключение вызвано перегрузкой. Вышел за уровень корпуса наружу – АВДТ отреагировал на утечку тока.

14 – на корпусе АВДТ обычно наносится его принципиальная электрическая схема. При желании в ней несложно разобраться. Кстати, она же может подсказать, является ли прибор электронным, или в нем применена электромеханическая схема. Например, если тестовой подсказки на корпусе нет (а она зачастую используется), то о том, что прибор электронный, скажет треугольник (знак усилителя) в схеме.

Электронные АВДТ – более компактные и чувствительные. Но зато электромеханические – значительно надежнее, так как не требуют источника питания.

Еще несколько важных обозначений, на которые порой приходится обращать внимание.

15 – символ «S» говорит о том, что прибор – селективного типа. То есть, в отличие от обычных дифавтоматов его срабатывание осуществляется с определенной задержкой. Это бывает важным для установки дифавтомата на вводе, когда в иерархической схеме за ним будут располагаться другие приборы дифференциального типа. То есть при возникновении утечки на одной из линий, оснащённой собственным АВДТ или УЗО, сработает защита только на ней, а селективный просто «не успеет» отреагировать на это. В итоге отключится только линия с неполадкой, а остальные участки домашней сети останутся в рабочем состоянии.

16 – значок в форме стилизованной снежинки говорит о том, что прибор может размещаться в уличном распределительном щитке. Число внутри шестиугольника – это предельно допустимое значение отрицательной температуры.

Установка и подключение дифавтомата

Электромонтажные работы

Здесь, по сути, сложно выделить какие-либо особенности, отличающие установку дифференциального автомата от автоматического выключателя или УЗО. Поэтому – вкратце:

  • Естественно, все электромонтажные работы проводятся только в обесточенном щите. И в этом нужно убедиться, чтобы быть уверенным в безопасности на все 100%.
  • С тыльной стороны любого дифавтомата имеет фигурный паз для крепления прибора на стандартной DIN-рейке. То есть АВДТ надевается верхним выступом этого паза не рейку в планируемом месте установки, а затем подается вперед. Снизу имеется подпружиненная защелка, которая при нажатии захватит нижний выступавший край DIN-рейки, и прибор будет зафиксирован на ней.
Установить современные выключатели на стандартную DIN-рейку — минутная задача, не требующая ни специального инструмента, ни приложения больших усилий.
  • Если в этом имеется необходимость, можно зафиксировать расположение выключателя на самой рейке, чтобы не допустить его смещения вдоль нее. Для этого применяются специальные фиксаторы, металлические или пластиковые, которыми «подпирают» выключатель с одной или обеих сторон, в зависимости от соседства с другими приборами или отсутствии такового.
Металлические фиксаторы положения установленного на DIN-рейку прибора
  • Производится зачистка подключаемых к дифавтомату проводов. Лучше всего это производить специальным съемником изоляции – не повреждается сам проводник. Зачистка проводится на длину в 8÷10 мм от конца провода.
Провода рекомендуется зачищать с помощью специального съемника изоляции
  • После очередной тщательной проверки правильности расположения подходящих от сети и отходящих в сторону нагрузки проводов, производится их поочерёдное подключение к клеммам.

Для этого вначале ослабляется, слегка выкручивается винт клеммы. Затем зачищенный конец провода (или обжатый наконечник) заводится в клемму, так, чтобы не снаружи не оставалось открытого участка без изоляции. Затем с приложением должного усилия производите затяжка винта и проверка надежности соединения. Провод должен быть закреплен без малейшего намека на возможный люфт в клемме, не поддаваться на выдергивающее усилие.

  • После затяжки всех клемм и еще одной визуальной проверки правильности коммутации проводов, можно включить сеть, чтобы провести тестирование дифавтомата. Во-первых, он должен включиться и удерживаться в таком положении. Если он срабатывает сразу, в схеме допущена какая-то ошибка. Во-вторых, при включённом АВДТ нажимают на его кнопку «тест» – это должно сопровождаться мгновенным срабатыванием защиты.

Итак, совершенно очевидно, что сам по себе монтаж дифференциального автомата в щите никакой чрезвычайно большой сложности не представляет. В основном соблюдаются правила, присущие для электромонтажа любых приборов с установкой на DIN-рейку.

Как правильно собрать распределительный щит?

Профессионализм настоящего специалиста-электрика всегда выдает высокое качество, аккуратность и, если хотите, даже эстетичность монтажа электрического распределительного щита. При выполнении этой непростой задачи необходимо придерживаться определенных правил и учитывать многочисленные нюансы. Подробно о монтаже распределительного щита читайте в специальной публикации нашего портала.

Так что главная загвоздка при установке дифференциальных автоматов кроется не в установке их на рейку и подключении проводов к клеммам. Основная проблема — это правильное расположение защитного устройства в самой схеме квартирной электросети.

Схемы подключения дифференциальных автоматов.

При установке дифференциальных автоматов может использоваться несколько схем. Каждая из них обладает своими особенностями и, часто, недостатками.

Посмотрим на основные применяемые варианты.

Единственный дифавтомат на вводе

Схема такова – на вводе до счётчика установлен двухполюсный автоматический выключатель, а после – дифференциальный автомат, который «обслуживает» все линии внутренней проводки в доме или квартире. Других приборов дифференциальной защиты нет – на каждой из линий просто установлен автомат нужного номинала от коротких замыканий и перегрузки.

Единственный дифференциальный автомат установлен на вводе сразу после счетчика.

Схема, безусловно, работоспособная, но к ней сразу возникает ряд вопросов.

  • Первое. Раз каждая линия защищается автоматическим выключателем, то стоит ли перед ними по иерархии схемы устанавливать АВДТ? Получается, что способности дифавтомата реагировать на перегрузку или на короткое замыкание – остаются совершенно невостребованными. Видимо, здесь бы хватило и просто УЗО, которое при равных номиналах практически всегда дешевле АВДТ.
  • Второе. Нет никакой ясности с номиналом дифференциального тока. Если поставить, скажем, на 10 или 30 мА, то при нескольких линиях даже совершенно неопасные утечки могут в сумме вызывать частое ненужное срабатывание защиты. Если же номинал завысить, скажем, до 100 мА, то, по сути, линии остаются не защищёнными от уже очень опасных токов утечки.
  • Третье. Отыскать проблемный участок сети, вызывающий срабатывание защиты, будет очень проблематично.

Одним словом, схема очень далека от совершенства, и использовать ее – вряд ли разумно.

Дифавтоматы на выделенных линиях

В этой схеме, безусловно, более надежной в работе, дифференциальный автомат устанавливается на каждую линию, нуждающуюся в защите от токов утечки. Как уже говорилось выше, некоторые линии не требуют такой защиты, и их можно оставить только «под охраной» автоматических выключателей, на случай КЗ или перегрузки.

Важные линии защищены индивидуальными дифференциальными автоматами

Понятно, что такой подход потребует уже более значительных материальных затрат. Но зато и безопасность на высоте, и локализация участка с неисправностью значительно упрощается. При выбивании одного из дифавтоматов все остальные линии продолжают работать в штатном режиме.

Селективная схема с противопожарной дифференциальной защитой

УЗО или дифавтомат способны не только защищать человека от электротравм при токах утечки. При значительной утечке, измеряемой уже сотнями миллиампер, велика вероятность возникновения пожароопасной ситуации. И такое зачастую случается, причём, как правило, в самих распределительных щитах. Повреждения изоляции проводов и перемычек, нарушение правил или небрежность при выполнении монтажа — все это может привести к возникновению токов утечки, способных вызвать сильный локальный нагрев проводки со всеми вытекающими негативными последствиями.

Поэтому одной из мер по недопущению подобных явлений является установка так называемого противопожарного УЗО (или дифференциального автомата), размещаемого на вводе в «верхушке» всей иерархии схемы, сразу после вводного автомата и счетчика электроэнергии. Здесь разговор идет не столько о защите человека от поражения током, сколько о других задачах:

  • Это защита вводного кабеля и всей «начинки» распределительного щита от возможных токов утечки.
  • Защита тех линий, в которых не предусмотрена установка дифференцированных приборов.
  • Это дополнительная страховка на случай отказа или полного выхода из строя нижестоящих по иерархии схемы УЗО и дифавтоматов.

При использовании в качестве такой защиты АВДТ, общая схема может выглядеть, например, так:

Селективная схема с общим противопожарным УЗО или АВДТ на входе

На схеме не показано, но, как мы видели раньше, некоторые линии могут не нуждаться в дифференциальной защите и иметь только автоматические выключатели в разрыве фазы.

При таком подходе необходимо учитывать, что для корректной работы схемы должны быть выполнены следующие условия:

  • Номинал дифференциального тока срабатывания противопожарного УЗО или АВДТ должен быть как минимум втрое выше уставки дифавтоматов, расположенных ниже по иерархии. Вот для этих целей и выпускаются АВДТ или УЗО, рассчитанные на ток утечки в 100, 300 или 500 мА.
  • Время срабатывания тоже должно отличаться в бо́льшую сторону как минимум втрое. А вот это достигается установкой дифавтоматов селективного типа, то есть помеченных символом «S» — об этом говорилось выше.

Если эти условия не соблюсти, то работа схемы может превратить жизнь своих хозяев в постоянное мучение. Кого угодно «достанут» частые срабатывания АВДТ на входе с полным выключением всей домашней сети. И, естественно, с немалыми проблемами поиска повреждённого участка.

А при грамотном подборе дифавтоматов по такой схеме нарушения на одной из линий приведут только к ее отключению – остальные будут работать. Но если сработал селективный автомат, то это станет сигналом о наличии весьма серьёзной причины, поиск которой лучше начинать непосредственно от распределительного шкафа.

Противопожарный дифавтомат в трехфазной сети

Не столь часто, но все же встречается и такое, что в дом заводится трёхфазная линия питания. ее тоже можно и нужно защитить противопожарным АВДТ (УЗО).

Естественно, четырёх полюсный дифавтомат, рассчитанный для установки на трехфазную линию – это куда более сложное устройство, в  котором производится оценка дифференциальных токов и защита от перегрузки и КЗ для каждой из фаз. Но его установка подчиняется тем же правилам – на корпусе указывается расположение фазных проводов и общего нуля. Важно – не перепутать фазы на входе и выходе, чтобы работа была корректной.

Противопожарный дифавтомат на входе трехфазной сети.

Схема приведена в усечённом виде. В дальнейшем фазы распределяются так, чтобы на каждую выпадала примерно равная нагрузка. И затем уже каждая фаза может делиться на отдельные линии, которые по мере необходимости защищаются АВДТ или парой УЗО с АВ. То есть  по том же принципу, что показывался выше.

Расширить информацию по схемам подключения дифференциальных автоматов поможет предлагаемое вниманию читателей видео:

Видео: Схемы подключения дифавтоматов с пояснениями мастера

Типичные ошибки при подключении дифференциальных автоматов

Имеет смысл обратить внимание читателей на те ошибки при установке дифавтоматов, которые допускаются довольно часто и приводят или к неработоспособности схемы, или даже к выходу прибора защиты из строя.

Описание ошибкиИллюстрацияХарактерные симптомы
При подключении дифавтомата нарушено указанное расположение проводов ввода и выхода на нагрузку (если модель не отличается универсальностью в этом вопросе)Оценка дифференциального тока проводится некорректно.
Бессистемное срабатывание, некорректная работа, отказ включаться.
Перепутано направление подключения проводов – фаза в одну сторону, ноль – в другую.Вместо взаимной компенсации, магнитные потоки на сердечнике дифференциального трансформатора накладываются, и контрольная обмотка определяет дифференциальный ток даже тогда, когда его нет.
Кнопка «тест» может работать нормально, но при включении нагрузки происходит мгновенное выключение АВДТ.
На каком-то участке схемы (неважно, каком) допущено объединение рабочего нуля с контуром заземленияУтечка тока заложена «по умолчанию».
АДВТ вообще невозможно включить – сразу срабатывает защита.
Ноль на нагрузку пущен не из АВДТ, а с общей шины, расположенной по схеме выше дифавтоматаОценка дифференциального тока некорректная.
АДВТ включается, тест проходит нормально, но при включении нагрузки происходит моментальное срабатывание защиты.
После дифавтомата нулевой провод не идет непосредственно на нагрузку, а возвращается на общую нулевую шину. И только потом идет на линию нагрузкиОценка дифференциального тока некорректная — по нулевому проводнику АВДТ ток практически не проходит.
Прибор включается, но тест не работает, а при попытке включить нагрузку мгновенно срабатывает защита
При использовании двух дифференциальных автоматов допущена ошибка – перепутаны нулевые провода разных линийОценка дифференциального тока на обеих линиях становится некорректной.
Дифавтоматы включаются, на прохождение теста реагируют нормально. Но любое подключение нагрузки хотя бы на одной линии приводит к срабатыванию защиты на обоих АВДТ.
Опять же при использовании двух (или более) дифференциальных автоматов – ниже по схеме допущено, ошибочно или намеренно, объединение нулей отдельных линийОценка дифференциального тока в обеих линиях выполняется некорректно.
АВДТ включаются, но при нажатии кнопки «тест» на любом из них – выключаются сразу оба. И при подключении нагрузки к любой линии сразу происходит срабатывание дифференциальной защиты на обоих приборах.

*  *  *  *  *  *  *

Итак, были рассмотрены устройство и классификация автоматических выключателей дифференциального тока, основные схемы их включения домашней или квартирной электросети, часто допускаемые ошибки при их коммутации.

Напоследок можно добавить, что дифавтоматы все же не пользуются особой любовью электриков. Многие мастера предпочитают обходиться установкой защиты, собираемой из УЗО и автоматических выключателей. Схема получается более гибкой и ремонтопригодной, а учитывая высокую стоимость АВДТ – еще и более рентабельной.

Подробнее об этом можно почитать в специальной статье нашего портала, которая так и называется – «Что лучше, УЗО или дифавтомат?»

Подключение дифавтомата своими руками

Проводка должна быть обеспечена защитой от ситуаций, связанных с перегрузками и утечками тока. При этом прибегают к помощи защитного автомата и УЗО. Данную задачу можно решить, если использовать дифференциальный защитный автомат. Он как бы объединяет два прибора в один. Они даже расположены в одном корпусе. Чтобы прибор функционировал полноценно, его следует правильно подключить.

Условия подбора дифавтомата

Немаловажным моментом является экономическая сторона вопроса. Купить один прибор обойдется дешевле, чем приобретать два устройства. Наконец, потребуется лишь определение номинала автоматы защиты. УЗО встраивается по умолчанию в соответствии с необходимыми характеристиками.

К сожалению, не обошлось и без недостатков. Если из строя выйдет лишь какая-то часть прибора, то замене будет подлежать автомат полностью. Понятно, что это сопряжено с дополнительными расходами.

Далеко не все подобные автоматы снабжаются флажком, с помощью которого определяется причина срабатывания прибора, выяснение которой принципиально важно.

Читайте также статью ⇒ Как отличить узо от дифавтомата.

Характеристика и выбор дифференциального автомата

Поскольку прибор состоит из двух устройств, требуется вести учет характеристик каждого из них.

На схемах дифавтоматы обозначаются следующим образом:

Примеры обозначения дифференциальных автоматов, включенных в состав различных схем подключения

При выборе подходящей модели следует учитывать следующие характеристики:

  1. Номинальный ток.

Под ним следует понимать величину максимального тока, которую в течение определенного времени выдерживает автомат, не теряя при этом своей работоспособности. Эта величина указана на панели корпуса. Она носит стандартный характер и находится в диапазоне от 6 до 63 А.

Аппараты малого номинала (10-16 А) устанавливают на осветительных линиях. Приборы со средним номиналом связаны с серьезным потребителем и группами розеток. Использование мощных устройств (40 А и выше) применяются на линиях ввода.

Совет №1: Подбор прибора следует осуществлять в соответствии с сечением кабеля.

  1. Время и электромагнитный расцепитель.

Обозначение ведется латинскими буквами B, C, D. Определяет величину перегрузки, при которой отключится автомат.

На корпусе приборов указываются их основные технические характеристики и параметры работы
  1. Категорийность, обозначаемая буквами, имеет следующую градацию:
  • В – превышение тока в 3-5 раз;
  • С – номинал превышен в 5-10 раз;
  • D – превышение составляет 10-20 раз.
  1. Величина номинального напряжения и частоты сети

Имеется ввиду специфика сети, для которой предназначается конкретный аппарат, проще говоря, 220 либо 380 В, частотой 50 Гц. Иных вариантов в розничной продаже просто не бывает:

Устройство может иметь двойную маркировку — 230/400 V. Это является свидетельством того, что он применяется, как на сети 220, так и 380 В. Если сеть трехфазная, то установка подобных устройств имеет отношение к розеточным группам. При одной фазе они связаны с отдельными потребителями.

Вводные дифавтоматы в трехфазных сетях должны иметь четыре вывода. По причине своих приличных габаритов спутать их с чем-то другим весьма проблематично.

  1. Номинальный отключающий дифференциальный ток

Этот показатель связан с чувствительностью прибора по отношению к возникающим утечкам. Он определяет условия срабатывания защиты.

В бытовом плане проводят использование лишь двух номиналов:

  • линия с одним мощным устройством;
  • сочетание двух опасных факторов, связанных с электроэнергией и водой (посудомоечная машина).

Если речь идет о группе розеток и наружном освещении, то устанавливают дифавтоматы на 30 А. Местом их расположения является линия освещения. Они не монтируются внутри дома из соображений экономии.

  1. Класс

Этот показатель характеризует тип тока утечки, от которого защищает устройство. Классность защиты определяется типом нагрузки. Техника, имеющая микропроцессоры подпадает под класс А. Линии, идущие на освещение или питание обычных устройств, имеют классность АС. Для частных домов и квартир установка устройств классности В проводится довольно редко, поскольку отсутствует потребность в «отлавливании» всех типов утечек тока.

Класыс S и G используются в многоуровневых схемах защиты. Их устанавливают на входах, если далее схема предполагает наличие других дифференциальных устройств.

Если сработает один из расположенных ниже по схеме приборов, входное устройство будет оставаться в работе.

  1. Величина номинальной отключающей способности.

Если возникнет короткое замыкание, этот показатель определит величину тока, которую сможет отключить автомат. Все номиналы носят стандартный характер. Их диапазон составляет от 3000 до 10 000 А.

Учитывая этот тип, подбор автомата проводят в соответствии с расстоянием, на котором расположена подстанция. Если она находится на значительном удалении, то в квартире или доме устанавливают автомат на 6000 А. При близком расположении подстанции используют аппарат на 10 000 А.

Корпус снабжен квадратиком, в который заключена цифра, характеризующая это значение.

Величина рабочего отключения нанесена на корпус прибора и заключено в квадрат
  1. Классность по токоограничению.

Ток становится максимальным при коротком замыкании через определенное время. Чем быстрее отключится питание, тем меньше шансов получить повреждение. Градация классности в этом плане выражается значениями от 1 до 3. Лучшим является третий класс. Он быстрее всех отключит линию. Несмотря на то, что цена на такие устройства самая высокая, они надежнее всех.

  1. Характеристика температурного режима.

Практически все автоматы предназначаются для работы в помещении. Температурный разброс составляет от -5 до +35 градусов. Корпус таких приборов не имеет никакой, связанной с этим маркировки. Но есть и такие устройства, которые устанавливаются в щитках на улице. Температурный диапазон у них немного шире и составляет от -25 до +40 градусов. На корпус таких приборов нанесен специальный знак.

Подключение автомата

Обычно с подключением не возникает никаких сложностей. Крепиться автомат может разными способами, но наиболее распространенным вариантом является крепление на DIN-рейку. На ней имеются специальные выступы, которые и удерживают устройство:

Совет №2: Автомат следует подключать с помощью проводов, имеющих изоляцию. Выбор сечения определяется номиналом. Схема нанесена на корпус.

Проверка работоспособности выполняется после установки автомата. На корпусе имеется кнопку «Тест». После ее нажатия должно произойти срабатывание. Если этого не случилось, проверяется точность подключения. Если все сделано правильно, но срабатывания не происходит, то это свидетельствует о неисправности прибора.

Читайте также статью ⇒ Причины срабатывания дифавтомата.

Варианты схем

Схем существует достаточно много. Все они подходят для любых условий в плане удобства и безопасности. Наличие простых схем предполагает минимальные затраты. Они используются там, где присутствует минимум бытовой техники (дачный коттедж).

Самая простая схема

Используется тогда, когда нет необходимости в установке множества защитных устройств. Вполне достаточной будет установка лишь одного входного автомата. Другое устройство будет относиться к розеточным группам и осветительной линии.

Схема подключения дифференциального автомата, отличающаяся наибольшим удобством и простотой исполнения

Вариант с большей надежностью

Часто приходится ставить автомат применительно к помещениям «мокрой» группы (ванная). Здесь уже нужна большая безопасность.

Надежная схема, применяющаяся преимущественно для помещений с повышенным уровнем влажности

Селективный вариант

Разветвленная сеть предполагает еще более надежную дорогостоящую систему. Здесь устанавливаются автоматы с классностью S или G. В отношении каждой группы устанавливается отдельный автомат.

Подключение дифференциального автомата по селективной схеме для каждой группы нагрузок

Если отключится лишь одно какой-то один прибор, оставшиеся будут функционировать.

Ошибки при подключении и монтаже

Частой ошибкой является несоблюдение указанной в паспорте устройства схемы подключения.

Нередко встречается также и  ошибочное соединение нуля и защитного проводника за дифавтоматом.

Еще одной ошибкой является неполнофазное подключение, при котором фаза соединяется с устройством, а ноль подключается непосредственно к нулевой шине.

Также зачастую осуществляется подключение нулевой жилы к общей шине после автомата.

Ошибочным также является соединение нулей от различных автоматов в распределительной коробке.

Оцените качество статьи:

Как подключить дифференциальный автомат: схемы подключения


Электропроводка несет для дома, его жильцов и техники много рисков. Исключить большинство из них способна установка автоматического выключателя дифференциального тока (АВДТ) – дифавтомата.

Это устройство обеспечивает защиту от тока утечки, сетевой перегрузки, короткого замыкания и поражения человека током. Важно знать, как подключить дифференциальный автомат, чтобы максимально защитить оборудование, здоровье людей и имущество.

Содержание статьи:

Принцип работы дифавтомата

В дифавтомат встроено три механизма, каждый из которых отключает напряжение в определенной ситуации:

  • наличие тока утечки;
  • неожиданное короткое замыкание;
  • перегрузка электрической сети по мощности.

Утечка определяется с помощью дифференциального трансформатора, который реагирует на разницу между значениями тока на «нуле» и «фазе».

Отличие может возникнуть при контакте человека с предметами под напряжением или при частичном замыкании электроприборов на окружающие их поверхности. В таких случаях и отключает электричество.

Механизм защиты при обнаружении утечки тока может быть электромеханическим или электронно-механическим. Второй вариант подразумевает наличие управляющей микросхемы

Датчик короткого замыкания реагирует на высокий ток. А подключение избыточной нагрузки определяется по нагреву металлической термопластины, которая размыкает электросеть при повышении собственной температуры.

Таким образом, любая опасная ситуация, связанная с электропроводкой, быстро определяется дифавтоматом и заканчивается защитным отключением напряжения в проблемном контуре.

Возможные схемы подключения

Способы подключения дифавтоматов отличаются не столько вариантами расположения проводов, сколько количеством и характеристиками самих устройств. Поэтому важно разобраться в возможных схемах, узнать особенности их применения и подключения, чтобы обеспечить максимальную защиту себя и бытовой техники за минимальные деньги.

Система с единственным дифавтоматом

Первая схема подключения дифавтомата подразумевает наличие только одного защитного устройства. Оно монтируется сразу после электросчетчика. К выходу АВДТ подключаются все имеющиеся электрические контуры.

Необходимо, если это возможно, установить в начале каждой цепи . Так надо, чтобы можно было проводить ремонт электропроводки в одной комнате без выключения света во всей квартире.

Единственный дифавтомат на всю квартиру – самый бюджетный вариант, но и он способен защитить жильцов от удара током при случайном контакте с поверхностью под напряжением

Максимальная токовая нагрузка защитного устройства должна соотноситься с мощностью одновременно подключенной техники и характеристиками электросчетчика. Желательно, чтобы АВДТ срабатывал раньше, чем предохранители на приборе учета.

К единственному дифавтомату сверху подключаются питающие провода от электросчетчика, а снизу выходят те, к которым присоединяется внутриквартирная разводка. Плюсом такой схемы является простота, дешевизна и минимальная потребность в месте для размещения АВДТ.

К недостатку описываемого варианта электрозащиты относится неудобство поиска причины выбивания дифавтомата. Так как обесточивается сразу вся квартира, то определить, в какой комнате находится причина срабатывания АВДТ, довольно трудно.

Кроме того, если проблема с электропроводкой возникнет только в одном помещении, то напряжение нельзя будет включить во всей квартире. Чтобы избежать минусов схемы с единственным дифавтоматом, рекомендуется присмотреться к другим вариантам его подключения.

Двухуровневая система подключения

Двухуровневая система дифавтоматов является более надежной и удобной в обслуживании. На первом уровне находится подключенный после электросчетчика АВДТ, через который проход вся нагрузка. Выходящие из него провода параллельно подключаются к нескольким дифавтоматам, число которых равно количеству электрических контуров в квартире.

Для установки нескольких дифавтоматов продаются специальные щиты, которые позволяют экономить место на стене, сохраняя удобство подключения электропроводов

Устройства второго уровня могут быть менее мощными и иметь меньший пороговый ток утечки. Это позволит сэкономить, сохранив эффективность оборудования.

Теоретически отдельное защитное устройство можно подключить к каждому бытовому прибору, но на практике это нецелесообразно. Иногда в отдельный контур выделяют наиболее мощное оборудование в ванной – стиральную машину, электрифицированную душевую кабину, джакузи.

К преимуществам двухуровневой схемы подключения дифференциального автомата относят:

  1. Надежность и безопасность. Дифавтомат первого уровня, по сути, является дублирующим и способен отключать электроэнергию одновременно со следующими за ним защитными устройствами.
  2. Легкость поиска электроконтура, в котором возникла неисправность.
  3. Возможность отключения лишь одной комнаты от электричества на период ремонтных работ.

К недостаткам такого варианта защиты электросети можно отнести лишь необходимость покупки нескольких дифавтоматов и сложность в выделении места для их установки.

Двухуровневую схему рационально использовать при разветвленной сети с несколькими электрическими контурами. Если же к электросчетчику подключено минимум техники, то будет достаточно установки единственного дифавтомата.

Одноуровневая система дифавтоматов

Одноуровневая схема подключения дифавтоматов напоминает двухуровневую. Отличие заключается лишь в отсутствии общего АВДТ. Сторонники этого варианта подчеркивают, что он позволяет сэкономить деньги и место за счет исключения одного защитного устройства из схемы.

В одноуровневой схеме подключения дифавтоматов рекомендуется использовать коммутирующую шину, которая упорядочивает электрические провода и упрощает их монтаж

Минусом такого способа монтажа является отсутствие в цепи дублирующего устройства, которое бы обеспечивало дополнительный уровень защиты. Что касается особенности установки и сфер применения распределенной одноуровневой схемы, то они идентичны таковым в двухуровневом варианте.

Установка дифавтоматов без заземления

Принципиальная схема подсоединения дифавтоматов при отсутствии заземления практически не отличается от рассмотренных выше одноуровневых и двухуровневых вариантов. Разница заключается лишь в отсутствии специальной жилы, которая должна подходить к каждой электроточке, обеспечивая съем тока с корпуса прибора при нарушении его электроизоляции.

Отсутствие заземления в квартире значительно облегчает монтаж электрической проводки, но создает дополнительные риски при эксплуатации бытовой техники

В старых многоэтажках и частных домах просто не была предусмотрена. В результате такой непредусмотрительности возникал риск поражения человека током при контакте с техникой и конструкциями, которые случайно оказались под напряжением.

Дифавтомат функционально замещает провод заземления, разрывая электрическую цепь за сотые доли секунды после определения утечки тока. За это время электроудар не успевает навредить человеку, а воздействие ограничивается максимум легким испугом.

Дополнительно АВДТ защищает оборудование от перегрузок и короткого замыкания, чем выгодно отличается от обычного заземления.

Отличия в действии дифференциальных автоматов и УЗО перечислены и , посвященной вопросам сравнения двух типов защитных устройств для электропроводки.

Схема при трехфазной сети

Иногда возникает необходимость установить дифавтомат в здании, куда подведена сеть 380В. Это может быть гараж, магазин или небольшое промышленное помещение. В таком случае применяются те же схемы, что и в сети 220В. Отличается только сама конструкция дифавтомата.

Подключение проводов трехфазной сети к клеммам дифференциального автомата проводится в строгом соответствии с маркировкой на его корпусе

АВДТ для трехфазного напряжения имеет четыре входных клеммы и столько же выходных, от которых идут провода к электроприборам. Желательно, чтобы в электрическом контуре была жила заземления. Но при отсутствии таковой на ток утечки обязательно среагирует дифавтомат и обесточит помещение.

Преимущества и недостатки разных вариантов подключения АВДТ к трехфазной сети такие же, как и при напряжении 220В.

Особенности монтажа селективных дифавтоматов

Большинство селективных дифавтоматов имеют в названии индекс S. Эти устройства отличаются от обычных АВДТ увеличенным временем срабатывания при обнаружении тока утечки.

Селективные дифавтоматы применяются только в качестве главного прибора в двухуровневых схемах. Они обеспечивают индивидуальное срабатывание устройств второго уровня без отключения электропитания во всей сети.

Селективный дифаппарат рационально покупать только при монтаже двухуровневых схем. Если он будет единственным в квартире, то задержка срабатывания станет, наоборот, его недостатком

Их особенность заключается в следующем. При появлении тока утечки его могут обнаружить дифавтоматы обоих уровней. Какой из них сработает первым, отдается на откуп случайности, но обычно отключают электричество оба.

Увеличение времени срабатывания центрального АВДТ позволяет дифавтомату второго уровня сработать первым. Таким образом, в результате неисправности отключается только один электроконтур, а остальная квартира продолжает оставаться под напряжением. Использование селективности позволяет использовать дифавтоматы с одинаковым пороговым током утечки.

Существует и другая схема подключения, без селективного устройства, которая позволяет добиться избирательного отключения АВДТ второго уровня при появлении тока утечки.

Для этого центральный аппарат выбирается с пороговым значением параметра в 100мА, а второстепенные – 30 мА. В таком случае первыми будут срабатывать дифавтоматы второго уровня, избирательно отключая только один электроконтур. Однако 100% работоспособность такой схемы не гарантируется.

Приоритет при покупке необходимо отдавать селективным дифавтоматам, которые обеспечивают большую надежность и удобство.

Пошаговая инструкция по установке дифавтомата

Установка дифавтомата не представляет сложностей и может быть произведена самостоятельно без специального обучения.

К месту с блоком дифавтоматов должен быть свободный доступ. Вокруг него желательно не размещать легковоспламеняющиеся и взрывоопасные предметы

Последовательность действий при этом следующая:

  1. Проверить целостность АВДТ и работоспособность его тумблеров.
  2. Зафиксировать дифавтомат на специальной металлической DIN-рейке в месте его постоянного расположения.
  3. Отключить напряжение в квартире и проверить его отсутствие индикатором.
  4. Зачистить питающие жилы в кабеле и подсоединить их к двум верхним клеммам дифавтомата. Синий цвет обычно подключается к «нулю» АВДТ, желтый или коричневый – к контуру заземления, а третий цвет – к «фазе» прибора.
  5. К нижним клеммам дифавтомата подключить провода, подающие напряжение в квартиру или на последующие защитные устройства.
  6. Подать напряжение на АВДТ и проверить работоспособность прибора.

Для тестирования дифавтомата на нем предусмотрена специальная кнопка «Т».

При её нажатии в электрической цепи появляется ток утечки, который должен привести к срабатыванию аппарата и отключению напряжения. Если АВДТ не отреагировал, значит, он неисправен и подлежит замене.

В деревянных домах обязателен огнестойкий щит для дифавтомата. Он защитит стены дома от огня в случае возгорания защитных устройств

В дифавтомат является лишь промежуточным звеном, обеспечивающим дополнительную защиту, поэтому его монтаж не вызовет затруднений.

Полезные монтажные советы

Монтаж дифавтомата имеет множество мелких нюансов, которые помогут сделать работу оборудования эффективной и надёжной.

«Ноль» к нагрузке обязательно должен идти от дифавтомата, иначе возникнет разница значений токов, и защитное устройство сразу сработает. В результате подключить электроприборы не удастся

В электрике не следует пренебрегать советами, поэтому к приведенным рекомендациям следует отнестись внимательно:

  1. При подключении проводов к дифференциальному автомату обязательно нужно соблюдать полярность. Клемма «нуля» обозначается как N, а «фазы» – 1 или 2.
  2. Работы по подключению необходимо производить при полном обесточивании всех проводов.
  3. Наилучшую безопасность обеспечивает двухуровневая схема с селективным дифавтоматом первого уровня.
  4. Стоит подбирать мощность дифавтоматов второго уровня в соответствии с предполагаемой нагрузкой на электроконтур в каждой комнате.
  5. Нельзя объединять выходящие «ноль» и «фазу» дифавтомата с неподключенными к нему электропроводами, даже если они идут от параллельно подключенных АВДТ.
  6. Выходящий из дифавтомата «ноль» не должен соприкасаться с жилой заземления.

При фиксации провода в клемме нужно следить, чтобы в разъем не попала изоляция. Плохой контакт может привести к перегреванию дифавтомата и его поломке.

При несоблюдении большинства вышеописанных рекомендаций АВДТ просто не будет функционировать должным образом. Он может «выбивать» при подключении нагрузки или вообще не срабатывать на утечку тока. Поэтому к электрической схеме подключения нужно отнестись со всей серьёзностью.

Выводы и полезное видео по теме

С какими трудностями можно столкнуться при подключении защитных устройств, вы узнаете из следующих видеороликов.

Тестирование двухуровневой селективной и неселективной схемы:

Внутреннее устройство дифавтомата:

Разбор различных схем подключения дифавтоматов (3 части):

Подключение защитного дифференциального автомата – процесс несложный. Главным условием быстрого монтажа является четкое соблюдение рекомендованных электрических схем. В этом случае самостоятельная установка защитных устройств удастся с первого раза, а сами АВДТ будут надежно служить долгие годы.

Хотите поделиться собственным опытом в подключении дифференциального автомата? Знаете тонкости установки прибора, не приведенные в статье? Пишите, пожалуйста, комментарии, задавайте вопросы, публикуйте фото  в расположенном ниже блоке.

Подключение дифавтомата: схема подключения, как установить

Дифференциальный автоматический выключатель подачи электроэнергии — это модульное устройство, объединяющее в своей конструкции два электротехнических прибора: автомат включения/выключения и УЗО (устройство защитного отключения). Прибор способен защитить электропроводку от перегрузок и коротких замыканий (КЗ), а также отключить сеть при утечке тока через поврежденную изоляцию или при касании человеком частей электроприборов, находящихся под напряжением. Следовательно, дифавтомат выполняет две функции: защищает проводку и электроприборы от перегрузок, а человека от поражения электротоком.

Универсальность устройства наделяет его определенными преимуществами перед раздельно установленными автоматом и УЗО. Физически дифференциальный автомат занимает меньше места, стоит дешевле, чем два защитных модуля автомат + УЗО. Но недостатки у этого электротехнического изделия тоже есть: при выходе из строя одной из составляющих частей устройства, придется полностью заменять весь дифавтомат, а это несколько дороже. Но достоинства дифференциального автомата, конечно, нивелируют этот несущественный его недостаток!

Все модели дифавтоматов, трехфазные и однофазные, имеют в своей конструкции специальные флажки, которые указывают на причину срабатывания устройства — перегрузка по мощности или ток утечки. Это очень важно при выяснении обстоятельств аварийного отключения. Дифференциальные выключатели-автоматы устанавливаются в распределительных электрощитах, чаще всего, на специальных DIN-рейках. В этой статье мы с вами последовательно рассмотрим следующие вопросы: принцип работы и схемы подключения дифференциального автомата, а также как правильно подключить дифавтомат к сети.

Конструкция и принцип работы дифференциального выключателя

Все корпуса дифавтоматов изготавливаются с использованием не проводящих электрический ток материалов. На задней стенке модуля устанавливается защелка для крепления к DIN-рейки. Монтаж устройства выполняется так же, как и простого автоматического выключателя или УЗО. В однофазных сетях с напряжением 220 В устанавливаются двухполюсные модули с четырьмя контактами, для ввода и вывода фазных и нулевых проводников. В трехфазных сетях с напряжением в 380 В используются четырехполюсные дифавтоматы с восемью контактами, для подключения входных и выходных проводников трех фаз и нейтрали.

Защиту цепей электропитания в дифференциальном автомате от КЗ и перегрузок по мощности выполняет встроенный блок автоматического выключения, состоящий из механизма расцепления электрических контактных площадок, который срабатывает на выключение подачи электроэнергии при превышении расчетного тока нагрузки. Кроме этого, модуль дифавтомата снабжен специальной рейкой ручного включения/выключения. Для защиты людей и животных от удара электрическим током предназначен второй блок дифавтомата, включающий в себя управляющий дифференциальный трансформатор с электромагнитной катушкой выключения устройства, мгновенно обесточивающей сеть при опасной разнице значений между входной и выходной величиной тока.

Дифференциальные автоматические выключатели с успехом используется как в трехфазных, так однофазных линиях передачи переменного электрического тока. Эти электротехнические изделия в значительной степени повышают безопасность эксплуатации различной бытовой техники и электроприборов. Но для того чтобы дифавтомат выполнял свои защитные функции, его необходимо правильно подключить к сети, соблюдая нормы ПУЭ (правил устройства электроустановок). Ниже мы рассмотрим схемы подключения дифференциальных защитных автоматов.

Где купить

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.

Монтаж дифференциального автомата в распределительном щите

После выбора схемы подключения дифавтомата необходимо его правильно установить с интеграцией в электрическую сеть. Чаще всего, дифференциальный выключатель монтируется в распределительном щите, где установлен счетчик электроэнергии, но иногда набор модульных устройств устанавливают в дополнительной распределительной коробке, которая находится внутри помещения. В обеих случаях, правила и этапы подключения устройства одинаковы. Рассмотрим этот процесс на примере монтажа дифавтомата в дополнительном электрощите:

Технология монтажа дифавтомата, на первый взгляд, очень проста! Но даже такие работы можно выполнить с ошибками, о которых мы расскажем ниже.

Традиционные ошибки при монтаже дифавтомата

Если монтаж дифференциального автоматического выключателя выполнен с нарушением правил и норм, то в обязательном порядке возникнут проблемы, такие как ложные срабатывания дифавтомата или даже полный выход из строя всего устройства или отдельных его частей. Виновниками таких негативных событий могут стать следующие основные ошибки, возникающие при подключении дифавтомата к сети.

  1. Нулевой проводник на выходе из дифавтомата соединен напрямую с нулевыми контактами других модульных устройств, расположенных в распределительном электрощите. Такое подключение категорически запрещено! При таком некорректном монтаже обязательно появятся ложные срабатывания устройства, которые возникают за счет разных величин электрического тока в нулевых проводниках каждого модуля.
  2. Входящие в дифавтомат фазные (L) и нейтральные проводники (N) ошибочно заведены снизу корпуса устройства. Такой монтаж способен полностью вывести модуль из строя. Эту ошибку очень часто допускают невнимательные люди. На принципиальной схеме, нарисованной на передней панели самого дифференциального выключателя, точно указано, что входящие провода должны присоединятся к верхним контактам и никак иначе.
  3. Ноль дифавтомата заведен на «землю», что характерно для домов старой постройки, где используется однофазная двухпроводная линия подачи электроэнергии. Такое подключение дифференциального автоматического выключателя также недопустимо, так как этот вариант монтажа будет вызывать постоянные ложные срабатывания защиты.
  4. Нейтральный проводник (N) заведен в квартиру, дом или другое строение напрямую, минуя дифавтомат. При подключении устройства перепутаны фазы с нулем. Эти две ошибки приведут к ложному срабатыванию устройства или выходу его из строя, с необходимостью последующей замены.

Выше мы рассмотрели основные ошибки при монтаже дифавтоматов, которые может совершить человек в результате невнимательности или плохой профессиональной подготовке. Любая из них недопустима, так как приводит к тому, что устройство не способно выполнять свою главную функцию — защиту людей от удара электротоком, а электрическую проводку и бытовые приборы от перегрузок и коротких замыканий!

Заключение

Подключение дифференциального автоматического выключателя к сети своими руками — вполне решаемая задача, но только если вы обладаете навыками выполнения монтажных электротехнических работ. В противном случае, учитывая сложность этого изделия и необходимость учета многих параметров и характеристик сети, следует обратиться к профессиональным электрикам. При таком варианте установки дифавтомата можно не сомневаться, что он надежно защитит бытовую сеть от перегрузок, а вас от удара электрическим током!

Видео по теме

схема подключения и правила монтажа

Дифавтомат представляет собой, по сути, союз УЗО выключателя с автоматом, собранных в одном корпусе. Способ его подключения к сети в некотором смысле аналогичен монтажу автомата или УЗО. При этом дифавтомат имеет ряд характерных преимуществ:

  1. высокое быстродействие, обеспечивающее защиту человека от поражения током;
  2. защита цепи от так называемых сверхтоков – тока к.з. или перегрузок по току;
  3. защита от утечки тока «на землю».

Существует разнообразные варианты установки и подключения автоматического оборудования: с заземлением или без него, по селективной или неселективной схеме.

Принципы установки автоматического выключателя дифференциального тока с наличием заземления

Для правильной установки дифавтомата актуальны правила, работающие и в случае применения УЗО — что это такое, мы уже разобрались в другой статье.

А именно: к дифавтомату подключается исключительно фаза и ноль цепи, для защиты которой он будет использован. Иными словами, это означает, что вышедший из автомата провод «ноль» объединять с остальными нулями недопустимо. Дифавтомат будет в таком случае постоянно отключаться из-за наличия в этих проводах принципиально отличающихся токов.

При установке дифавтомата в схему с заземлением существует 2 варианта:

  • вводный дифавтомат, который смонтирован, соответственно, на вводе и служащий для защиты схемы в целом, то есть все входящие в нее электрические группы;
  • дифавтомат, включенный в цепь для протекции группы, стоящей отдельно группы.

На первой схеме показано подключение первичного дифавтомата, следующая показывает монтаж включенного в цепь.

Схема 1:

Для того чтобы осуществить подключение дифавтомата по первой схеме, следует заблаговременно разделить электрические подгруппы с помощью типовых выключателей со встроенной автоматикой. Выводы этих автоматов в качестве нагрузки подключаются к контактам дифавтомата, расположенным в его в нижней части. К верхним же клеммам дифавтомата подводится напряжение для питания.

У этой схемы есть существенный недостаток: в случае возникновения неполадок в одной любой цепи из подключенных к дифавтомату, сработает в аварийном режиме ее автомат и, как следствие, будут отключены все остальные группы.

Для жилых и прочих помещений, где еще сохранилась старая проводка, актуально регулярное ложное срабатывание вводных дифавтоматов на утечку тока. Поэтому тут рекомендуется использовать дифавтоматы, у которых значение тока пробоя, вызывающего срабатывание, составляет 30 мА.

Схема 2:

Подключение по второй схеме обычно применяется для повышения электробезопасности объектов (помещений), где, собственно, осуществляется подключение такой электросистемы. Эта схема является более надежной и эффективной в аспекте защиты электросети на случай различных аварийных ситуаций. Такую схему целесообразно применять в помещениях с повышенной требовательностью к безопасности, или с повышенной влажностью и другими потенциально опасными внешними факторами: детские комнаты, ванные, кухни и т.д.

Существует несколько критериев, по которым классифицируют выключатели дифференциального тока. Ознакомившись с важными особенностями разных видов таких устройств, можно узнать, как выбрать УЗО по мощности.

Об отличиях УЗО от дифференциального автомата по принципу действия, способу защиты, конструктивному исполнению и др. можно прочитать здесь.

Очевидна более высокая эффективность подключения дифавтомата по второй схеме. Это не только повышает все характеристики электробезопасности сети и отдельных составляющих, но и дает высокую практичную пользу. Так, в случае выхода из строя отдельной группы, обособленной собственным автоматом, остальная часть цепи и другие устройства не пострадают и не останутся обесточены.

Таким образом можно обеспечить максимальную безопасность и бесперебойное электроснабжение в доме или другом помещении. Естественно, покупка нескольких дополнительных дифавтоматов потребует дополнительных затрат на реализацию такого подключения. Но в сравнении с эксплуатационными показателями и пользой от такого решения, затраты эти абсолютно оправданы.

Схема подключения дифавтомата без заземления

Если в помещениях не новых, уже бывших в эксплуатации, в основном предусмотрено заземление, то подключение дифавтомата будет происходить по одной из приведенных выше схем, и приведет к защите схемы от протечки «на землю». При создании новых электросистем во вновь построенных объектах регулярно можно наблюдать отхождение от некоторых стандартных схем и отсутствие заземления. В таком случае подключение дифавтомата непросто можно осуществить, а крайне необходимо.

Для такой схемы дифавтомат послужит своего рода заменой заземляющего провода. По сути, он возьмет на себя функции защиты от протечки тока.
Например, если человек прикоснется к токоведущим, или нетоковедущим, но оказавшимся под напряжением элементам, дифавтомат мгновенно сработает на отключение цепи и прекращение подачи напряжения на данный участок.

Селективный и неселективный метод срабатывания устройства

Для того, чтобы реализовать селективное подключение дифавтоматов, необходимо использовать селективный дифавтомат, то есть помеченный буковой S. В противном случае схема будет неселективной, даже если будут подобраны определенным образом технические характеристики дифавтоматов, входящих в эту систему.

Селективная система подключения — это один селективный дифавтомат для площадки (лестничной клетки) и три дифавтомата в квартирах. В случае, если случится авария в одной из квартир и сработает соответствующий дифавтомат, благодаря тому, что для площадки выбран селективный прибор, на самой площадке дифавтомат не сработает, соответственно — будет отключена только одна аварийная квартира, а остальные будут спокойно продолжать потреблять электроэнергию без какого-либо риска аварии или выгорания проводки и т.д.

Спутниковое ТВ — прекрасная альтернатива эфирным телеканалам и кабельному телевидению, особенно в загородных домах и дачах, где слабый сигнал для приёма с аналоговой антенны и отсутствуют кабельные операторы. Поэтому домашнему мастеру-любителю будет полезно знать, как настроить спутниковую антенну самостоятельно, придерживаясь простого порядка действий.

Практически в каждом доме есть в наличии микроволновая печь. Для правильного использования такого вида бытовой электроники, очень важно разобраться в принципе работы и устройстве СВЧ-печи, а также научиться делать её текущий ремонт.

Вторая схема является аналогичной предыдущей, но тут на площадке стоит такой же обыкновенный неселективный дифавтомат, как и для квартир. Это приводит к тому, что в случае отключения одной из квартир, будет отключен и общий дифавтомат на площадке. Очевидно, что без электроэнергии останутся и обе соседние квартиры.

Таким образом, очевидно: в любом виде схема с дифавтоматом – это надежная защита от пробоев, которая может обеспечить как безопасность людей, так и защитить приборы и саму сеть от аварий. В зависимости от сложности электросистемы, количества нагрузочных элементов, помещения, где она будет работать, необходимо выбрать наиболее целесообразный способ подключения дифавтоматов.

Пример двух схем подключения дифавтомата на видео

Разница между нейтралью и землей в установках переменного тока

Если вам когда-либо доводилось модернизировать старую электропроводку в доме, вы знаете, что в прошлом отдельный заземляющий провод обычно не использовался. В таких случаях вы оказываетесь с двумя проводами: живым и нейтральным.

Теперь вы можете установить заземленную розетку, не переделывая много проводов. Распространенный метод решения этой небольшой проблемы — установить новую трехпроводную розетку, привязав под напряжением к одному контакту, нейтраль — к другому, а затем с помощью перемычки подключить нейтраль к заземлению внутри розетки.

«Теоретически это должно работать нормально!» вы рассуждаете.

Получается, что теоретически , вы на самом деле правы. Практически говоря , добавление «земли» в 2-проводной установке путем связывания нейтрали и земли вместе имеет несколько серьезных — и, возможно, опасных — недостатков.

Вот совок.

Этот пост предполагает, что вы действительно имеете некоторое представление о том, как работают системы питания переменного тока. Очевидно, что если вы очень мало знаете о проводке переменного тока и системах распределения питания, вам нужно сначала сделать серьезную домашнюю работу, прежде чем вас убьют.Вы можете проверить следующие ссылки:

[ad name = ”banner”]

Хорошо, теперь, когда это не так, вот сделка. В стандартной электрической схеме переменного тока есть генератор, выдающий 3 фазы переменного тока. Затем эти фазы подаются на трансформаторы через высоковольтные линии электропередач на огромных расстояниях, через другой местный трансформатор для понижения напряжения, а затем на главную панель в вашем доме. Оттуда у вас есть проводка к розеткам. Достаточно просто, да?

Право.Итак, у вас есть старая двухпроводная система. Может быть, в вашей главной панели у вас даже нет автоматических выключателей — у вас могут быть предохранители, если ваша система действительно старая. В качестве альтернативы, если тупой электрик в какой-то момент перемонтировал ваше место, у вас могут быть выключатели, и повсюду по-прежнему будет двухпроводная проводка. Если ваш электрик действительно плохой, у вас могут быть даже дифференциальные автоматические выключатели без заземляющих проводов.

Дифференциальный выключатель, или прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI), использует индуктивность для «измерения» тока, протекающего как по нейтральному, так и по токоведущему проводу.Обычно токи, протекающие по обоим проводам, равны, и поэтому все в порядке. Если, однако, происходит отказ оборудования и / или напряжение замыкается на землю через тело человека, то очевидно, что токи через фазу и нейтраль не будут равны , а не . В этот момент дисбаланс тока (т. Е. Текущий дифференциал ) отключает прерыватель, и питание отключается. Поскольку ток срабатывания таких выключателей обычно составляет 30 мА, а для остановки человеческого сердца требуется около 200 мА, вы можете бросить фен вместе с собой в ванну, и вы не умрете.Милая!

Хорошо, теперь приходит причина, по которой использование нейтрали в качестве заземления — НЕ лучшая идея. Ниже приводится типичное электрическое подключение:

Щелкните, чтобы увеличить версию

Обратите внимание, что в нашем примере рассматриваемый дом подключен ко всем 3 фазам от энергокомпании. Эта трехфазная установка редко встречается в густонаселенных районах, но довольно распространена в сельской местности во многих странах! В однофазных установках один дом будет подключен к фазе 1 от трансформатора, следующий дом будет подключен к фазе 2, а третий дом будет подключен к фазе 3, и все дома будут совместно использовать нейтральную линию.Нейтраль связана с землей, потому что в качестве «общей точки возврата» для всех трех фаз напряжение / ток сети в этой точке в идеале равны нулю. Это достаточно легко увидеть, если вы нарисуете три синусоидальные волны, каждая из которых не совпадает по фазе на 120 ° друг с другом, и сложите их вместе (см. Ссылки на домашние задания выше для получения дополнительной информации).

В любом случае, что происходит при неисправности устройства? Допустим, возникает неисправность, при которой провод под напряжением, идущий в электрическую штуковину, замыкается на ее металлический корпус. Поскольку металлический корпус заземлен, ток короткого замыкания шунтируется на землю следующим образом (ищите красные точки):

Нажмите, чтобы увеличить версию

Здесь мы видим, что ток шунтируется на землю.Когда это происходит, дифференциальный выключатель на главной панели обнаруживает, что ток под напряжением выше, чем ток, возвращающийся по нейтральному проводу. Таким образом, размыкатель срабатывает, и как активный, так и нейтральный отключаются, прежде чем кто-либо умирает. Это хорошая вещь.

Хорошо — так что же происходит, когда у нас есть 2-проводная проводка, и мы соединяем землю и нейтраль в розетке для нашей Gizmo? См. Ниже:

Щелкните для увеличения версии

Теперь все может стать немного более ясным.В этом случае, когда Gizmo имеет неисправное состояние и ток замыкается от напряжения к «заземленному» корпусу, земля = нейтраль, поскольку мы связали эти две линии вместе в розетке! Таким образом, цепь не разрывается, потому что даже если у нас есть дифференциальный выключатель в главной панели, он не сработает, так как с выключателем все в порядке. Плохо.

Конечно, если вышедший из строя Gizmo потребляет слишком много тока, предохранитель или обычный прерыватель на главной панели сработает / сработает, но мы потеряли защиту от поражения электрическим током, обеспечиваемую дифференциальным прерывателем, что отчасти важно.

Обратите внимание, что при нормальных условиях корпус фактически подключен к земле в этом случае — через нейтраль обратно к трансформатору. В США нейтраль также заземлена на главной панели в каждом доме. Тем не менее, если вы еще раз посмотрите на диаграмму выше, это не поможет улучшить ситуацию.

Вам может быть интересно, о чем идет речь. В конце концов, если предположить, что все в порядке, корпус Gizmo, подключенный к нейтрали, не поразит вас электрическим током, поскольку вам действительно нужно будет заземлить, чтобы через вас прошел ток.Более того, даже если вы ЗЕМЛЕНЫ, ваше тело, вероятно, будет иметь более высокий импедансный путь к земле, чем нейтраль, идущая обратно к трансформатору, где оно соединено с фактическим заземлением. Как мы знаем, электроны всегда будут искать путь наименьшего сопротивления, поскольку они, одним словом, ленивы. И, как я уже упоминал, нейтраль — это в основном «нулевой» ток / напряжение, поскольку нейтрали всех фаз соединены вместе с землей. Итак, в чем дело?

Ну, теоретически говоря, вы правы.Проблема возникает тогда, когда все , а не ну. Вы не можете рассчитывать на то, что нейтраль останется подключенной ко всем трем фазам. Отдельное заземление обеспечивает дополнительный уровень защиты в условиях серьезного повреждения, даже если приведенный выше теоретический сценарий верен. Например, если нейтраль временно отключена по какой-либо причине — либо в вашем доме, либо на оборудовании электрической компании — у вас возникла проблема. Фактически, у вас возникла серьезная большая проблема, потому что в этот момент условия скачка напряжения могут вызвать довольно большие проблемы.Когда ваши Gizmos начинают взрываться из-за скачков мощности в результате дисбаланса нагрузки в трехфазной системе, и нет никаких оснований для спасения вас, у вас большие проблемы.

Конечно, существуют и другие системы безопасности. Конечно, вышеупомянутое состояние серьезной неисправности должно практически отсутствовать в хорошо обслуживаемой электрической системе. Но это поднимает суть отдельного вопроса: безопасность! Соединяя нейтраль и землю в розетке, в по крайней мере вы эффективно отключаете любые механизмы безопасности человека, присутствующие в электрической установке в вашем доме.В худшем случае вы просите о катастрофе — хотя такие случаи могут быть редкими.

Итак, если вы хотите перестраховаться (а вы это делаете!), Добавьте линию заземления к вашей двухпроводной схеме вместо соединения нейтрали и земли. Установите дифференциальные автоматические выключатели для собственной защиты.

Теория хороша, но практичность и безопасность лучше.

Собираетесь сделать все самостоятельно? Возьмите тестовое оборудование!

4 основных схемы защиты от замыканий на землю, о которых вы должны знать

Защита от замыканий на землю и реле защиты

Хотя схемы защиты от замыканий на землю могут быть тщательно разработаны, в зависимости от изобретательности инженера по релейной защите, почти все схемы в обычной практике основаны на об одном или нескольких методах обнаружения замыкания на землю, обсуждаемых в этой статье.

4 основных схемы защиты от замыканий на землю, которые вы должны знать о

Распределительные цепи, которые надежно заземлены или заземлены через низкий импеданс, требуют быстрого устранения замыканий на землю. Эта потребность в скорости особенно актуальна для низковольтных заземленных звездообразных цепей, которые подключены к шинам или длинным металлическим трубопроводам.

Проблема связана с чувствительностью при обнаружении малых токов замыкания на землю, а также с координацией между устройствами защиты главной и фидерной цепи.

Эта статья в первую очередь предназначена для защиты от замыканий на землю основных частей цепей и оборудования .

Обсуждения относятся к различным формам защиты от замыканий на землю для предотвращения чрезмерного повреждения электрооборудования с чувствительностью по току от ампер до сотен ампер.

Теперь давайте немного поговорим об этих методах обнаружения замыкания на землю:

  1. Остаточно подключенные реле максимального тока
  2. Измерение баланса сердечника фидерных проводов
  3. Обнаружение тока возврата на землю в цепи заземления оборудования
  4. Дифференциальный ретрансляция

1.Остаточное соединение

Остаточно подключенное реле заземления широко используется для защиты систем среднего напряжения . Фактический ток заземления измеряется трансформаторами тока, которые соединены между собой таким образом, что реле заземления реагирует на ток, пропорциональный току замыкания на землю.

Эта схема, использующая отдельные реле и трансформаторы тока, не часто применяется в низковольтных системах. Однако доступны системы низкого напряжения с тремя встроенными трансформаторами тока , остаточно связанными с твердотельными расцепителями для обеспечения защиты от замыкания на землю.

Термин «остаточный» в общем использовании обычно зарезервирован для трехфазных системных соединений и редко применяется к однофазному или многосигнальному смешиванию.

Основная остаточная схема показана на рисунке 1. Каждое фазное реле подключено к выходной цепи соответствующего ТТ, а реле заземления, подключенное в общей цепи или цепи нулевой последовательности, измеряет ток замыкания на землю.

Рисунок 1 — Остаточно подключенное реле заземления

В трехфазных трехпроводных системах в нормальных условиях ток не течет в остаточной ветви , поскольку результирующий ток трех ТТ равен нулю .

Это верно и для межфазных коротких замыканий. Когда происходит замыкание на землю, ток короткого замыкания, возвращаясь через землю, идет в обход фазных проводов и их трансформаторов тока, и результирующий ток течет в остаточной ветви и приводит в действие ее реле.

В четырехпроводных цепях четвертый ТТ должен быть подключен к нейтральной цепи, как показано пунктирной линией тока. Нейтральный проводник несет как ток несимметрии однофазной нагрузки 60 Гц, так и токи гармоник нулевой последовательности, вызванные нелинейной индуктивностью однофазных нагрузок, таких как люминесцентное освещение.

Без ТТ нейтрального проводника ток в этом проводе будет восприниматься реле заземления как ток замыкания на землю, и реле заземления должно быть достаточно ослаблено, чтобы предотвратить размыкание в условиях несимметричной нагрузки.

Селективность реле с остаточным включением определяется коэффициентом ТТ и настройкой срабатывания реле. Коэффициент трансформации трансформатора тока должен быть достаточно высоким для цепей с нормальной нагрузкой.

Также следует учитывать несбалансированные первичные токи в каждой фазе, сумма которых может содержать достаточный асимметричный ток, чтобы вызвать отключение во время запуска двигателя.

По этой причине в схемах чувствительной защиты от замыканий на землю не используются мгновенные отключения, когда задействована остаточная цепь . Если требуется защита от замыканий на землю с большей чувствительностью, следует рассмотреть метод балансировки сердечника (см. Следующие параграфы).

Вернуться к содержанию ↑


2. Баланс сердечника

Метод баланса сердечника основан на сложении вектора первичного тока или суммировании потоков. Оставшийся компонент нулевой последовательности, если он есть, затем преобразуется во вторичный.

ТТ или датчик с балансировкой сердечника является основой нескольких низковольтных систем защиты от замыканий на землю.

ТТ балансировки керна часто называют датчиком нулевой последовательности или оконным ТТ , но термин «балансировка керна» предпочтительнее, поскольку он более конкретно описывает функцию ТТ.

Принцип схемы ТТ с балансировкой сердечников показан на рисунке 2.

Рисунок 2 — ТТ с балансировкой сердечников, охватывающий все фазные и нулевые проводники

Все несущие проводники проходят через одно и то же отверстие в ТТ и окружены такой же магнитопровод.

ТТ с балансировкой сердечника доступны в нескольких удобных формах и размерах, включая прямоугольные конструкции для использования над сборными шинами.

Этот метод может быть более чувствительным, чем остаточный метод , потому что номинал датчика достаточно велик для возможного дисбаланса, а не для тока нагрузки отдельного проводника.

ТТ с балансировкой сердечника различных размеров (фото предоставлено newelec.co.za)

В нормальных условиях (т. Е. При сбалансированных, несимметричных или однофазных токах нагрузки или при коротких замыканиях без заземления — если все проводники правильно закрыты), весь ток течет и возвращается через трансформатор тока.Чистый поток, создаваемый в сердечнике ТТ, равен нулю, и в реле заземления ток не течет.

Когда происходит замыкание на землю, ток замыкания на землю возвращается через провод цепи заземления оборудования (и, возможно, другие пути заземления) и проходит в обход трансформатора тока. Поток, создаваемый в сердечнике ТТ, пропорционален току замыкания на землю, и пропорциональный ток течет от вторичной обмотки ТТ к цепи реле.

Реле, подключенные к трансформаторам тока с балансировкой сердечника, можно сделать довольно чувствительными. Однако необходимо соблюдать осторожность, чтобы предотвратить ложное размыкание из-за несбалансированных пусковых токов, которые могут вызвать насыщение сердечника ТТ, или из-за замыканий, не связанных с землей.

Если включены только фазные проводники и ток нейтрали не равен нулю, преобразованный ток пропорционален нагрузке нулевой последовательности или току нейтрали.

В системах с заземленными проводниками, такими как экран кабеля, ТТ должен окружать только фазный и нейтральный проводники, если применимо, а не заземленный провод.

За счет правильного согласования ТТ и реле, обнаружение замыкания на землю может быть настолько чувствительным, насколько требует приложение .

Скорость реле ограничивает повреждение и может регулироваться (по току или времени, или и того, и другого) для получения селективности. Многие системы защиты заземления теперь имеют твердотельные реле, специально разработанные для работы с трансформаторами тока с балансировкой сердечника. Реле, в свою очередь, размыкают защитное устройство цепи.Могут использоваться силовые выключатели, автоматические выключатели с независимыми расцепителями или электрические предохранители.

Последняя категория включает служебные устройства защиты, которые используют контакты и механизмы выключателя, но зависят от токоограничивающих предохранителей для прерывания высоких доступных токов короткого замыкания.

Контакторы с предохранителями и комбинированные пускатели двигателей могут использоваться, если отключающая способность устройства равна или превышает доступный ток замыкания на землю.

Рисунок 3 — Физическая установка трансформатора тока со сбалансированной жилой для заделки экранированного кабеля

На рисунке 3 показана типовая заделка экранированного кабеля среднего напряжения .После протягивания кабеля через трансформатор тока с балансировкой сердечников оболочка кабеля снимается, чтобы обнажить экранирующую ленту или оплетку. Соединяя экраны вместе, соединение с землей выполняется после того, как этот вывод экрана будет возвращен через трансформатор тока.

Эта мера предосторожности была бы необходима только в том случае, если бы экран был протянут через трансформатор тока.

Между несколькими заземляющими соединениями экрана на одножильном кабеле существует потенциал, который вызывает циркулирующий ток, часто такой величины, как , что требует снижения допустимой нагрузки кабеля .

При применении ТТ с балансировкой сердечника влияние этого циркулирующего тока должно быть вычтено из измерительной цепи.

Вернуться к содержанию ↑


3. Возврат на землю

Реле заземления показано на рисунке 4. Ток замыкания на землю возвращается через трансформатор тока в соединении шины нейтрали на соединение шины заземления.

Для фидерных цепей изолирующий сегмент может быть введен в шинопровод или кабелепровод, как показано на рисунке 4, и соединительная перемычка, подключенная через изолятор, для пропускания тока замыкания на землю.Затем трансформатор тока с этой перемычкой обнаруживает замыкание на землю.

Этот метод не рекомендуется для фидерных цепей из-за вероятности множественных обратных путей заземления и сложности поддержания изолированного соединения .

Рисунок 4 — Схема реле заземления

Вернуться к содержанию ↑


4. Дифференциал заземления

Общий термин, дифференциал заземления используется для множества схем , которые используют векторное или алгебраическое вычитание или сложение сигналов .Токи могут создаваться любым из методов, обсуждаемых в разделах с 1 по 3.

На рисунке 5, например, показана дифференциальная защита заземления для однофазных нагрузок с центральным отводом, аналогичная остаточному методу.

Рисунок 5 — Дифференциальная защита нагрузки с центральным ответвлением

Один датчик баланса сердечника может обнаруживать замыкания на землю в множестве нагрузок (см. Рисунок 6). Дифференциальное реле заземления эффективно для защиты главной шины, потому что оно обладает собственной избирательностью.

Рисунок 6 — Дифференциальная защита нескольких нагрузок

В дифференциальной схеме (см. Рисунок 7) трансформаторы тока с балансировкой сердечника устанавливаются на каждом из отходящих фидеров , а другой трансформатор с более низким коэффициентом передачи помещается в соединение нейтрали трансформатора с землей.

Эту схему можно сделать чувствительной к низким токам замыкания на землю без ложного размыкания при замыканиях на землю за пределами трансформаторов тока фидера .

Все трансформаторы тока должны быть тщательно согласованы, чтобы предотвратить неправильное размыкание из-за серьезных повреждений, возникающих за пределами дифференциальной зоны.

Рисунок 7 — Шина и трансформатор по дифференциальной схеме заземления

Дифференциальная защита шины защищает только зону между трансформаторами тока и не обеспечивает резервной защиты от повреждений фидера.

Вернуться к содержанию ↑


Чувствительность цепи

К факторам, влияющим на чувствительность определения замыкания на землю, относятся следующие:

  1. Ток заряда цепи, потребляемый разрядниками перенапряжения, экранированными кабелями и обмотками двигателя
  2. Число шагов координации между ответвленной цепью и источником питания
  3. Первичный номинал и точность самого большого ТТ, используемого для питания реле, подключенных к нулевой цепи, в координации
  4. Насколько хорошо согласованы ТТ, используемые для реле с нулевым включением цепи
  5. Нагрузка на ТТ , в частности нагрузка остаточно подключенного реле (твердотельные реле и некоторые индукционные дисковые реле имеют нагрузку 40 ВА для 0.1 A отвод.)
  6. Максимальный ток сквозного короткого замыкания и его влияние на трансформаторы тока с выбранными реле для фазных и остаточных соединений
  7. Контактное сопротивление при повреждении
  8. Расположение проводов внутри трансформаторов с балансировкой сердечника

Вернуться к содержанию ↑

Ссылка // Рекомендуемая практика IEEE для защиты и координации промышленных и коммерческих энергосистем (IEEE Std 242)

▷ Дифференциальный автоматический выключатель для электрика

Когда мы говорим об электрической защите, на ум приходят два элемента — это разделительный автоматический выключатель и дифференциальный выключатель.Но бывает также, что мы говорим о дифференциальном автоматическом выключателе («дифференциальном автоматическом выключателе» или «электрическом дифференциале»), и этот термин часто используется неправильно.

Поэтому я решил предоставить вам всю информацию, которая позволит вам:

Разберитесь, что такое дифференциальный автоматический выключатель в электричестве.
Зачем и когда использовать его в электрическом щите.
Как выбрать.
Как подключить и закрепить электрический дифференциальный автоматический выключатель.
Что такое дифференциальный автоматический выключатель:
Напоминание о защите электроустановки:
Прежде чем перейти непосредственно к выключателю утечки на землю, я напомню два основных понятия защиты в электроустановке:

Охрана имущества (устройства, подключенные к розеткам).
Защита физических лиц.
Защита собственности:
Это обеспечивается магнитотермическим автоматическим выключателем (мы также говорим о разделительном автоматическом выключателе, держателе предохранителя, автоматическом выключателе, а также о «электрическом выводе»).

Как бы то ни было, это оборудование предназначено для защиты материальных ценностей в доме. Это включает освещение, элементы, подключенные к розеткам, бытовую технику (духовку, плиту, стиральную машину…).

Таким образом, автоматический выключатель отслеживает два явления, а именно короткое замыкание и перегрузку по току.

Защита людей:
Это самая важная защита на уровне GLVS (что означает общий низковольтный распределительный щит).

Защищает людей от риска утечки электрического тока (который может нанести значительный ущерб при прохождении через тело человека). Я объясняю эту информацию в своем руководстве «Электричество: что нужно знать перед тем, как начать».

Эта защита обеспечивается дифференциальным переключателем (также называемым Inter Diff или ID), который измеряет постоянную разность токов между фазой и нейтралью.

Подключенный к цепи заземления, дифференциальный выключатель необходим для обеспечения безопасности людей в отношении электричества.

Роль и определение дифференциального автоматического выключателя:
Таким образом, дифференциальный автоматический выключатель сочетает в себе две функции защиты материальных ценностей и защиты физических лиц.

Он выполняет роль дифференциального выключателя в сочетании с делительным автоматическим выключателем:

Дифференциальный автоматический выключатель = Делительный автоматический выключатель + Дифференциальный выключатель

Как вы уже поняли:

Магнитотермическая система защитит от перегрузок и коротких замыканий (защита собственности).
Дифференциальная система от утечки тока (защита людей).
Разница между электрическим дифференциальным выключателем и дифференциальным выключателем:
Как я объяснил выше, разница между дифференциальным выключателем и дифференциальным выключателем заключается в том, что последний имеет дополнительную функцию.

Почему я хочу подчеркнуть эту разницу?

Будьте осторожны с использованием технических терминов:
Потому что во многих случаях и во многих видеороликах термин «автоматический выключатель утечки на землю» используется неправильно.

Возьмем, к примеру, видео Леруа Мерлен под названием «Как установить электрическую панель» (см. Здесь):

В начале объяснения, в аппаратной части, говорится, и я цитирую «дифференциальный автоматический выключатель 30 мА на строку» — ровно через 40 секунд:

Использование термина «дифференциальный автоматический выключатель 30 мА» не подходит.

Это дифференциальный выключатель, который необходимо установить перед делительными выключателями, в начале ряда электрических коробок.

Значительная разница в цене:
Это одно из очевидных различий между «inter diff» и дифференциальным автоматическим выключателем: цена.

Возьмем случай с двумя ссылками на Legrand:

.

Автоматический выключатель утечки тока на землю 30 мА 32 А переменного тока, номер 4 107 08 (здесь, в онлайн-каталоге Legrand), продается по каталожной цене 248,4 евро, включая НДС.
Дифференциальный переключатель 40A, 30 мА, переменный ток, опорный 4, 116, 11, соединенный с делительным автоматическим выключателем на 32 А для получения той же функции, по каталожной цене 13512 евро с НДС.
Автоматический выключатель защиты от замыканий на землю 30 мА стоит примерно в 1,5–2 раза больше, чем эквивалентный автоматический выключатель замыкания на землю + дифференциальный автоматический выключатель.

Это еще один критерий, по которому различаются эти два элемента электрической коробки!

Зачем использовать его вместо дифференциального выключателя:
Если цена настолько высока, зачем использовать электрический дифференциальный выключатель?

В основном используются в коммерческом секторе:
GFCI редко используются в бытовых электрических установках, а используются в коммерческом и промышленном секторах.

Вот причина:

В офисах цепи сгруппированы в соответствии с логикой, аналогичной той, которую вы, возможно, знаете для своего дома.

Но есть дополнительное ограничение для домашнего работника: производительность.

Неисправная электрическая цепь не должна нарушать работу всей или части электроустановки.

Как такое возможно?

Возьмем пример.

Неисправность промышленного электрического шкафа:
Заводской электрический шкаф состоит из нескольких рядов.

Представьте, что в одном из этих рядов есть дифференциальный выключатель в начале линии. Этот идентификатор защищает электрические цепи административной части завода (офисы с компьютерами) и электрические цепи производственной части.

Если на одной из машин происходит нарушение изоляции (утечка тока на землю), срабатывает дифференциальный выключатель в начале линии. Тогда он отключит питание всего ряда.

Таким образом, административная часть будет лишена питания из-за единственной неисправной машины.

Чтобы преодолеть этот тип сбоя питания, на многих объектах критические электрические цепи независимо защищены дифференциальными автоматическими выключателями.

Таким образом, если цепь сработает из-за проблемы, не будет операционных потерь для всего объекта. Будет отключена только неисправная электрическая цепь.

На следующем рисунке мы видим, что каждая из цепей индивидуально защищена дифференциальными автоматическими выключателями.

Если какой-либо элемент неисправен (например, компьютер), это повлияет только на его цепь, а не на комплект силовых кабелей.

На следующем рисунке все электрические цепи независимы друг от друга и защищены электрическими дифференциальными автоматическими выключателями.

Это электрическое соединение всегда выполняется для обеспечения бесперебойной работы установки. Здесь мы говорим об электрических цепях для подключения компьютеров.

Для упрощения электромонтажа:
Использование дифференциального выключателя также может упростить электромонтаж.

Фактически, при установке устройства, которое требует добавления автоматического выключателя в электрическую панель (например, тепловой насос, кондиционер, специализированную электрическую розетку и т. Д.)) необходимо работать на всем ряду электрощита.

Во многих случаях электрический выключатель в этом ряду отключался на конце последнего делительного выключателя. Это означает, что старый переключатель (и) должен быть удален, и должен быть установлен новый электрический переключатель для нового автоматического выключателя.

Дополнительная проблема заключается в том, что вам нужно найти горизонтальный электрический выключатель, совместимый с брендом.

И это может быть проблематично, когда электрик, который изготовил электрическую коробку, использовал малоизвестную марку электрооборудования.

Это когда использование дифференциального выключателя может упростить электрическую проводку:

Автоматический выключатель утечки на землю подключается к клеммной колодке источника питания электрического блока (как описано в следующей главе). Следовательно, в рассматриваемую строку вносить изменения не нужно.

Как выбрать один: размер, тип, дифференциальный порог, марка:
Мощность дифференциального автоматического выключателя:
Размер дифференциального автоматического выключателя выбирается в соответствии с поставляемой электрической схемой:

10А или 16А для цепи освещения.
16А или 20А на электрическую вилку.
20A для выделенной цепи с максимальной мощностью 4600Вт.
32A для выделенной цепи с максимальной мощностью 7360 Вт.
40A для выделенной цепи с максимальной мощностью 9200Вт.
Это тот же принцип, что и при определении размеров электрического щита, где разделительные автоматические выключатели выбираются в соответствии с поставленной схемой.

Тип электрического дифференциального выключателя (A, AC, HI):
Тип дифференциального выключателя такой же, как тип дифференциального выключателя:

Тип переменного тока: используется для защиты общих электрических цепей, таких как освещение, бытовые электрические розетки, некоторые специализированные электрические розетки (кроме тех, которые защищены типом A).
Тип A: Используется для защиты специализированных цепей. Это бытовая техника с бортовой электроникой (стиральная машина, варочная панель), производящая компоненты, нарушающие междифференциалы переменного тока.
Тип HI / HPI / SI: Используется для устройств, чувствительных к несвоевременным отключениям электроэнергии: морозильная камера, сигнализация, компьютер.
Порог дифференциальной защиты: 30 мА или 300 мА?
Дифференциальный порог — это порог тока, выше которого срабатывает дифференциальный автоматический выключатель.На практике этот порог является максимальным, прерыватель цепи утечки на землю срабатывает первым.

В жилых помещениях этот порог составляет 30 мА (обязательство по стандарту NFC 15-100).

В промышленном и коммерческом секторах в некоторых особых случаях этот дифференциальный порог увеличивается до 300 мА.

Моноблок или с адаптируемым блоком дифференциала:
Есть два типа автоматических выключателей утечки на землю, моноблоки и адаптируемые блоки.

Обе модели являются модульными, т. Е. Монтируются на DIN-рейку электрического шкафа.

Автоматический выключатель электрический дифференциальный неразъемный:

Модель моноблочного выключателя утечки на землю аналогична дифференциальному выключателю (за исключением того, что он выполняет дополнительную функцию).

Обычно занимает место в распределительной коробке от 2 до 4 модулей, в зависимости от размера.

Адаптируемый дифференциальный блок:
Этот тип оборудования существует для того, чтобы сделать возможным преобразование простого существующего автоматического выключателя в дифференциальный автоматический выключатель.Он также предназначен для автоматических выключателей достаточно большого размера или трехфазных (3 фазы) или четырехполюсных (3 фазы + нейтраль) автоматических выключателей с дифференциальным сопротивлением.

Фактически, если в GBT уже есть защита для электрической цепи, и вы хотите переключить эту схему на независимую дифференциальную защиту, можно использовать дифференциальную систему, которая может быть адаптирована к схеме.

Этот блок состоит из нижнего ряда зубцов, к которым подключен существующий автоматический выключатель.Этот ряд подключен к дифференциальному блоку.

Пусковое электрическое соединение выполняется под этим блоком дифференциала. Чаще всего подключается напрямую к четырехполюсному распределителю.

Использование такого устройства с существующим автоматическим выключателем требует проверки совместимости адаптируемого дифференциального блока и автоматического выключателя, уже присутствующего в электрической коробке.

Торговая марка:
Что касается торговых марок, я привык работать с Legrand, Schneider Electric и Hager, которые я здесь представляю.

Но я также использую оборудование марки Gewiss, которое в своем дифференциальном диапазоне предлагает автоматические выключатели уменьшенной ширины (в модуле).

Поскольку промышленные электрические шкафы часто хорошо заряжены, эта экономия места не является незначительной.

Подключите дифференциальный автоматический выключатель:
Цельный дифференциальный автоматический выключатель:
Ранее я обсуждал, как подключить дифференциальный автоматический выключатель в распределительной коробке, давайте рассмотрим подробнее:

Как подключить:
Цельный автоматический выключатель утечки на землю подключается как разделительный выключатель.Электроснабжение идет сверху, а выход в электрическую цепь снизу.

Или воткнуть в электрическую панель?
Автоматический выключатель утечки тока на землю не расположен в начале линии, в отличие от «межфазного выключателя», который расположен перед всеми цепными / делительными автоматическими выключателями, которые он защищает.

Обычно в конце ряда (после дистанционных переключателей, таймеров или переключателя день / ночь) он напрямую подключается к клеммам источника питания.

Адаптируемый блок дифференциала:
Подключение адаптируемого блока осуществляется с дополнительной ступенькой:

Автоматический выключатель подключен к дифференциальному блоку, образуя дифференциальный автоматический выключатель (это дополнительная ступень).
Электропитание идет от клемм источника питания к верхней части автоматического выключателя.
Начало электрической сборки — снизу блока дифференциала.

Какое оборудование следует использовать для подключения дифференциального выключателя?
Еще раз, как и дифференциальные выключатели и соединения в электрическом щите, необходимо использовать:

Электропровод

H07VK в правом сечении провода.Этот гибкий кабель облегчает прокладку электрических проводов внутри GLVS.
Заглушки с изолирующими фланцами. Эти изолированные электрические соединители обеспечивают защищенное и надежное электрическое соединение с течением времени (при условии, что они устанавливаются с помощью обжимного инструмента).
Пример электрической схемы с дифференциальным автоматическим выключателем:
Вот пример подключения автоматического выключателя утечки на землю 30 мА в одном ряду внутри распределительной коробки:

Клеммы источника питания фаза / нейтраль подключаются перед разделителем с одной стороны (слева) и перед выключателем утечки на землю с другой стороны (справа).

В этом типе электроустановки, если неисправность возникает в цепи, защищенной автоматическим выключателем утечки на землю, срабатывает только последний.

Все разделительные автоматические выключатели, защищенные дифференциальным переключателем переменного тока 40 А 30 мА в верхней части ряда электрических панелей, будут продолжать получать питание.

Им не помешает неисправность, возникшая на линии электропередачи, защищенной автоматическим выключателем утечки на землю 30 мА.

Можно ли подключить дифференциальный автоматический выключатель к дифференциальному переключателю на 30 мА?

Нет смысла это делать.

Если есть неисправность в цепи, питаемой от автоматического выключателя при утечке на землю, выключатель утечки на землю может сработать раньше.

Таким образом, преимущества использования дифференциального автоматического выключателя будут потеряны.

Существуют ли другие автоматические выключатели с D-образной кривой для двигателей кондиционеров?

Дифференциальный выключатель такого типа действительно существует.Это позволяет временно принять перегрузку, соответствующую запуску двигателя кондиционера.

Какое направление подключения выключателей утечки на землю?

Если в инструкциях производителя не указано иное, подключение может выполняться независимо сверху или снизу модульного компонента.

Где купить выключатели утечки на землю?
Это довольно специфический материал, который довольно легко можно найти среди специалистов онлайн-сектора.

Вот несколько ссылок, отсортированных по брендам в Domomat:

Автоматические выключатели утечки на землю 30 мА Schneider Electric.
ссылок Legrand.
Компоненты марки Hager с четырехполюсной моделью.
Но вы также можете найти «автоматические выключатели дифференциала» в магазинах DIY. Например, вы можете найти все ссылки на автоматический выключатель утечки на землю 30 мА, доступные здесь, в Castorama (который вы можете заказать онлайн и получить в магазине).

Также советую заглянуть в интернет-магазин Domomat, который специализируется на продаже электрооборудования.

Что вызывает отключение розеток GFCI?

Прерыватель цепи замыкания на землю (GFCI) — одно из наиболее распространенных устройств безопасности в жилых, коммерческих и промышленных помещениях. Наиболее распространенными типами являются однофазные электрические розетки, используемые в домах рядом с источниками воды, например на кухнях, в ванных комнатах и ​​розетках на открытом воздухе. В большинстве штатов в течение десятилетий требовались розетки GFCI в определенных жилых помещениях. Однако NFPA 79, Электрический стандарт для промышленного оборудования, также предписывает их использование в промышленных приложениях.

GFCI использование и обслуживание

GFCI предназначены для предотвращения телесных повреждений в результате электрических неисправностей, которые могут привести к протеканию электричества через вас на землю. Когда выключатель GFCI срабатывает, он быстро отключает ток, протекающий по непредусмотренному пути заземления, даже если величина тока слишком мала для отключения обычного автоматического выключателя. Хотя предохранители и автоматические выключатели также являются защитными устройствами, они предназначены для защиты оборудования и объектов от коротких замыканий и электрических неисправностей большой мощности, которые могут вызвать электрические пожары и материальный ущерб.Энергия срабатывания стандартных выключателей и предохранителей намного превышает смертельную величину, но большинство GFCI срабатывают при токе около 6 мА.

GFCI использует трансформатор тока для определения разницы между линейным током, подаваемым на нагрузку, и током нейтрали, возвращающимся от нагрузки. В идеале эта разница должна быть равна нулю, потому что оба тока компенсируются. Если есть дифференциал тока, он становится входом для компаратора в GFCI, который меняет состояния, когда дифференциал составляет около 6 мА.Когда компаратор меняет состояние, он запускает кремниевый выпрямитель, который отключает питание от выхода GFCI.

GFCI следует проверять ежемесячно, нажимая кнопки на передней панели с надписью «Test» и «Reset». Помимо проверки правильности работы, ежемесячные испытания также позволяют убедиться, что механические компоненты розетки находятся в рабочем состоянии. Простые тестеры GFCI доступны менее чем за 15 долларов США или менее чем за 150 долларов США, вы можете приобрести высококачественный промышленный электрический тестер, который может проверять цепи под напряжением, проверять напряжения переменного и постоянного тока, сопротивление, целостность и чередование фаз между любыми двумя фазами. и GFCI.

Что вызывает отключение GFCI

Когда выход GFCI продолжает отключаться, должна быть причина. Вместо того, чтобы просто сбрасывать GFCI, вам также следует выяснить причину отключения.

Короткое замыкание на землю происходит, когда электрический ток случайно попадает на землю. Обычно причиной замыкания на землю является изношенная изоляция, токопроводящая пыль, вода или другие «мягкие грунты». Замыкания на землю составляют более 80% коротких замыканий оборудования, и в 90% случаев это вызвано ухудшением изоляции проводов и кабелей.Если человек становится непреднамеренным путем, ток всего 75 мА может вызвать фибрилляцию желудочков (то есть, когда сердце перестает перекачивать кровь, что приводит к остановке сердца).

Другое название замыкания на землю — ток утечки. Хотя изоляция проводов предназначена для удержания электричества в проводнике, все изоляторы обладают некоторой проводимостью. Хотя это не идеально, даже воздух может быть изолятором. Изоляция проводит ток как по резистивным, так и по емкостным путям. Если изоляция старая или повреждена, ее сопротивление ниже, и ток утечки может стать значительным.Изоляция, защищающая более длинные проводники, имеет более высокую емкость, что может вызвать еще больший ток утечки.

В цепях с защитой GFCI ток утечки может вызвать ненужное и прерывистое отключение. При устранении неполадок в этих прерывистых «призрачных» отключениях иногда поиск виновника тока утечки может быть дорогостоящим. Когда в цепи работает много единиц оборудования, ток утечки накапливается и может составлять порядка миллиампер. Добавление дополнительного оборудования в схему с защитой GFCI может привести к случайному срабатыванию GFCI, что затруднит диагностику проблемы.

Диагностика отключений GFCI

Начните с измерения тока утечки и затем определите источник. Для этих измерений используйте токоизмерительные клещи для измерения тока утечки. Клещи для измерения тока утечки аналогичны клещам для измерения токов нагрузки; однако клещи для измерения тока утечки работают намного лучше при измерении тока ниже 5 мА.

Испытание однофазных цепей зажимом фазного и нейтрального проводов. Проверьте трехфазные цепи, зажимая все фазные провода.Если есть нейтраль, зажмите и ее. Измеренное значение будет любым током, протекающим на землю. Чтобы измерить полную утечку, протекающую к предполагаемому заземлению, поместите зажим вокруг заземляющего проводника.

Измерьте ток утечки на каждой ветви цепи, чтобы определить, какая из них имеет значительно большую утечку, чем другие. Если одна нога имеет подозрительно высокий ток утечки, убедитесь, что оборудование работает правильно. Помните, что фильтры для подавления перенапряжения и конденсаторы на входе питания некоторого электронного оборудования могут увеличить общую емкость цепи, что может увеличить ток утечки.Определите утечку в ветви нагруженного контура при «включенном» оборудовании — выключение оборудования позволяет определить только утечку проводки контура.

Если оборудование на всех ветвях работает правильно и проводка приемлемая, возможно, что совокупный ток утечки из-за входной фильтрации электронного оборудования достаточно высок, чтобы вызвать случайное отключение GFCI. В этом случае рассмотрите возможность перераспределения нагрузки на каждую ветвь цепи или добавления цепей для увеличения пропускной способности.

Связанные ресурсы

Устройства защитного отключения (УЗО) и прерыватели замыкания на землю (GFI)

Устройства защитного отключения (УЗО) и прерыватели замыкания на землю (GFI)

Реклама

Криса Вудфорда.Последнее изменение: 19 августа 2020 г.

Электричество невероятно полезно, но оно также может быть невероятно опасным! Знаете ли вы, что для сильного электрического ток течет через твое сердце, чтобы убить тебя? Это должно дать вам сделайте паузу для размышлений, если вы регулярно пользуетесь электроинструментом. Считать о том, если на мгновение: если вы используете электрический кусторез и вы случайно перерубили кабель, электричество должно пойти где-то. Если у инструмента металлический корпус, вы держитесь за него, и вы стоите на земле, очень высок риск, что ваш тело образует «короткое замыкание» — путь наименьшего сопротивления для протекания тока.Занимает просто мгновение ока для тока, который делает вам одолжение, чтобы передумать, проскочить через ваш тело, и убьет тебя. Один из способов снизить риск — использовать умный защитный гаджет под названием УЗО (УЗО) или GFI (прерыватель замыкания на землю) , который автоматически отключает паразитные токи, прежде чем они смогут поразить вас электрическим током, вызвать пожар или нанести другой ущерб. Давайте подробнее рассмотрим, как это блестящее оборудование может спасти вашу жизнь!

Artwork: Зачем нужны УЗО: силовые кабели легко повредить, что может поставить под угрозу вашу жизнь.В случае неисправности или аварии устройство УЗО предназначено для очень быстрого отключения электроэнергии, что значительно снижает риск смертельного исхода. поражение электрическим током.

Зачем нужны УЗО?

Фото: Типичный адаптер RCD с трехконтактной розеткой для электросети Великобритании. Подключите УЗО к розетке, подключите прибор к УЗО, и все готово. Синяя кнопка тестирует устройство: нажмите на нее, и вы вызовете временное короткое замыкание. это должно отключить питание.Зеленая кнопка — это переключатель сброса, который возвращает УЗО к нормальной работе. после теста или настоящей вырезки. В США такое устройство чаще называют как прерыватель замыкания на землю (цепи) (GFI / GFCI), хотя RCD и GFI / GFCI не полностью эквивалентны.

Цифры меняются из года в год, но Статистика правительства США показывает, что смерть от электрического тока является одной из пяти основных причин смерти на работе. Он также убивает и ранит многих людей дома. По данным Американской ожоговой ассоциации (цитируется Британским медицинским журналом), электрические аварии вызывают несколько сотен смертей и несколько тысяч травм каждый год в Только Соединенные Штаты.

Как и почему людей убивают электрическим током? По сути, потому что они случайно касаются высоковольтного оборудования или из-за того, что электрический прибор выходит из строя таким образом, что его открытые металлические части временно становятся «под напряжением» и становятся опасными. Многие электроприборы имеют предохранители для защиты от чрезмерных токов, но они не помогают в такой ситуации. У некоторых приборов также есть «заземляющие» или «заземляющие» кабели, чтобы защитить нас, когда кабели под напряжением касаются вещей, которых они не должны. Земля или земля не являются частью нормальной цепи электропитания: это просто запасной кабель, прикрепленный к открытым металлическим частям прибора, который в конечном итоге подсоединен к земле через домашнюю проводку через металлический стержень или водопроводную трубу, которая входит в землю за пределами вашего дома.Основная идея заключается в том, что если кабель под напряжением выходит из строя и касается чего-то вроде внешнего металлического корпуса тостера, кабель заземления несет ток безопасно прочь. Но что, если выйдет из строя и заземляющий кабель — например, если вы его перережете? Вот где нам на помощь приходят RCD и GFI.

Как в УЗО используется электромагнетизм

Если вы читали наши статьи об электричестве и магнетизм, ты знайте, что эти два явления подобны двум сторонам медали — единому Явление называется электромагнетизмом .Электрические токи могут производить магнитные поля, в то время как магнитные поля могут вызвать электрические токи течь. УЗО используют соединение между электричеством и магнетизм особенно остроумным способом.

Предположим, вы используете электроинструмент, например, газонокосилку. Есть два провода, идущие от источника электроэнергии к электродвигателю который вращает режущие лезвия. Один провод называется фазным или живым а другой называется нейтральным. Если тебе не повезло прорезав один из этих проводов, ток должен куда-то течь.Если вы сократите через кабель газонокосилки под напряжением с садовой парой из нержавеющей стали ножницы, например, ножницы, ваши руки, руки и ноги будут образуют часть цепи, по которой протекает электричество. Ты может быть мертв в течение секунды! Но если кабель подключен к УЗО, УЗО обнаруживает резкое изменение тока и размыкает схема примерно за 30–50 миллисекунд. Это должно быть достаточно быстро достаточно, чтобы спасти вашу жизнь в большинстве случаев. УЗО не предохраняет вас от поражения электрическим током: оно означает поражение электрическим током. не должно длиться достаточно долго, чтобы убить вас.

УЗО

чем-то похожи на трансформаторы

Изображение: упрощенная иллюстрация трансформатора. Медные первичный и вторичный кабели соединены магнитным способом через железный сердечник, а не электрически.

УЗО

работают аналогично трансформаторам электроэнергии; если вы не знаком с ними, возможно, вам будет полезно просмотреть наша подробная статья о трансформаторах, чтобы вы понимали, что будет дальше.

В трансформаторе две катушки медной проволоки (называемой первичной и вторичный) обернуты вокруг круглого утюга сердечник (иногда называют тороидом).Используя разные количество провода в двух катушках, трансформатор может преобразовать электрический ток высокого напряжения в низковольтный (или наоборот).

Внутри УЗО, токоведущий и нейтральный кабель от электрического обертка вокруг железного сердечника, очень похожая на ту, что в трансформатор. Кабель под напряжением оборачивается вокруг одной стороны жилы и нейтрали. кабель идет вокруг другого, так что:

  1. Переменный ток течет вперед и назад через провод под напряжением (зеленый).
  2. При этом он индуцирует (создает) магнитное поле в железном сердечнике, как в трансформаторе (синяя стрелка).
  3. Между тем, противоположный переменный ток также течет вперед и назад через нейтральный провод. (апельсин).
  4. Ток нейтрали индуцирует в сердечнике равное и противоположное магнитное поле (красная стрелка).
  5. В нормальных условиях магнитные поля, наведенные токоведущим и нейтральным проводами, нейтрализуются: в сердечнике нет общего магнитного поля, и нет ничего, что могло бы остановить ток, протекающий к устройству, которое вы используете.

Что происходит, когда возникают проблемы?

Теперь предположим, что вы перерезали или повредили кабель, ведущий к вашему прибору. Если вы прорежете один из силовых проводов, фактически произойдет утечка тока из цепи, так что будет неравные токи, протекающие в токоведущем и нулевом проводах. Один из проводов будет пропускать больше тока, чем другой, поэтому создаваемые ими магнитные поля больше не будут компенсироваться, и в сердечнике появится чистое магнитное поле.

Как это нам помогает? Железный сердечник имеет третью катушку меньшего размера. проволоки, обернутой вокруг него.Это называется поиском или детектором. катушка, и она подключена к очень быстрому электромагнитному переключателю, называемому реле (транзисторы, тиристоры и даже вместо них можно использовать вакуумные лампы). Когда происходит дисбаланс тока, магнитное поле, индуцированное в сердечнике, вызывает электрический ток течет в поисковой катушке. Этот ток запускает реле, а затем реле отключает питание. Посмотрите, как это происходит в анимации в поле ниже.

Как работают устройства УЗО

  1. При нормальной работе, когда нет магнитного поля в сердечника, через поисковую катушку (серый) или реле (синий) не проходит электричество.
  2. Предположим, вы перерезаете провод под напряжением (зеленый) садовыми ножницами — и предположим, что вам требуется десятая доля секунды, чтобы разрезать насквозь.
  3. В течение этой десятой секунды, когда вы начинаете резать, возникает дисбаланс тока между токоведущим и нейтральным кабелями. Через нейтральный провод (оранжевый) протекает больше тока, чем через провод под напряжением (зеленый), поэтому нейтральный провод создает большее магнитное поле (красная стрелка) в железном сердечнике. чем провод под напряжением (синяя стрелка).
  4. Два магнитных поля больше не компенсируются. Чистое магнитное поле в сердечнике вызывает прохождение электрического тока в поисковой катушке (серый), который активирует реле (синий).
  5. Реле размыкается, разрывая кабели входящей цепи и прекращая подачу всей энергии всего за 30 миллисекунд — быстрее, чем удар электрическим током может остановить ваше сердце.

Нужно ли покупать УЗО?

«Менее половины (49%) [домов] имеют устройство остаточного тока (УЗО) в блоке предохранителей, жизненно важное устройство безопасности, которое сводит к минимуму риск возгорания путем отключения электроэнергии в случае неисправности.»

Первое направление по электробезопасности Великобритания, 2012

Фото: Этот современный блок предохранителей (иногда называемый потребительским блоком) имеет встроенную защиту от УЗО, но только в цепях, окрашенных в зеленый цвет (как правило, основные розетки внизу). Другие розетки (и такие вещи, как цепи освещения) не имеют защиты от УЗО и окрашены в красный цвет.

Если вы пользуетесь электроинструментами любого типа, в том числе такими, как мойки высокого давления, бензопилы и газонокосилки, это хорошая идея защитить себя с помощью УЗО, но вы можете быть защищены уже без даже зная это.Современные бытовые блоки предохранителей (распределительные щиты), подобные показанному здесь, имеют встроенные УЗО на некоторых (но не все) бытовые схемы. Это означает, что если вы перережете кабель или намочите его, выключатель на блоке предохранителей отключит питание и спасет вашу жизнь, сделав то же самое Работа как плагин УЗО. Жизненно важно понимать, как устроен блок предохранителей. В этом поле например, только розетки на нижнем этаже имеют защиту УЗО. Итак, если вы используете нижний этаж Подключите вилку к вашей газонокосилке в саду, и вы защищены.Однако, если вы использовали электроинструменты, подключенные к розетке наверху, вам необходимо использовать подключаемое УЗО для защиты сами, потому что в цепях наверху не установлены УЗО.

Кто изобрел RCD / GFCI?

Американский инженер-электрик Чарльз Далзил (1904–1986) спас бесчисленное количество жизней, придумав блестящий идея прерывателя цепи замыкания на землю примерно в 1960 году. Он начал патентовать идею в январе 1961 года (в заявке номер 85,364) и, наконец, получил патент в октябре 1965 года.Среди преимуществ изобретения, перечисленных Далзилом, были достаточно высокая чувствительность к току для защиты людей от поражения электрическим током, низкий рабочий ток и потребление энергии, а также минимальное количество того, что он назвал «ложным срабатыванием».

Иллюстрация: Как работает прерыватель тока замыкания на землю (с типовой схемой подключения для США). Это оригинальный дизайн Чарльза Далзиэля из его патента начала 1960-х годов. Я раскрасил его для ясности, используя те же цвета, что и выше. Два силовых провода A, B проходят через коричневый трансформатор, как указано выше, а N — это земля.Цепь отключения срабатывает, когда между проводом A или проводом B и заземляющим проводом N протекает ток, создавая чистое магнитное поле в сердечнике, которое индуцирует ток в вторичная / поисковая катушка (обозначенная здесь как NS), активирующая синюю цепь отключения. Цепь отключения прерывает A и B (как показано синей пунктирной линией слева) с помощью реле, транзистор, кремниевый управляемый выпрямитель (тиристор), электронная лампа или аналогичный переключатель. Изображение из патента США 3 213 321: Миниатюрный дифференциальный автоматический выключатель Чарльза Далзила, любезно предоставлено Бюро по патентам и товарным знакам США.

Если вам понравилась эта статья …

… вам могут понравиться мои книги. Мой последний Breathess: почему загрязнение воздуха имеет значение и как оно влияет на вас.

Узнать больше

На этом сайте

Книги

Общие
Электробезопасность

Статьи

Патенты

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Крис Вудфорд 2008, 2019. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Подписывайтесь на нас

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2008/2019) УЗО. Получено с https://www.explainthatstuff.com/howrcdswork.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

IB32_693A.p65

% PDF-1.6 % 113 0 объект > эндобдж 110 0 объект > эндобдж 112 0 объект > поток Acrobat Distiller 9.4.0 (Windows) 2010-12-08T15: 59: 41-06: 002010-12-08T16: 01: 29-06: 002010-12-08T16: 01: 29-06: 00PageMaker 6.5application / pdf

  • Pentium 233
  • IB32_693A.p65
  • uuid: a6df42f2-d43c-4633-bf88-ffd44bfac695uuid: d4e5c893-3bc8-4137-bb00-c50ee480ca7d конечный поток эндобдж 100 0 объект > эндобдж 63 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 64 0 объект > эндобдж 60 0 объект > эндобдж 66 0 объект > эндобдж 70 0 объект > эндобдж 134 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Thumb 142 0 R / TrimBox [0 0 612 792] / Type / Page >> эндобдж 135 0 объект > / ExtGState> / Font> / ProcSet [/ PDF / Text / ImageB / ImageC / ImageI] / XObject >>> / Thumb 149 0 R / TrimBox [0 0 612 792] / Type / Page >> эндобдж 74 0 объект > эндобдж 75 0 объект > поток hlVrH} + ْ0> ڒ pe $ h = d ٛ rCO3 ݧ 8 ‘F W fakJ ~ ڲ pXAs, ۰

    LearnEMC — Заземление

    Правильное заземление — важный аспект проектирования электронной системы как с точки зрения безопасности, так и с точки зрения электромагнитной совместимости.Земля играет решающую роль в определении того, что произойдет в случае непреднамеренных неисправностей, электрических переходных процессов или электромагнитных помех. Правильные стратегии заземления также позволяют инженерам более эффективно контролировать нежелательные излучаемые излучения.

    С другой стороны, неправильное заземление может подорвать безопасность и электромагнитную совместимость продукта или системы. За последние несколько десятилетий плохое заземление стало основной причиной сбоев системы, связанных с электромагнитной совместимостью.

    Разработка хорошей стратегии заземления — довольно простой процесс. Итак, можно задаться вопросом, почему так много систем неправильно заземлены. Ответ прост: инженеры часто путают понятие заземления с другим важным понятием — текущей отдачей. Тот факт, что возвратные токопроводы в цифровой электронике часто обозначаются как заземление или GND, может сбивать с толку. Когда токопроводящие обратные токопроводы рассматриваются как заземляющие (или когда заземляющие проводники используются для обратных токов), результатом часто становится конструкция со значительными проблемами ЭМС.

    Определение земли

    Хорошая стратегия заземления начинается с четкого понимания цели заземления. Прежде всего, заземление служит опорным нулевым напряжением цепи или системы. Это хорошо понимали несколько десятилетий назад. В 1992 году Американский национальный институт стандартов (ANSI) определил такое заземление [1],

    4.152 — заземление. (1) Прикрепление корпуса оборудования, рамы или шасси к объекту или конструкции транспортного средства для обеспечения общего потенциала.(2) Подключение электрической цепи или оборудования к земле или к некоторому проводящему телу относительно большой протяженности, который служит вместо земли.

    Было хорошо известно, что земля является опорным потенциалом, а заземляющие проводники обычно не токоведущие.

    Рисунок 1: Розетка на 110 В в США

    В США заземленные 110-вольтовые розетки имеют три клеммы, как показано на Рисунке 1. Горячая клемма имеет номинальный потенциал 110 В среднеквадратического значения и обеспечивает ток питания.Клемма нейтрали имеет номинальный потенциал 0 В среднеквадратического значения и действует как возврат силового тока. Клемма заземления также имеет номинальный потенциал 0 Vrms, но не пропускает ток при нормальных условиях. Клеммы нейтрали и заземления подключены к проводам, идущим обратно к одной и той же точке в электрической сервисной коробке (точке, которая электрически соединена с землей за пределами здания).

    Поскольку нейтральный и заземляющий провода идут в одно и то же место, они электрически взаимозаменяемы.Фактически, если бы они были электрически закорочены в розетке с однопроводным подключением обратно к сервисной коробке, было бы трудно обнаружить какую-либо разницу. Так зачем же прокладывать два провода вместо одного? Простой ответ заключается в том, что заземление и возврат тока — это две отдельные функции, которые обычно несовместимы. Значительные токи, протекающие в проводнике, могут помешать тому, чтобы он был надежным опорным потенциалом.

    Возможно, наиболее важным моментом, который следует учитывать при заземлении для обеспечения безопасности и ЭМС, является то, что заземление не является током возврата.Земля и ток — это очень важные концепции, но это не одно и то же. Земля НЕ ЯВЛЯЕТСЯ путем для возврата токов к их источнику. Земля — ​​это, по сути, эталон нулевого напряжения для цепей и систем продукта. Концепция заземления играет решающую роль при проектировании с точки зрения безопасности и электромагнитной совместимости.

    Важность заземления для безопасности

    Важной частью разработки безопасных электрических продуктов и систем является знание того, где и когда небезопасные напряжения могут появляться на различных проводящих поверхностях.С точки зрения безопасности, заземление является опорным нулевым напряжением, а напряжение на каждом другом проводе — это разница между его напряжением и землей. Для зданий ориентиром на землю обычно является земля под зданием (или буквально «земля» под зданием). Это удобно, потому что земля относительно велика, и все большие металлические конструкции (например, водопровод и кабели, проходящие через границу здания) легко соединяются или привязаны к заземлению.

    Строительная площадка — это обычно металлические прутья, вбитые в землю возле входа в электроснабжение.Эти стержни подключены к коробке выключателя, от которой заземление распределяется на все электрические розетки через нетоковедущие провода. Они также соединяются с любым металлом, который распространяется по всему зданию, например с водопроводными трубами или строительной сталью.

    Приборы или электрические изделия со значительной открытой металлической поверхностью обычно требуются для заземления металла на провод заземления, чтобы гарантировать, что он не может достичь опасного потенциала по сравнению с любым другим заземленным металлом в здании.Если происходит неисправность, которая вызывает короткое замыкание между силовым проводом и оголенным металлом, заземление коробки выключателя обеспечивает протекание большого количества тока. Это заставляет выключатель размыкаться и обесточивает прибор.

    Рисунок 2. Диаграмма, иллюстрирующая базовую работу GFCI.

    Важно отметить, что этот метод обеспечения безопасности продуктов основан на хорошем соединении заземления розетки с блоком выключателя.В старых розетках может отсутствовать клемма заземления, и даже в новых розетках с неправильным подключением может отсутствовать заземление. По этой причине во многих продуктах используются конструкции, в которых для безопасной работы не требуется заземление. Изделия с двойной изоляцией спроектированы таким образом, чтобы исключить возможность короткого замыкания силового соединения на оголенный металл, за счет исключения оголенного металла и / или обеспечения срабатывания выключателя в случае короткого замыкания.

    Также растет количество электротехнической продукции со встроенными устройствами прерывания цепи замыкания на землю (GFCI).GFCI работают, обнаруживая дисбаланс тока между проводами подачи и возврата питания. При первом признаке того, что дисбаланс тока превышает безопасный порог, GFCI отключает питание.

    Заземление безопасности может совпадать с заземлением ЭМС, а может и не совпадать, но заземление для обеспечения безопасности может быть важным фактором, который следует учитывать при проектировании с учетом ЭМС. Например, в медицинских изделиях и промышленных средствах управления заземление цепи часто требуется изолировать от заземления шасси по соображениям безопасности.Это представляет собой уникальную конструктивную проблему для инженеров EMC, которые обычно хотят видеть все большие металлические объекты, хорошо соединенные на высоких частотах.

    Важность заземления для EMC

    Проблемы ЭМС часто возникают из-за того, что два больших металлических объекта находятся под разным потенциалом. Потенциальная разница всего в несколько сотен микровольт между любыми двумя резонансными проводниками может привести к превышению допустимого уровня излучаемого излучения. Точно так же напряжения, индуцированные между двумя плохо соединенными проводниками, могут привести к проблемам с помехоустойчивостью.

    Заземления в основном искусство, определяющие нулевой опорные напряжения и склеивание металлических предметов или схемы с этой ссылкой через низкий импеданс, не токопроводящую соединение. Правильная стратегия заземления ЭМС гарантирует, что большие металлические конструкции не могут двигаться относительно друг друга, что приведет к непреднамеренным излучениям или проблемам с помехоустойчивостью. Склеивание металлических предметов для поддержания на них одинакового потенциала и привязка всех внешних соединений к одному и тому же нулевому заземлению — это ключевой шаг к обеспечению электромагнитной совместимости большинства продуктов.

    Наземные конструкции

    Почти все электронные устройства и системы имеют наземную структуру. В зданиях это заземляющие провода, водопровод и металлоконструкции. В автомобилях и самолетах это металлический каркас или шасси. В большинстве компьютеров это металлическая опорная конструкция и / или корпус.

    Структура заземления служит в качестве локальной ссылки нулевой вольт. Нельзя допускать, чтобы что-либо крупное и металлическое приобретало потенциал, значительно отличающийся от потенциала земли.Обычно это достигается путем прикрепления всех крупных металлических объектов к заземляющей конструкции на интересующих частотах. Это также может быть достигнуто путем достаточной изоляции больших металлических предметов и обеспечения отсутствия возможных источников, которые могут вызвать развитие потенциала между ними.

    Рисунок 3. Спутник с двумя солнечными батареями.

    Например, рассмотрим спутник, показанный на рисунке 3. Его наземная структура представляет собой металлический корпус, в котором находится большая часть электроники.Чтобы передать значительную электромагнитную мощность на спутник или из него, необходимо установить напряжение между наземной структурой и чем-то еще значительного электрического размера. На частотах ниже нескольких сотен мегагерц единственными проводниками значительного электрического размера (кроме конструкции заземления) являются две группы солнечных панелей и, возможно, любые провода, соединяющие эти массивы с цепями внутри спутника.

    Прикрепление массивов солнечных панелей к корпусу в точках, где они находятся в непосредственной близости, гарантирует, что между большими проводниками не возникнет значительного напряжения, которое может служить непреднамеренно передающими или принимающими антеннами для шума.Соединительные провода также необходимо прикрепить к заземляющей конструкции. Обычно это достигается с помощью шунтирующих конденсаторов, чтобы установить связь на частотах шума, в то же время позволяя токам мощности и сигнала течь без ослабления.

    Стратегия заземления, примененная к спутнику в этом примере, может использоваться практически с любым другим устройством или системой, имеющей наземную структуру. Основная философия заключается в том, что сама наземная конструкция представляет собой половину непреднамеренной антенны.Излучаемая связь может возникать только в том случае, если между конструкцией заземления и другим проводящим объектом значительных электрических размеров возникает напряжение. Прикрепление всех объектов значительного электрического размера к заземляющей конструкции предотвращает их превращение в другую половину непреднамеренной антенны.

    Эта стратегия заземления важна не только для удовлетворения требований к излучению и помехоустойчивости, она также играет ключевую роль в соблюдении требований к кондуктивным помехам и помехоустойчивости, когда конструкция заземления является одновременно опорным нулевым напряжением и предпочтительным путем для потенциально мешающих шумовых токов.

    Три важных момента в отношении наземных сооружений:

    1. Конструкция заземления должна быть хорошим проводником на интересующих частотах, но не должна быть электрически малогабаритной. Иногда вы можете услышать, как кто-то утверждает, что земли не существует на высоких частотах, потому что земля является эквипотенциальной поверхностью, а потенциал в двух точках на расстоянии четверти длины волны на поверхности неодинаков. Этот аргумент необоснован, поскольку наземные конструкции не обязательно являются эквипотенциальными поверхностями в этом смысле.Фактически, вся концепция однозначно определяемой разности потенциалов между двумя удаленными точками разваливается на высоких частотах.

      Заземление служит защитным заземлением для большинства систем распределения электроэнергии, даже несмотря на то, что земля определенно не является электрически малой при 50 или 60 Гц. Неважно, что потенциал Земли в Лос-Анджелесе не такой, как в Нью-Йорке. Наземные конструкции служат в качестве местных источников нулевого напряжения. Они не должны быть электрически маленькими.

    2. Конструкция заземления не должна закрывать электронику.Наземная конструкция не является защитным ограждением. Это просто что-то большое и металлическое, которое служит локальным источником нулевого напряжения для всего остального, большого и металлического.

    3. Конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи (по крайней мере, с интересующими амплитудами и частотами). Токи, протекающие по проводнику или внутри него, заставляют магнитный поток наматывать проводник. Магнитный поток, охватывающий проводник, индуцирует на нем напряжение. На высоких частотах это напряжение потенциально может управлять одной частью конструкции заземления относительно другой части.

    Наземные конструкции могут проводить токи с частотами и амплитудами, которые не влияют на их эффективность как наземные конструкции. Например, в большинстве автомобилей рама используется в качестве пути обратного тока для огней и некритичных датчиков, работающих на очень низких частотах. Это не ухудшает способность рамы служить заземляющей структурой на более высоких частотах.

    Важно отметить, что, хотя конструкция заземления не может пропускать преднамеренные токи, ожидается, что она будет пропускать токи короткого замыкания и токи индуцированного шума.Фактически, правильное использование конструкции заземления зависит от ее способности переносить непреднамеренные токи с достаточно низким импедансом, чтобы контролировать непреднамеренные напряжения.

    Заземляющие провода

    Заземляющие проводники — это соединения (например, винты, болты, прокладки, провода или металлические ленты), которые крепят большие металлические предметы к заземляющей конструкции. Подобно наземным сооружениям, заземляющие проводники не проводят преднамеренных токов. Их функция — поддерживать напряжение между двумя металлическими конструкциями ниже критического значения.

    Заземляющие проводники должны иметь достаточно низкий импеданс (т. Е. Сопротивление плюс индуктивное реактивное сопротивление), чтобы их полное сопротивление, умноженное на максимальный ток, который они могут нести, ниже минимального напряжения, которое может привести к проблеме ЭМС. Например, предположим, что экран экранированной витой пары проводов подключен к заземляющей конструкции через 1-сантиметровый контактный разъем, как показано на рисунке 4. Витая пара проводов передает псевдодифференциальный сигнал 100 Мбит / с с синфазным шумом. ток 0.3 мА при 100 МГц. Напряжение, управляющее экраном кабеля относительно платы, приблизительно равно току, возвращающемуся в экран, умноженному на эффективную индуктивность соединения экрана. Предполагая, что эффективная индуктивность контакта разъема составляет приблизительно 10 нГн (т.е. 1 нГн / мм), напряжение, управляющее экраном кабеля относительно заземляющей конструкции, составляет приблизительно 2 милливольта. Во многих ситуациях этого достаточно, чтобы превысить предел излучаемых излучений на частоте 100 МГц, и потребуется предпринять шаги для уменьшения синфазного шума или уменьшения индуктивности соединения заземляющего проводника.

    Рисунок 4. Витая пара с экраном, подключенным к заземляющей конструкции.

    Гальваническая коррозия

    Когда заземляющее соединение выполняется путем соединения болтами двух плоских металлических поверхностей, сопротивление соединения может быть более важным, чем индуктивность. Это особенно верно, когда поверхность раздела между ними подвергается коррозии.

    Потенциал гальванической коррозии — это мера того, насколько быстро разнородные металлы будут корродировать при контакте.Коррозия зависит от наличия электролита, например воды; а скорость коррозии зависит от многих факторов, включая свойства электролита.

    Рисунок 5. Анодные индексы для обычных металлов.

    На диаграмме на Рисунке 5 указаны анодные индексы нескольких распространенных металлов рядом с их названиями. Этот параметр является мерой электрохимического напряжения, которое возникает между металлом и золотом. Чтобы найти относительное напряжение пары металлов, их анодные индексы вычитаются, как указано в таблице.В зависимости от окружающей среды соединения между материалами с разницей напряжений более 0,95 В обычно требуют покрытия или прокладок для сохранения целостности соединения с течением времени.

    Земля в зависимости от возврата тока

    Как указано в начале этой главы, заземление и возврат тока — это две очень разные функции. К сожалению, в реальных изделиях многие токопроводы имеют маркировку «заземление». Это создает большую путаницу, поскольку правила, относящиеся к земле, применяются к текущим доходам и наоборот.

    Например, схематическая часть платы на рисунке 6 имеет четыре разных заземления. Один компонент работает с сигналами или мощностью, которые относятся к трем из этих заземлений. Маловероятно, чтобы разработчик этой схемы хотел четыре разных источника нулевого напряжения. Фактически, четыре заземления соединены перемычками, что указывает на то, что разработчик намеревался иметь одну опорную цепь нулевого напряжения.

    Рисунок 6. Частичная схема с четырьмя заземлениями.

    Схема платы, показанная на Рисунке 7, показывает слой с двумя изолированными цепями, помеченными «GND» и «AGND».Изоляция заземления затрудняет поддержание одинакового потенциала всех крупных металлических объектов в системе. Как правило, это следует делать только в случае необходимости из соображений безопасности. Так почему же эти «земли» изолированы?

    Рисунок 7. Один слой разводки платы с двумя заземлениями.

    В двух приведенных выше примерах причина того, что «наземные» сети были изолированы, заключается в том, что они на самом деле не были заземлением. Они были обратными проводниками для силовых или сигнальных токов.Разработчикам не нужны были изолированные источники нулевого напряжения. Они изолируют обратные токопроводы, пытаясь избежать связи по общему сопротивлению.

    Около 50 лет назад, когда цифровые схемы только начинали внедряться в такие продукты, как радиоприемники и высококачественное аудиооборудование, разработчики электроники быстро поняли, что цифровой шум может быть связан со звуковыми цепями, если они используют одни и те же возвратные проводники. . Например, рассмотрим простую доску, показанную на рисунке 8a.Он имеет два цифровых компонента: цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователь и усилитель для усиления аналогового сигнала перед его отправкой с платы через разъем. Несимметричный цифровой сигнал между двумя цифровыми компонентами использует землю в качестве обратного пути. На частотах килогерц и ниже возвратный по плоскости ток распространяется с распределением, примерно представленным зелеными линиями на рисунке 8b. Низкочастотный ток, возвращающийся от усилителя к цифро-аналоговому преобразователю, следует по пути, примерно представленному синими линиями на рисунке 8b.

    Рис. 8. Простая плата смешанного сигнала слева (а) и примерное распределение обратного тока на заземляющем слое (b).

    В текущем распределении явно много совпадений. Это приводит к общему сопротивлению, поскольку токи в одной цепи имеют общее сопротивление заземляющей поверхности с токами в другой цепи. Если бы общее сопротивление заземляющей поверхности было порядка 1 мОм, а цифровые токи были порядка 100 мА, то индуцированное напряжение в аналоговых цепях было бы порядка 100 мкВ.

    Пятьдесят лет назад инженеры, проектирующие аудиосхемы, заметили, что напряжения, наведенные в аудиосхемах из-за связи общего импеданса с цифровыми схемами, часто были неприемлемыми. В акустическом сигнале люди слышали цифровой шум.

    Очевидным решением было изолировать обратные токи цифрового сигнала от обратных токов аналогового сигнала. Платы с более чем двумя слоями не были распространены в то время, поэтому популярным подходом было разделение текущей возвратной плоскости.Пример этого показан на рисунке 9.

    Рис. 9. Плата смешанного сигнала с зазором в плоскости обратного тока слева (а) и приблизительным распределением обратного тока на плоскости заземления (b).

    Поскольку токи низкой частоты не могут проходить через зазор, токи перенаправляются по обе стороны от зазора. Это снижает плотность цифрового обратного тока в области плоскости, используемой в основном для аналоговых токов, и значительно снижает связь по общему импедансу.

    На относительно простых двухслойных платах 1960-х и 1970-х годов зазор между аналоговыми и цифровыми схемами часто был эффективным способом устранения недопустимых перекрестных помех из-за связи общего импеданса. К сожалению, это сработало настолько хорошо, что люди в конце концов пришли к мысли, что плоскости заземления всегда должны быть разделены между цифровыми и аналоговыми цепями. Так родилось правило дизайна, и дизайнеры досок любят правила дизайна. Пятьдесят лет спустя многие дизайнеры плат все еще придерживаются этого правила дизайна, хотя оно больше не имеет смысла.Фактически, лучшее правило проектирования современных плат — никогда не допускать зазора между аналоговыми и цифровыми схемами между заземляющим слоем.

    Чтобы проиллюстрировать, почему это так, рассмотрим компоновку платы на рисунке 10. Она имеет те же компоненты, что и в предыдущем примере, и, как и в предыдущем примере, имеет зазор между аналоговой и цифровой схемами. Однако в этом случае зазор окружает аналоговую схему с трех сторон.

    Рис. 10. Ужасно смешанная компоновка сигнальной платы слева (а) и гораздо лучшая альтернативная компоновка справа (b).

    График обратных токов, как это было сделано в предыдущем примере, проиллюстрирует отличную развязку между цифровым и аналоговым обратным токами. Но предыдущие графики обратного тока не учитывали все токи в плоскости. Обратите внимание, что есть четыре цифровых дорожки, соединяющих цифро-аналоговый преобразователь с одним из цифровых компонентов. Для этих сигналов также требуются обратные токи. Эти токи должны поступать от контакта заземления ЦАП на контакт заземления цифрового компонента.Раньше этот путь был коротким и несущественным, но теперь зазор заставляет эти токи делить ту же область плоскости, что и аналоговые токи. Вместо того, чтобы улучшить ситуацию, этот пробел потенциально усугубляет ситуацию.

    Правильное определение зазора между аналоговой и цифровой цепями имеет решающее значение. Пятьдесят лет назад часто было трудно определить правильное место для разрыва. В современных платах с высокой плотностью зазоры между плоскостями, как правило, нереально и совершенно ненужно для решения несуществующей проблемы.

    Существует по крайней мере три причины, по которым в современных конструкциях плат нет необходимости в зазоре в заземляющем слое:

    1. Цифровые и аналоговые сигналы, как правило, работают на гораздо более высоких частотах, чем 50 лет назад. На частотах выше примерно 100 кГц обратные токи на заземляющем слое ограничиваются областями непосредственно под дорожками сигнала. Поскольку они не распространяются по плоскости, зазоры между плоскостями не улучшают изоляцию между цепями.

    2. Даже на частотах кГц и ниже сопротивление заземляющих поверхностей печатной платы составляет менее 1 мОм / квадрат . Это означает, что «шумные» схемы, сбрасывающие ток в амперах на заземляющую пластину, способны вызывать только милливольты (наихудший случай) напряжения в других схемах, находящихся в той же плоскости. Существует относительно немного ситуаций, когда такой уровень шумовой связи может стать проблемой.

    3. В тех ситуациях, когда миллиом соединения недопустим, гораздо лучше изолировать возврат на другом слое .Например, лучшим решением проблемы сцепления в нашем предыдущем примере было отсутствие зазора между плоскостью. На рисунке 10b показано, как возврат аналогового тока с помощью дорожки на верхнем слое полностью позволяет избежать общей проблемы связи импеданса. В платах, которые имеют много аналоговых и цифровых возвратов, которые должны быть изолированы на низких частотах, обычно необходимо соединять их на высоких частотах, чтобы предотвратить проблемы излучаемого излучения. Маршрутизация изолированных возвратных сигналов на соседних слоях значительно упрощает установление между ними хорошего высокочастотного соединения.

    Обратите внимание, что аналоговая линия возврата тока на рис. 10b подключена к плоскости цифрового возврата тока с помощью одного переходного отверстия, расположенного рядом с выводом заземления ЦАП. Переходное отверстие не несет аналоговых или цифровых обратных токов. Его единственная функция заключается в обеспечении, что аналоговые и цифровые схемы имеют тот же опорный нуль вольт. Другими словами, переходное отверстие является заземляющим проводником, тогда как плоскость и дорожка являются токопроводящими проводниками.

    Одноточечное и многоточечное заземление

    Предположим, что аналоговая трасса возврата тока на рисунке 10b имеет два сквозных соединения с цифровой плоскостью возврата тока, как показано на рисунке 11.Теперь аналоговый обратный ток имеет два возможных пути. Он может вернуться по следу или может вернуться в самолете. Ток будет разделен в соответствии с сопротивлением каждого пути, позволяя значительному количеству аналогового тока возвращаться в плоскость. Аналогичным образом, некоторый цифровой ток будет течь по аналоговой обратной линии тока. Изоляция разрушается, и снова вводится связь по общему импедансу.

    Рис. 11. Добавление второго соединения между двумя изолированными возвратными токами может означать, что они больше не изолированы на низких частотах.

    Вообще говоря, два пути возврата тока не изолированы на низких частотах, если они соединены более чем в одной точке. Сквозное соединение на рисунке 10b является примером одноточечного заземления. Одноточечное заземление — важная концепция в ЭМС, хотя ее часто неправильно понимают проектировщики, не проводившие должного различия между проводниками с возвратным током и заземляющими проводниками.

    Рисунок 12. Одноточечное заземление.

    На рисунке 12 показана концепция одноточечного заземления.Изолированные цепи или системы связаны с одной точкой через нетоковедущие заземляющие проводники. На рисунке 13 показана другая реализация, в которой заземляющие проводники подключаются более чем в одной точке, но все они по-прежнему привязаны к одной точке. Одним из примеров этого является заземление в зданиях. Каждое заземленное устройство имеет выделенный проводной путь к электросети здания, но параллельные пути создаются водопроводными соединениями или изделиями, внешние металлические поверхности которых находятся в электрическом контакте.Подключение заземляющих проводов более чем в одной точке не снижает эффективности схемы заземления.

    Рис. 13. Еще одна реализация с одноточечным заземлением.

    В то время как в одной точке заземления является важным понятием для обеспечения того, чтобы отдельные цепи имеют ту же ссылку ноль вольт, он не работает, если заземлители нести сигнал или силовые токи. Например, на рисунке 14 средняя и правая цепи не изолированы.Токи, возвращающиеся от нагрузки к источнику средней цепи, теперь могут возвращаться через намеченный синий провод или проходить по дополнительному соединению в правую цепь и обратно в среднюю цепь через «одноточечную» землю.

    Рисунок 14. Это НЕ одноточечное заземление.

    Путь на рисунке 14 от одноточечного соединения к средней цепи к правой цепи и обратно к одноточечному соединению иногда называют контуром заземления.Контуры заземления часто считаются несовместимыми с одноточечным заземлением и часто упоминаются как источник связи общего сопротивления; но это неверно. На рисунке 13 показан контур заземления, и он по-прежнему является хорошей реализацией одноточечного заземления. Контур заземления на Рисунке 14 включает в себя сегмент, который вообще не заземлен. Синий провод в средней цепи может называться «землей» на схеме платы, но это проводник для обратного тока.

    Как правило, с контурами заземления все в порядке, если все проводники в контуре действительно являются проводниками заземления.Если один или несколько проводников в петле являются проводниками с обратным током низкой частоты, то все проводники в петле будут нести часть этого обратного тока. Это может облегчить связь по общему сопротивлению.

    На рисунке 15 показан еще один пример неправильного применения концепции единой точки заземления. Этот пример взят из инструкции производителя по применению, в которой покупателям предлагается, как расположить драйвер трехфазного двигателя. Идея состояла в том, чтобы убедиться, что все три фазы имели ту же ссылку нулевой вольт в качестве двигателя.Реализация призвала вернуть все токи переключения и ток двигателя в одну и ту же точку.

    Рисунок 15. Одноточечный возврат по току (плохая идея).

    Конечно, это не одноточечное заземление. Это одноточечный текущий возврат. Хотя все проводники помечены как заземление на схеме и на плате, они не являются заземлением. Это токопроводы с обратным током.

    Отправка всех коммутируемых токов в одну точку схемы в основном гарантирует, что индуктивность соединения будет выше, чем в противном случае.Это обеспечивает высокий общий импеданс, а также взаимную индуктивность между фазами. Это также гарантирует, что ни одна из фаз или двигатель будет иметь ту же ссылку ноль вольт.

    В принципе, это важно помнить, что одна точка заземления является важной стратегией для обеспечения того, чтобы выделенные схемы и устройства имеют ту же ссылку нулевой вольт. С другой стороны, одноточечные возвратные токи часто являются основной причиной серьезных проблем электромагнитной связи.

    Рисунок 16.Многоточечная земля.

    Альтернативой стратегии одноточечного заземления является стратегия многоточечного заземления. Пример этого показан на рисунке 16. Вместо одной точки земля определяется локально. По сути, это концепция наземной конструкции, описанная ранее.

    Обычно системы, использующие структуру заземления, подключают цепи и модули, которые не изолированы от конструкции заземления более чем в одной точке. Простой пример этого показан на рисунке 17.

    Рис. 17. Гибридная стратегия заземления.

    В этом случае соединение между средней и правой цепями позволяет низкочастотным обратным токам течь по заземляющей конструкции. На этих частотах структуру правильнее было бы описать как структуру с током возврата. При разработке стратегии заземления важно понимать, что проводящая конструкция может выполнять функцию заземления на одних частотах и ​​функцию возврата тока на других.

    Например, в автомобиле средняя и правая цепи на рисунке 17 могут представлять модуль управления тормозами и датчик скорости вращения колеса соответственно. Каждый из них заземлен на раму автомобиля, чтобы соответствовать требованиям по излучению и эмиссии на высоких частотах, но ни один модуль не позволяет токам высокой частоты возвращаться на раму. Таким образом, на высоких частотах рама представляет собой многоточечную наземную структуру.

    На более низких частотах критически важная связь будет осуществляться с использованием дифференциальных сигналов, чтобы токи сигнала не попадали в кадр (и токи кадра не попадали в сигналы).Тем не менее, основания власти не обязательно будут изолированы. Силовые токи, поступающие в модули по 12-вольтовым проводам питания, возвращаются к батарее по всем доступным путям. Таким образом, на низких частотах (например, постоянный ток — кГц) рама не является наземной структурой, это структура с током возврата. Силовой ток, протекающий по корпусу от одного модуля, может вызвать сотню милливольт на заземляющих соединениях других модулей, но большинство модулей не будут подвержены влиянию сотен милливольт на очень низких частотах.

    Предположим, что схема слева на рисунке 17 представляет распределение мощности на стартер для двигателя внутреннего сгорания. Эта схема может потреблять сотни ампер тока при запуске двигателя. Если позволить этим токам вернуться на раму транспортного средства, это может привести к недопустимому уровню шума в модулях, использующих раму в качестве обратного проводника силового тока. В этом случае можно было бы принять решение изолировать возврат от стартера и подключить его к раме в одной точке.

    Стратегии заземления

    Возможно, наиболее важным моментом, который следует отметить в отношении стратегий заземления, будь то для электромагнитной совместимости или безопасности, является то, что разрабатываемый продукт должен иметь его. Проблемы обычно возникают, когда с заземляющим проводом обращаются как с токоотводящим проводом или с токоотводящими проводниками как с заземляющими проводниками.

    Правильные стратегии возврата тока обычно сосредоточены на обеспечении путей с низкой индуктивностью для высокочастотных токов и поддержании контроля над путями низкочастотных токов.

    Собственные стратегии заземления фокус на выявлении и защиты ссылку нулевой вольт для каждого контура и системы.

    Один из способов отследить, выполняют ли проводники в первую очередь функцию заземления или функцию возврата тока, — это соответствующим образом пометить их. Например, назовите соединение с заземляющей структурой «заземление шасси» или «шасси-GND», но используйте термин «цифровой возврат» или «D-RTN» для обозначения плоскости на печатной плате, основная функция которой — возврат цифровых токов. к их источнику.Половина успеха в разработке хорошей стратегии заземления — это правильное признание и сохранение целостности истинных оснований.

    Еще одним важным аспектом любой стратегии заземления является определение конструкции грунта. На уровне системы наземная конструкция всегда представляет собой металлический корпус или каркас, если таковой имеется. На уровне платы, если плата подключается к раме, то заземление платы должно быть там, где это соединение происходит. Если рамы нет или нет близости к раме, заземление платы обычно должно быть определено на одном из контактов разъема (часто вход питания 0 В).

    Вообще говоря, все крупные металлические предметы (например, кабели, большие радиаторы, металлические опоры и т. Д.) Должны быть прикреплены к заземляющей конструкции. Если это невозможно, они должны быть достаточно изолированы от наземной конструкции, чтобы гарантировать отсутствие значительного нежелательного сцепления. Медицинские изделия и многие высоковольтные системы требуют строгой изоляции между корпусом или шасси и любыми токоведущими цепями.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *