Меню Рубрики

Установка защиты дифференциального тока

Защита от дифференциальных токов при помощи дифавтомата и УЗО

В некоторых случаях при неисправном электрооборудовании существует риск поражения человека дифференциальными токами. Они также могут вызвать короткое замыкание, в результате которого может произойти возгорание проводки и пожар. Для избежания этих случаев рекомендуется применять одно из устройств защиты от дифференциальных токов, например, дифавтомат (АВДТ) или устройство защитного отключения (УЗО).

​Устройства дифференциальной защиты

Во время прокладки электропроводки очень часто возникает вопрос о выборе защиты от поражения электрическим током и предотвращения перегрузок сети. Защита должна осуществляться на профессиональном уровне при помощи аппаратов, защищающих сети от перегрузок, коротких замыканий и токов утечки. Перед их приобретением следует выяснить, что лучше УЗО или дифференциальный автомат (дифвыключатель), основываясь на технических характеристиках, удобстве монтажа, а также других критериях. Эти устройства необходимы не только для защиты от токов утечки, но и от коротких замыканий, перегрузок сети.

Проблемы незащищенной сети

В некоторых случаях большинство людей использует обычные автоматы для защиты электросети, которые не способны исключить возможность поражения блуждающими токами. Иногда вообще оставляют сеть без защиты, используя самодельные предохранители с толстым медным проводом. Эти «изобретения» называются «жучками» и могут служить для предотвращения постоянного перегорания плавкого предохранителя или постоянного срабатывания автомата. Основная причина их применения заключается в повышении тока срабатывания автоматического выключателя или плавкого предохранителя. Проблемы такой незащищенной сети следующие:

  1. Перегрузка.
  2. Короткое замыкание.
  3. Дифтоки.

Перегрузка сети происходит в случае подключения недопустимой мощности. Основной причиной ее возникновения является старая проводка, не выдерживающая одновременного подключения мощных приборов. В результате этого провода нагреваются, что приводит к возникновению возгораний и выходу техники из строя.

Короткое замыкание появляется при максимальных значениях силы тока. Основными причинами его возникновения считаются: попадание постороннего проводника, закорачивание фазного и нулевого проводов по какой-либо причине и т. д. При возрастании тока до максимальной величины некоторые потребители могут выйти из строя, а также возможно возгорание из-за скачкообразного роста температуры или образование электрической дуги.

Токи утечки или dif-токи образуются при повреждении изоляции провода или обмоток электродвигателя с дальнейшей утечкой на корпус. В результате этого возникает дополнительная электроцепь, которая может стать причиной выхода электроприборов из строя, а также поражения человека током. Для того чтобы понять, зачем необходимы устройства дифзащиты, следует ознакомиться с возможными последствиями поражения электрическим током.

Поражение электрическим током

Травмы, полученные в результате воздействия электрического тока на организм человека, являются самыми опасными, поскольку большинство из них приводит к летальному исходу. Человек, попавший под действие тока, практически не способен оказать помощь самому себе. При протекании через организм или определенный его участок ток оказывает на него три воздействия: термическое, биологическое, а также приводит к химическим необратимым процессам.

При термическом воздействии электрического тока появляются ожоги участков кожи, происходит перегрев органов, разрываются кровеносные сосуды и нервные окончания. После этого наступает биологическое воздействие, при котором происходит:

  • гибель и возбуждение клеток организма;
  • нарушение работы мышечных тканей, приводящее к судорожным явлениям, а также не исключена остановка сердца и дыхания.

​Кроме того, происходит явление электролиза жидкостей организма, которое приводит к изменению физико-химического состава крови и лимфы. Разрушительное действие тока зависит от его параметров, путей и продолжительности прохождения, условий окружающей среды, а также от сопротивления человеческого тела. К параметрам электричества, влияющим на степень поражения человека, можно отнести следующие:

  • величину напряжения и силы тока;
  • частоту;
  • тип.

​При повышении значения напряжения выше 120 В происходит пробой верхнего слоя кожи, который обладает максимальной величиной сопротивления (до 300 кОм). При этом ток начинает расти, и происходит уменьшение электрического сопротивления тела человека. Частоты тока в диапазоне от 50 Гц до 1000 Гц являются опасными, но при их дальнейшем росте происходит прямо пропорциональное уменьшение вероятности поражения. При частотах свыше 45 кГц эта вероятность исчезает вообще. Существует 2 вида напряжения: переменное и постоянное. Наиболее опасным считается постоянное напряжение, если его значение больше 300 В.

Условия внешней среды также способны увеличивать или уменьшать вероятность поражения. Например, в сыром помещении степень поражения человека током возрастает. Ключевую роль играет сопротивление тела, которое зависит от толщины и отсутствия ран на коже, влажности и состояния здоровья в текущий момент, температуры тела и возраста.

Действие тока на организм сопровождается электрическим ударом, электротравмой и электрошоком. При электроударах происходит судорожное сокращение мышечных волокон, а во время электротравм — повреждение тканей и органов. Электротравмы сопровождаются ожогами при контакте кожи с токоведущей частью электрооборудования, а при высоких значениях тока возникает электрическая дуга, температура которой достигает 4000 градусов по Цельсию. При такой высокой температуре возникает металлизация кожи, при которой части расплавленного металла проникают внутрь кожного покрова.

Читайте также:  Установка компрессорная с 416

При тяжелых электротравмах возможно наступление клинической смерти в результате остановки сердца и дыхания. Если не оказать своевременную медицинскую помощь, то наступит биологическая смерть. Основные причины наступления смерти: остановка сердца, дыхания и получение травм, несовместимых с жизнью. Серьезность последствий поражения током позволяет задуматься над обеспечением электробезопасности при помощи специальных устройств.

Выбор устройства

Очень часто при выборе защиты от дифтоков возникает проблема в выборе между дифавтоматом или УЗО. Что лучше из них, покажет сравнительная характеристика каждого из этих устройств. Существует несколько значимых критериев, по которым следует осуществлять выбор. К ним относятся: конструктивные особенности и установка, возможность быстрой диагностики неполадок и стоимость.

Установка и конструкция

Для защиты однофазных сетей применяется дифзащита, имеющая двуполюсное исполнение. УЗО, которое имеет одномодульное исполнение, следует применять с автоматическими выключателями (АВ) однополюсного исполнения. Дифавтомат включает в свою конструкцию УЗО и АВ, а также занимает в щитке 2 места. При использовании УЗО и однополюсного автомата они занимают 3 модуля. В этом случае экономия пространства при защите нескольких линий питания потребителей будет существенной.

Произвести подключение УЗО или дифавтомата несложно, но есть некоторые особенности, по которым правила установки могут отличаться. В каждом из устройств предусмотрены зажимы, позволяющие нормально зажать провод для исключения некачественного контакта. Произвести установку дифвыключателя намного проще, поскольку его необходимо просто подсоединить к входу цепи. При подключении пары УЗО и автомата необходимо без ошибок подсоединить эти два элемента, причем следует УЗО соединить с автоматическим выключателем, а затем полученную конструкцию поставить на входе сети.

Диагностика и принцип работы

При срабатывании устройства дифзащиты следует в кратчайшие сроки определить причину отключения защищаемого участка цепи. Если рассмотреть УЗО и АВ, то найти причину будет проще, поскольку при срабатывании УЗО происходит утечка тока, а срабатывание АВ свидетельствует о перегрузке сети или коротком замыкании на одном из ее участков.

Однако если сработал дифвыключатель, то выявить причину не так просто. Это связано с тем, что в некоторых бюджетных моделях не предусмотрена функция индикации причины срабатывания, что значительно усложняет диагностику сети. Кроме того, из-за частых срабатываний он может выйти из строя. Этого можно избежать путем приобретения дорогостоящего дифвыключателя.

Принцип работы устройств защиты от возникновения токов утечки одинаковый и основан на выполнении сравнения входящих и исходящих значений токов по закону Кирхгофа, согласно которому они должны быть равны. Сравнение достигается особенностью конструкции устройств дифзащиты, состоящей из следующих основных элементов:

Трансформатор имеет тороидальное исполнение с двумя первичными обмотками и одной, управляющей работой дифреле. Последнее является электромеханическим с разомкнутой группой контактов. Обмотка управления соединена с дифреле, и при нормальной работе токи, проходящие через две первичные катушки, которые намотаны в противоположные стороны, создают магнитные потоки Ф1 и Ф2 соответственно. Магнитный поток Ф на катушке управления во время отсутствия дифтоков равен 0. Если произошла утечка, то значение Ф будет отлично от нулевого значения. В этом случае на катушке управления возникнет электромагнитное поле.

Из законов физики известно, что электромагнитное поле является причиной возникновения электрического тока, который активирует дифреле. В результате этого цепь размыкается. Работает дифавтомат аналогично УЗО, только в его корпус встроено два АВ, разрывающих цепь при коротком замыкании или перегрузке сети.

Основной характеристикой считается время срабатывания дифзащиты. Для УЗО оно составляет от 0,2 до 0,32 с, а для дифавтомата — 0,04 с. Кроме того, особенностью является чувствительность устройства, которая для УЗО находится в диапазоне от 10 мА до 30 мА, а для дифвыключателя — от 10 мА до 63 мА.

Читайте также:  Установка внешней видеокарты на интегрированную

Расчет стоимости

Финансовые затраты являются значимымы при установке защиты от дифференциальных токов. Цена УЗО и АВ меньше стоимости АВДТ. Если произошла поломка какого-либо элемента из пары УЗО и АВ, то его замена обойдется дешевле, чем покупка исправного АВДТ. Поэтому необходимо подобрать качественные модели, а не довольствоваться бюджетными вариантами.

Более детальный анализ стоимости при выборе защиты от дифтоков проиллюстрирует следующий пример. Для защиты дома с 8 линиями и потребителями электроэнергии на 17 А и мощностью в 1,5 кВт следует выбрать устройство для обеспечения защиты. На каждые две линии нужно по два АВ и одному УЗО, а при использовании АВДТ необходимо по одной единице на линию. Для решения этой задачи можно воспользоваться специальным алгоритмом:

  1. Расчет для УЗО+АВ сумма S1: S1 = 8 * (стоимость АВ на 25 А) + 4 * (стоимость УЗО).
  2. Для АВДТ общая сумма S2 вычисляется по формуле: S2 = 8 * (стоимость АВДТ).

Если произвести расчет, подставив в формулы значения стоимостей устройств, то получится существенная разница. Для окончательного выбора устройства дифзащиты следует ознакомиться с достоинствами и недостатками каждого из устройств.

Достоинства и недостатки

Исходя из критериев выбора и основных характеристик, можно выделить преимущества и недостатки каждого из устройств. Основные минусы АВДТ: проблемы диагностики в бюджетных вариантах (в дорогих этого недостатка нет) и стоимость.

Преимущества использования дифавтомата: высокое время срабатывания, компактность, удобная установка и подключение. Недостатки УЗО в сравнении с АВДТ: значительное время срабатывания, необходимость использования с автоматами, сложность монтажа, а также они занимают больше места. Пара УЗО и АВ имеет перед АВДТ (бюджетный вариант) такие достоинства: низкая цена и удобная диагностика причины срабатывания устройства.

Если учесть, что надежность устройств двух разновидностей практически одинаковая, то критерием выбора является цена и время срабатывания. При выборе устройства необходимо руководствоваться следующими правилами: монтаж и простота подключения, возможная диагностика и занятое пространство.

Таким образом, основным критерием выбора между дифвыключателем и парой УЗО с АВ является цена. Для опытного электрика проблемы монтажа и подключения не существует, поскольку это достаточно просто. Кроме того, пространство, занимаемое в щитке, не имеет значения, так как он покупается с учетом дальнейшего расширения и увеличения количества линий.

источник

УЗО и Дифзащита

Устройство защитного отключения (УЗО) и дифференциальная защита (Дифавтомат)

В данной статье автор постарается изложить как можно проще назначение, конструктивные особенности, технические характеристики УЗО (электромеханические и электронные) и Дифзащиты, дифференциальные автомата или как принято сокращенно дифавтоматы, а также их различие, примеры схем подключения и т.д .

Начнем с Правил, вернее выдержками из Правил и обратите внимание на выделенный текст (должно, допускается, обязательно, требуется, рекомендуется и т.д., что бы вы сами определились, где обязательно ставить УЗО или Дифавтомат, а где на ваше усмотрение, ставить или нет).

Перейти на страницу ПУЭ 7 выдержки из: Правил по УЗО и Диф.защите

Во общем вывод из Правил такой: УЗО не являться панацей от всех бед с электричеством, а работает в совокупности с другими защитными приборами и при этом может устанавливается согласно Правил где в обязательном порядке, а где не обязательно, но рекомендуется.

Назначение УЗО и дифференциальной защиты:

Устройство защитного отключения УЗО или Диф.автомат применяются для защиты людей от поражения электрическим током в промышленности, сельском хозяйстве, быту и пр. Причем их нельзя рассматривать, как альтернативу другим мерам безопасности, более того стандарт ГОСТ Р-30331.3 относит их к вспомогательным устройствам и дополнительным способам защиты от прямого прикосновения. Для этих целей, а также для защиты от косвенных прикосновений в РФ применяются УЗО-Д с дифф. током отключения порядка 30мс. Устройства с большим дифф. током отключения используются для защиты электрооборудования от последствий токов утечек (пожаров, выхода из строя оборудования).

Читайте также:  Установка климат контроля на хундай

Прямое прикосновение:
Под прямым прикосновением принимается контакт человеком с частью электропроводки, которая в рабочем режиме находится под напряжением. Иначе говоря, каcание человека открытых проводов, контактов, клемм по которым в нормальном (не аварийном) режимах протекает электрический ток это и есть прямое прикосновение.

Косвенное прикосновение:

Косвенное прикосновение по своей сути более опасно, по сравнению с прямым прикосновением. Если прямое прикосновение это скорее случайность вызванная оплошностью, то косвенное прикосновение происходит при аварийной ситуации и человек заранее не знает, что та или иная конструкция находится под напряжением.

Таблица значений тока поражения и его последствий по воздействию на человека:

Далее определимся, в чем разница между УЗО и Диф. защитой (Дифференциальный автомат)

Как работает УЗО:

Внутри УЗО находится специальный трансформатор (см. рис. 1), в котором каждый из проводников (L-фаза, N-нуль) создает электромагнитное поле. При нормальной работе они друг друга аннулируют. При возникновении утечки тока, в катушке происходит дисбаланс электромагнитного поля, в итоге, стержень толкает рычаг на выключение. Такое устройство срабатывает на выключение от утечки тока, но не предназначено для защиты от коротких замыканий и перегрузок сети, т.е. само по себе устройство защитного отключения реагирует только на дифференциальные токи и не срабатывает при токах короткого замыкания (фаза-ноль) и токах перегрузки, поэтому необходимо поставить дополнительный автоматический выключатель. На рис. 1 представлена чисто схематическая схема работы УЗО, сам аппарат содержит еще множество элементов – фильтры, для защиты от помех и ложных срабатываний и еще некоторые электронные компоненты, но описанный принцип действия является основным для устройств защитного отключения.

Принцип работы УЗО основан на измерении разности токов в проходящих через дифференциальный трансформатор тока проводниках. УЗО измеряет векторную сумму токов, протекающих по контролируемым проводникам (двум для однофазного УЗО, трем и более для трехфазного исполнения). В нормальном режиме работы векторная сумма токов, протекающих через измерительный трансформатор равна 0 (ток, «втекающий» по одним проводникам равен току, «вытекающему» по другим, см. рис. 2), и срабатывания устройства не происходит. При появлении тока утечки (касание человеком фазного проводника, или уменьшение сопротивления изоляции кабельной линии) векторная сумма токов, протекающих через УЗО не будет равна 0, так как появляется ток утечки, который протекает только по фазному проводнику (см. рис. 3), во вторичной обмотке трансформатора наведется напряжение, пропорциональное току утечки, и при превышении определенного порога произойдет срабатывание устройства и отключение защищаемой цепи.

УЗО бывают однофазными и трехфазными. Кроме того, сейчас в продаже присутствуют два различных вида УЗО, отличающихся как по цене, так и по надежности – электромеханические и электронные УЗО, см. Рис.4:

Рис. 4 Схемы и обозначения УЗО

По конструктивному исполнению важно заметить, что:

Однофазные УЗО, которые чаще всего применяются в быту, обычно имеют двухполюсное исполнение, т.е. при установке в электрический щит на DIN-рейку занимают два модуля. Если не рассматривать замену вводного автомата + УЗО на диф.автомат, то обычно последовательно с УЗО устанавливается однополюсный автоматический выключатель. В общем случае связка УЗО + автомат при установке на DIN-рейку будет занимать три модуля, а диф.автомат два модуля (что бывает важно при монтажных работах в щитах для экономии места под автоматы). Получается два в одном: УЗО + Автоматический выключатель = Дифференциальный автомат.

Как выбрать правильно УЗО, электронное или электромагнитное, прежде всего посмотреть технических характеристик устройства, качества изготовления производителя, кроме того, устройства защитного отключения бывают типа А и АС, далее подробно рассказано в следующих статьях:

Дифференциальный автоматический выключатель:

Дифференциальный автомат (дифференциальная защита от тока и общая защита), предназначен для защиты цепи от утечки тока (аналогично работе УЗО), но преимущество диф. автомата заключается в том, что в него встроен автоматический выключатель, который выполняет функцию защиты цепи от коротких замыканий и перегрузок.

Далее несколько примеров по схемам подключения УЗО и Диф. автоматов: Примеры подключения УЗО и Дифференциальных автоматов

Добавить комментарий Отменить ответ

Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.

источник