Устройство и принцип действия дифавтомата

Дифавтомат, а точнее, автоматический выключатель дифференциального тока, представляет собой коммутационный аппарат, снабженный тремя видами токовой защиты. Он обеспечивает защиту контролируемых цепей от:

  • короткого замыкания;
  • перегрузки;
  • токов утечки.

Первые два вида токовых защит характерны для большинства автоматических выключателей. Защиту от токов утечки (дифференциальную защиту) обычно обеспечивают устройства защитного отключения (УЗО). Дифавтомат способен выполнять функции обоих типов защитных аппаратов.

Дифавтоматы выпускаются в двухполюсном и четырехполюсном исполнении. Двухполюсные дифавтоматы предназначены для защиты однофазных цепей. Четырехполюсные применяют в трехфазной сети. На рисунке изображен однофазный дифавтомат.

дифавтомат
дифавтомат

 

Устройство автоматического выключателя дифференциального тока

Современные дифавтоматы выпускаются в модульном исполнении и предназначены для монтажа на DIN-рейку. Установка на DIN-рейку осуществляется с помощью специальной защелки расположенной на задней части защитного аппарата. Корпуса дифавтоматов изготавливают из прочной пластмассы, не поддерживающей горение.

 

 

Двухполюсный дифавтомат состоит из:

  • контактной системы;
  • механизма включения-отключения;
  • системы гашения дуги;
  • токовых расцепителей (тепловых, электромагнитных, дифференциальных).

контактная система дифавтоматов

Контактная система дифавтоматов состоит из неподвижных и подвижных контактов соединенных с клеммами защитного аппарата. Подвижные контакты соединяются с выходными клеммами при помощи гибкой электрической связи. «Серьезные» производители покрывают контакты слоем металлокерамики на основе серебра. Применение металлокерамики значительно снижает переходное сопротивление и увеличивает стойкость контактов к износу. Для обеспечения более плотного прилегания контактов, во включенном состоянии они подпружиниваются.

Механизм включения-отключения состоит из системы рычагов и пружин. Он устроен таким образом, чтобы контакты замыкались и размыкались быстро, независимо от скорости движения рычага включения. Во включенном состоянии, при срабатывании токовых расцепителей механика мгновенно размыкает контакты. Быстрое размыкание контактов происходит за счет энергии предварительно взведенной отключающей пружины.

Гашения дуги, возникающей при разрыве больших токов, происходит в дугогасительных камерах. Камеры изготавливают из фибры, которая при нагреве выделяет газы способствующие гашению дуги. Внутри дугогасящей камеры размещается ряд металлических пластин, которые рассекают и охлаждают электрическую дугу, тем самым тоже способствуют ее гашению. Для того чтобы внутри корпуса не возникало избыточное давление в нем предусмотрены специальные отверстия.

Устройство и принцип действия расцепителей дифавтомата

Ниже приведен рисунок со схематическим изображением основных элементов конструкции дифференциального автомата.

схема элементов

На рисунке цифрами и буквами отмечены следующие узлы:

  1. Электромагнитный расцепитель.
  2. Тепловой расцепитель.
  3. Трансформатор дифференциального тока.
  4. Поляризованное реле дифференциального расцепителя.
  5. Тестовый резистор.
  6. Механический расцепитель связанный с силовыми и вспомогательным контактами.

Из рисунка видно, что все три расцепителя воздействуют на один и тот же рычаг, при повороте которого освобождается планка механического расцепителя. После этого, под действием отключающей пружины, происходит размыкание контактов.

Электромагнитный расцепитель (1) представляет собой катушку с магнитным сердечником. При протекании через дифавтомат тока выше порога срабатывания (тока уставки электромагнитного расцепителя) сердечник втягивается внутрь катушки и происходит отключение автомата. Такой тип защиты специалисты называют токовой отсечкой. Отсечка применяется для защиты от токов короткого замыкания (КЗ). Обычно кратность отсечки превышает 4Iном. выключателя. Токовая осечка является защитой мгновенного действия.

Тепловой расцепитель обеспечивает максимальную токовую защиту (МТЗ). Еще ее называют защитой от перегрузки. Максимальная токовая защита обычно выставляется в районе 1.2Iном. Работает она следующим образом. На биметаллическую пластину навивается изолированный провод, по которому течет ток. При протекании токов близких к токам уставки теплового расцепителя, провод нагревается. Биметалл тоже греется и начинает деформироваться. При достаточном изгибе пластины происходит отключение автомата. Тепловая защита является защитой с выдержкой времени. Выдержка времени часто играет положительную роль. Например, пусковой ток электродвигателей значительно превышает Iном. Если бы у теплового расцепителя не было выдержки времени, при каждом пуске двигателя происходило бы отключение.

Дифференциальная защита (защита от токов утечки) реагирует на разность токов протекающих в проводах, подключенных к дифавтомату. В случае однофазной сети дифзащита сравнивает токи, протекающие в нулевом и фазном проводе. Нарушение равенства токов свидетельствует о наличии токов утечки, которые протекают «мимо» дифавтомата. Обычно токи утечки возникают при нарушении изоляции. Если разность токов превышает пороговое значение – срабатывает дифференциальный расцепитель. Назначение дифференциальной защиты это защита человека от поражения электрическим током и предупреждение возникновения пожара. Уставка дифференциальной защиты предназначенной для защиты человека обычно составляет 30 мА. Для защиты от возникновения пожара порог срабатывания выбирают в районе 100 мА и выше.

принцип действия дифзащиты

В качестве измерительного органа дифференциальной защиты используется дифференциальный трансформатор тока. Трансформатор представляет собой ферритовое кольцо с несколькими первичными и одной вторичной обмоткой. В качестве первичных обмоток выступают нулевой и фазные проводники, пропущенные через кольцо. Магнитные потоки, создаваемые проводниками, складываются в сердечнике. В отсутствии токов утечки, алгебраическая сумма магнитных потоков равна нулю. При возникновении токов утечки баланс магнитных потоков нарушается и во вторичной обмотке наводится ЭДС пропорциональная магнитному потоку в сердечнике. Измерительная ЭДС подается на поляризованное реле, которое является исполнительным органом дифзащиты. В некоторых моделях дифавтоматов измерительный ток подается на электронный модуль. При достижении порога срабатывания модуль вырабатывает сигнал отключения, который подается на отключающий электромагнит.

Для проверки работоспособности защиты от токов утечки в дифавтоматы встраивают тестовый резистор. При нажатии кнопки «Тест» ток через резистор течет «мимо» измерительного трансформатора. Тем самым имитируется ток утечки. При этом находящийся под напряжением исправный дифференциальный автомат должен отключиться.

Большинство моделей дифавтоматов не позволяют определить, какая из защит вызвала отключение. Однако в последнее время появились выключатели дифференциального тока, у которых есть специальный индикатор, сигнализирующий о срабатывании дифференциальной защиты.

Схема подключения дифавтомата

Для корректной работы дифференциальной защиты необходимо правильно подключить дифференциальный выключатель. В этом деле есть много нюансов, которые являются предметом отдельного разговора. Во-первых, следует помнить, что дифавтоматы и УЗО следует применять только в сетях с глухо заземленной нейтралью. В быту это правило обычно соблюдается. Ниже приведена типовая схема подключения дифавтомата в бытовом щитке освещения.

схема подключения

 

На схеме видно, что дифавтомат осуществляет групповую дифференциальную защиту всех электроприемников квартиры. При этом к каждому электроприемнику проложен провод защитного заземления, имеющий желто-зеленую окраску.

Важно! Для правильной работы защиты от тока утечки, корпуса электроприемников должны быть заземлены через контакт защитного заземления розетки или с помощью болта заземления на корпусе электроприемника.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

error: Content is protected !!