Автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ) — виды и сферы применения

Иван Бараев

менеджер по продукту "Модульное оборудование"

В этой статье:

• Основные функции АВДТ
• Конструкция дифавтомата
• Классификация автоматических выключателей дифференциального тока

Автоматические выключатели дифференциального тока (АВДТ) нередко называют дифавтоматами или дифференциальными автоматами. Это компактное модульное защитно-коммутационное оборудование, которое размещается в электрическом щитке. Они сочетают функции УЗО и обычного автоматического выключателя, обеспечивая надежную защиту от аварийных ситуаций.

Основные функции АВДТ

Дифференциальный автомат срабатывает при возникновении следующих состояний:

1. Токов короткого замыкания (КЗ). Сверхтоки, которые протекают по токоведущим жилам при замыкании точек электрической цепи, обладающих разным потенциалом (чаще всего при замыкании фазного и нейтрального проводников). КЗ может возникнуть при нарушении изоляции кабеля или перехлесте двух неизолированных фаз и/или нейтрали.
2. Токов утечки. Ток, протекающий по нежелательным путям в ходе эксплуатации электроприборов. Возникает при повреждении изоляции кабеля или других токоведущих частей техники. Небольшой ток утечки ощущается легким пощипыванием при прикосновении к приборам.
3. Перегрузки. Превышение допустимой суммарной нагрузки, которую может выдержать цепь. Ведет к перегреву кабеля и чревато его оплавлением и последующим возгоранием.

За срабатывание при перегрузке и коротком замыкании отвечают компоненты автоматического выключателя, а за защиту от токов утечки — встроенное устройство дифференциального тока.

Конструкция дифавтомата

АВДТ состоит из трех основных компонентов:

1. Электромагнитный расцепитель. Размыкает контакты при возникновении токов короткого замыкания. Мгновенно срабатывает за счет возникновения электрического поля на катушке —  втягивает сердечник, который преодолевает сопротивление пружины и отключает подвижный контакт.
2. Тепловой расцепитель. Биметаллическая пластина, которая при перегрузке линии нагревается, изгибается и размыкает цепь. Скорость ее реагирования определяется время-токовой характеристикой прибора.
3. Дифференциальный трансформатор с первичной и вторичной обмоткой. Сравнивает токи в фазе и нейтрали и автоматически обесточивает линию при обнаружении разницы, превышающей номинал или равной ему. 

К дополнительным элементам конструкции относят подвижные и неподвижные контакты, токоограничивающий резистор, регулировочный винт, механизм ввода и расцепления, а также дугогасительную камеру. Последняя предупреждает оплавление контактов и гасит электрическую дугу, возникающую при отключении высоких токов короткого замыкания.

Классификация автоматических выключателей дифференциального тока

Рассмотрим типы АВДТ и основные технические характеристики, которые определяют условия их эксплуатации.

По принципу срабатывания

• Электронные. Зависят от питающего напряжения. При отсутствии подключения к сети или поступлении энергии от внешнего источника прибор прекращает выполнять защитную функцию.
• Электромеханические. Не зависят от источника напряжения. Устройства срабатывают при наличии дифференциального тока. Они отличаются высокой надежностью и продолжают функционировать в том числе при обрыве нуля.

По типу дифференциального тока

• AC. Используются для переменного дифференциального тока. Применяются в административных, коммерческих зданиях, а также в жилых домах.
• A. Для переменного и пульсирующего постоянного дифференциального тока. Требуются для техники с импульсными источниками питания, тиристорами, симисторами и т.д. Это, например, зарядные устройства для ноутбуков и смартфонов, блоки питания светодиодных ламп, бытовые приборы с электронными блоками управления (стиральные машины, кондиционеры).
• B. Узкоспециальные устройства, применимые для всех типов тока. Они используются на промобъектах для сглаживания постоянного или переменного дифференциального тока в цепях с производственным оборудованием.

По количеству полюсов

Самым популярным исполнением дифференциального автоматического выключателя считается 1P+N — однополюсный с нейтралью. Модели с такими параметрами представлены в линейке АВДТ от City9 Set. Они защищают от аварийных состояний только один фазный проводник, чего в большинстве случаев достаточно для жилых, административных и коммерческих помещений с небольшой нагрузкой. Менее распространены двух- и четырехполюсные (2P и 4P) АВДТ, которые обычно используются только в сложных схемах заземления.

По задержке срабатывания

• Селективный (тип S). Имеет время отключения до 0,5 с. Используется в линии с несколькими дифавтоматами для обеспечения их срабатывания в заданной последовательности.
• Без задержки. При возникновении дифференциального тока такой АВДТ обесточивает сеть за 0,04-0,3 с.

По номиналу тока утечки

Номинальный ток утечки — дифференциальный ток, при котором срабатывает ВДТ.

Минимальный номинальный ток утечки дифавтоматов составляет 10 мА. Это приборы с высокой степенью чувствительности, предназначенные для отдельных линий, питающих потребителей во влажных помещениях (например, санузлах) или водонагревательное оборудование. Для других помещений используются устройства с номиналом 30 мА — они обеспечивают надежную защиту жизни и здоровья человека от поражения электрическим током. 

Особое внимание нужно уделить противопожарным дифавтоматам — это устройства с номиналом 100-300 мА, устанавливаемые на вводном щите для защиты от возгорания. Они не защищают человека от поражения электричеством, так как дифференциальный ток такой величины может привести к остановке сердца. Их основная функция — предупреждение воспламенения проводки и электроприборов в результате появления высоких токов утечки. Важный нюанс — при наличии «обычных» дифавтоматов противопожарные устройства обязательно должны быть селективными (п. 7.1.71 ПУЭ).

Для защиты от пожаров нередко используются не дифавтоматы, а УЗО соответствующего номинала. Это, например, модель City9 Set 63А 2P 300 мА. Узнать о том, что все-таки лучше — УЗО или АВДТ, можно тут.

По время-токовой характеристике

Время-токовая характеристика (ВТХ) — зависимость времени расцепления автоматического выключателя от величины проходящего через него тока. Проще говоря, чем выше ток, тем быстрее автомат обесточит линию. При этом автоматический выключатель, встроенный в АВДТ, имеет определенную ВТХ:

• Тип B  — размыкание контактов при уровне тока, в 3-5 раз превышающего номинальный. Такие приборы используются для отдельных линий потребителей с небольшими пусковыми токами.
  
• Тип C — отключение при появлении тока в 5-10 раз выше номинала. Наиболее распространенный тип, характеризующийся оптимальным временем срабатывания для большинства электроприборов. Используется в жилых помещениях, а также в административных, общественных и коммерческих зданиях.
  
• Тип D — обесточивание цепи при 10-20-кратном превышении номинального тока. Этот тип АВДТ актуален для электродвигателей и другого оборудования с высокими пусковыми токами.

Для жилых помещений в соответствии с нормативной документацией рекомендовано использование АВДТ типа B или C. Точную модель прибора можно определить с помощью расчета, который лучше всего доверить специалистам.

Список литературы:

1. Правила устройства электроустановок, редакция 7. Ссылка на ресурс. Дата обращения: 13.11.2024 г.