Подключение дифференциального автомата: пошаговая инструкция и схемы монтажа — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно подключить дифференциальный автомат. Какие существуют схемы подключения дифавтоматов. Как выбрать оптимальную схему для квартиры или дома. На что обратить внимание при монтаже дифавтомата.

Содержание

Что такое дифференциальный автомат и зачем он нужен

Дифференциальный автомат (дифавтомат) — это устройство защиты электросети, которое совмещает функции автоматического выключателя и УЗО. Основные задачи дифавтомата:

Защита от короткого замыкания
Защита от перегрузки сети
Защита от утечки тока на землю
Защита человека от поражения электрическим током

В отличие от обычного автомата, дифавтомат реагирует на появление тока утечки и мгновенно отключает подачу электроэнергии, предотвращая поражение током. При этом он также выполняет функции защиты от перегрузок и коротких замыканий.

Принцип работы дифференциального автомата

Принцип действия дифавтомата основан на измерении разницы токов в фазном и нулевом проводниках:

В нормальном режиме токи в фазном и нулевом проводах равны
При появлении утечки тока на землю возникает разница между входящим и выходящим током
Эту разницу фиксирует дифференциальный трансформатор
При превышении порогового значения срабатывает отключающий механизм
Подача электроэнергии прерывается за доли секунды

Такой принцип позволяет обеспечить надежную защиту от поражения электрическим током при прикосновении к токоведущим частям или поврежденной изоляции.

Основные схемы подключения дифавтоматов

Схема с одним дифавтоматом на вводе

Самая простая схема — установка одного дифавтомата на вводе в квартиру или дом:

Плюсы: простота, низкая стоимость
Минусы: отключается вся электросеть при срабатывании, сложно найти причину

Подходит для небольших квартир с простой электропроводкой. Не рекомендуется для частных домов.

Двухуровневая схема подключения

Более надежная и удобная схема:

На вводе устанавливается общий дифавтомат
На отходящих линиях монтируются отдельные дифавтоматы

Плюсы: селективное отключение, удобный поиск неисправностей
Минусы: более высокая стоимость, требуется больше места в щитке

Оптимальный вариант для квартир и частных домов с разветвленной электропроводкой.

Одноуровневая схема подключения

Упрощенный вариант двухуровневой схемы:

Отсутствует общий дифавтомат на вводе
На каждую группу потребителей устанавливается отдельный дифавтомат

Позволяет сэкономить на главном дифавтомате, но снижается общий уровень защиты. Подходит для небольших помещений.

Пошаговая инструкция по подключению дифавтомата

Обесточьте электрощит, отключив вводной автомат
Установите дифавтомат на DIN-рейку в электрощите
Подключите входящие провода к верхним клеммам дифавтомата

Присоедините отходящие провода к нижним клеммам
Проверьте надежность всех соединений
Включите вводной автомат и протестируйте работу дифавтомата

При подключении строго соблюдайте маркировку клемм. Неправильное подключение может привести к выходу устройства из строя.

Выбор дифавтомата: основные параметры

При выборе дифференциального автомата нужно учитывать следующие характеристики:

Номинальный ток — должен соответствовать нагрузке линии
Ток утечки — стандартное значение 30 мА
Тип — A или AC в зависимости от нагрузки
Количество полюсов — однополюсные или двухполюсные
Отключающая способность — не менее 4,5 кА

Для бытовых сетей оптимальным выбором будет двухполюсный дифавтомат типа А с номинальным током 16-25 А и током утечки 30 мА.

Типичные ошибки при подключении дифавтоматов

При монтаже дифференциальных автоматов важно избегать распространенных ошибок:

Неправильное подключение входа и выхода
Объединение нулевых проводников разных групп
Подключение заземления к нулевой шине после дифавтомата
Установка дифавтомата после обычного автомата
Использование одного дифавтомата на несколько групп

Любая из этих ошибок может привести к некорректной работе защиты или полной неработоспособности устройства. Поэтому важно тщательно изучить схему подключения перед монтажом.

Тестирование и обслуживание дифавтоматов

Для поддержания работоспособности дифавтоматов рекомендуется:

Ежемесячно проверять срабатывание кнопкой «Тест»
Контролировать затяжку клеммных соединений
Очищать от пыли и загрязнений
Заменять устройство каждые 5-7 лет эксплуатации

При обнаружении неисправностей или отказе в срабатывании дифавтомат подлежит немедленной замене. Эксплуатация неисправного устройства защиты недопустима.

Как подключить дифференциальный автомат: возможные схемы подключения + пошаговая инструкция

Статьи по электротехнике — sksbrest.by

23.10.2020
Опубликовано focus-admin

24 Июн

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.

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 срабатывает дифавтомат и отключает электричество.

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.

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

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 концевой выключатель. Так надо, чтобы можно было проводить ремонт электропроводки в одной комнате без выключения света во всей квартире.

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.

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

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.

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:

Надежность и безопасность. Дифавтомат первого уровня, по сути, является дублирующим и способен отключать электроэнергию одновременно со следующими за ним защитными устройствами.
Легкость поиска электроконтура, в котором возникла неисправность.
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.

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

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.

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.

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

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.

В старых многоэтажках и частных домах заземляющая система 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 разобраны в статье, посвященной вопросам сравнения двух типов защитных устройств для электропроводки.

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

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.

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.

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

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.

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

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

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:

Проверить целостность АВДТ и работоспособность его тумблеров.
Зафиксировать дифавтомат на специальной металлической DIN-рейке в месте его постоянного расположения.
Отключить напряжение в квартире и проверить его отсутствие индикатором.
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.
К нижним клеммам дифавтомата подключить провода, подающие напряжение в квартиру или на последующие защитные устройства.
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 электрической сети квартиры 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:

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

Как подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Содержание

Разновидности УЗО по принципу действия

По принципу действия бывает УЗО электронное и электромеханическое.

Для работы электронного устройства недостаточно появления токовой утечки, обязательно необходима ещё питающая сеть. Его схема дополнена электронным встроенным усилителем, получающим питание от внешних источников электричества. И если по какой-то причине на этот усилитель не будет поступать напряжение, устройство не сработает. По этой причине электромеханическое УЗО считается более надёжным, чем электронное, и получило большее распространение.

Рассмотрим, как конструктивно устроено и по какому принципу работает электромеханическое УЗО. Оно состоит из четырёх основных узлов: расцепляющего механизма и электромагнитного реле (они работают в связке), самого трансформатора дифференциального тока и проверочного элемента.

К трансформатору подключены встречные обмотки фазы и ноля. При нормальном режиме сети эти провода способствуют наведению в трансформаторном сердечнике магнитных потоков, имеющих относительно друг друга встречное направление. За счёт противоположной направленности сумма этих потоков равна нулю.

Электромагнитное реле подключено во вторичную трансформаторную обмотку и при нормальном режиме сети находится в покое. Как только появляется утечка, по проводам фазы и нуля начинают течь различные токовые величины. В итоге на трансформаторном сердечнике магнитные поля будут отличаться теперь не только по направлению, но и по величине. Сумма магнитных потоков больше не равна нолю. Ток, появившийся во вторичной трансформаторной обмотке, в определённый момент достигает значения, при котором работает электромагнитного реле. Соответственно сразу же среагирует расцепляющий механизм и УЗО отключается.

Всё-таки до сих пор механика преимущественнее электроники, поэтому при покупке выбирайте электромеханическое УЗО.

Понятие дифференциального автомата

Дифференциальный автомат – это комбинированный электрический аппарат, предназначенный для работы в сетях низкого напряжения и совмещающий в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автоматического выключателя.

Назначение дифференциального автомата

Дифавтомат, называемый также автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ), служит для защиты участка электроцепи, подключенного посредством данного автомата к питающей сети, от выхода из строя в случае возникновения в данной сети повышенных токов, возникающих при перегрузках и коротких замыканиях. Данная функция идентичная назначению автоматического выключателя.

Кроме того, дифференциальный автомат может предотвратить возгорания и травмы людей и животных (возможно, со смертельным исходом), возникающие по причине утечки электрического тока через повреждения в изоляционном слое проводника либо неисправное энергопринимающее устройство, что совпадает с функционалом УЗО.

Важно! Основное преимущество дифференциального автомата перед этими двумя устройствами в совокупности – его компактность. Особенно это актуально при необходимости установки в распределительном щитке целого ряда защитных автоматов

Дифференциальный автомат

Дифференциальные автоматические выключатели широко применяются для защиты электрических систем как в быту, так и в офисных и производственных помещениях. Они ничем не уступают по своим характеристикам аналогичным УЗО и автоматическим выключателям, следовательно, не имеет каких-либо особенных ограничений в плане сферы применения. Дифавтоматы возможно устанавливать как на вводе в здание, так и на ответвительных кабельных трассах для обеспечения пожарной безопасности, а также безопасности людей и иных живых организмов.

Устройство дифференциального автомата

Основными рабочими элементами конструкции дифавтомата являются:

дифференциальный трансформатор;
электромагнитный расцепитель;
тепловой расцепитель.

Трансформатор, входящий в состав дифференциального автоматического выключателя, имеет несколько обмоток, количество которых напрямую зависит от числа полюсов устройства. Он предназначен для сравнения токов нагрузки проводников.

В случае их несимметричности на выходе из вторичной обмотки рассматриваемого трансформатора внутри дифференциальногоустройства возникает ток утечки, поступающий на пусковой элемент, который немедленно производит размыкание силовых контактов автомата дифференциального тока.

Электромагнитный расцепитель – это специализированный магнит с сердечником, оказывающий воздействие на отключающий механизм. Срабатывает указанный магнит в случае достижения током нагрузки порога срабатывания (в частности, при коротком замыкании). Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно – за доли секунды.

Тепловой расцепитель предназначен для защиты электрической сети от токовых перегрузок. Конструктивно тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, отличающаяся эффективностью действия именно в подобных режимах. Механизм расцепления при этом срабатывает посредством изгиба пластины как следствия прохождения через нее повышенных токов. Срабатывания теплового расцепителя происходит не мгновенно, а с выдержкой некоторого времени, причем время его срабатывания напрямую зависит от величины тока нагрузки, проходящего через дифавтомат, а также от температуры окружающей среды.

Монтаж

Один раз в месяц рекомендуется осуществлять проверку дифференциального автомата на работоспособность. Для этого в его устройстве предусмотрена кнопка «test», подключаемая последовательно с сопротивлением. При ее нажатии осуществляется подача напряжения на специальный контакт. Если дифавтомат исправен, то в этом случае он должен отключиться.

Важно! Если ваше устройство успешно прошло подобный тест, то вы можете быть уверены только в том, что целостность цепи не нарушена. Но это не дает вам гарантии, что ток утечки отключения и скорость срабатывания дифференциального автомата соответствуют должным требованиям

Помимо прочего, выключатель дифференциального тока может успешно проходить «test»-проверку, но при этом он проигнорирует реальную утечку электроэнергии по причине неверной установки его в сеть.

Производители дифференциальных автоматов

Помимо понятия о том, что это такое, диф автомат, необходимо иметь элементраные знания о фирмах-производителях данных устройств, самыми популярными среди которых на мировом рынке являются ABB, LeGrand, Schneider Electric и Siemens. Среди отечественных производителей можно выделить КЭАЗ, IEK и DEK raft.

4 основные причины ложного срабатывания диф.

Срабатывает при отключенной нагрузке.

Проблема возникает при тотальной изношенности изоляции проводки либо при неправильном ее монтаже, механическом повреждении. В таком случае, могут проявиться спонтанные утечки тока, связанные с влажностью воздуха. Чтобы выяснить корень проблемы придется провести ремонт-ревизию проводки. Отключая из распределительной коробки отдельные цепи (розетки, освещение, отдельные комнаты и приборы) ищем неисправный участок.

При замыкании нулевого проводника и заземления.

Не смотря на то, что эти два проводника соединяются в коробке щитовой, увеличивая суммарное сечение проводника, мы как бы разделяем ток на 2 потока и соответственно токи линейного и нулевого провода будут отличаться и дифференциальный трансформатор будет ложно выключаться.

При включении нагрузки.

Если при включении приборов постоянно отключается дифавтомат – это свидетельствует о неправильной работе прибора и продолжать его эксплуатацию небезопасно. Скорее всего, в приборе повреждена изоляция токоведущих проводников и это может стать причиной электротравматизма или пожара.

При скачке напряжения.

Если дифавтомат выполнен по электронной схеме защиты, то при превышении номинального напряжения, он отключает его от управляющей платы и происходит разрыв цепи.

Конструкция и особенности

При построении электрических систем для их защиты, а также обеспечения безопасного использования, применяются различные модули. Одним из них является дифференциальный автомат. Это комбинированное устройство, объединяющее в одном корпусе автоматический выключатель и устройство защитного отключения (УЗО).

Его использование позволяет одновременно защищать электрические кабели и оборудование от аварийных скачков потребления мощности системы и отключать подачу тока при возникновении его утечки. По внешнему виду он напоминает дифференциальное реле (другое название УЗО), но при этом существует ряд различий.

Выяснить, где дифавтомат, а где реле на самом деле несложно. Если сравнить маркировку изделий, то можно заметить, что на УЗО нет обозначения буквенной характеристики расцепителей, то есть, когда на модуле написано C10 — это дифференциальное устройство, а если 10А — это реле.

Состав дифавтомата

Конструкцию защитного изделия можно разделить на 2 части — механическую и электронную. Первая состоит из механизмов коммутационного типа и контактной группы, предназначенной для подключения входных и выходных кабелей, а вторая содержит трансформатор дифференциального тока.

Можно выделить следующие основные элементы конструкции модуля:

винтовые клеммы;
контактные группы;
электромагнитный расцепитель;
тепловой расцепитель;
дугогасительная камера;
канал отвода газов;
рычаг включения и отключения;
контрольную схему;
трансформатор тока;
регулировочный винт.

Рычаг включения предназначен для подключения нагрузки к линии электропередачи. Тепловой расцепитель собирается на пластине, получаемой методом спрессовки двух металлов с разной теплопроводностью, что при нагреве позволяет ей изгибаться. Электромагнитный прерыватель — это катушка с сердечником, удерживаемым пружиной. При возникновении короткого замыкания в ней возникает магнитный поток, сила которого превышает усилие пружины.

Таким образом, комбинированное устройство, как и пакетный выключатель в своём составе имеет 2 расцепителя — электромагнитное и тепловое. Они отключают электрическую линию в случае возникновения на ней тока короткого замыкания, или если подключенное к ней оборудование начинает потреблять недопустимо высокую мощность. Это может происходить из-за повреждения изоляции кабеля или неисправности техники.

Принцип действия

В автомате комплексной защиты используется трансформатор. В основе его работы лежит принцип изменения равновесия магнитного потока. Трансформатор представляет собой тороидальный ферромагнетик, на котором намотано 2 обмотки, фактически образующих 2 катушки.

К первой подключается фазовый провод электрической линии, а ко второй — нулевой. Проходя через витки в прямом и обратном направлении, ток создаёт в каждой обмотке магнитное поле. Эти потоки равны друг другу по величине и противоположны по направлению. В результате создаётся сбалансированная ситуация, так как эти поля взаимно уничтожаются.

Если же в подключённой линии происходит пробой изоляции или возникает контур на землю, то баланс магнитных потоков нарушается. В трансформаторе возникает напряжение, которое прикладывается к управляющим выводам реле. Оно срабатывает и разрывает целостность электролинии, обесточивая участок цепи, подключённый к ней.

Работа трёхфазного дифавтомата происходит аналогичным образом, но при намотке трансформатора используется 4 обмотки, 3 из них являются фазовыми и 1 нулевая. Если ток утечки отсутствует, суммарный магнитный поток также будет равен 0. В случае возникновения потерь тока хотя бы на одном из фазовых проводов, появляется магнитное поле, вызывающее срабатывание реле.

Чтобы устройство среагировало на большое значение тока, используется соленоид (катушка с сердечником) и тепловой расцепитель. При возникновении короткого замыкания ток на линии мгновенно возрастает, что приводит к втягиванию сердечника соленоида. Его перемещение приводит в действие механизм расцепителя, размыкающего силовые контакты. При мгновенном разрыве контактов образуется дуга, для гашения которой используется дугогасительная камера, состоящая их набора пластин. Образовавшиеся газы выводятся через вентиляционное отверстие.

Монтаж и подключение

Перед тем как непосредственно приступить к подключению дифавтомата в однофазную сеть или трёхфазную, его устанавливают в электрический щиток. Монтаж не связан с какими-то сложными действиями и по силам даже не очень опытному человеку.

По рекомендациям электриков устройство перед установкой необходимо внимательно проверить на отсутствие трещин и сколов. Далее, следует обесточить входную линию. Для этого обычно выключается вводный автомат, располагающийся перед счётчиком.

Сам модуль дифференциальной защиты закрепляется на дин-рейку, заранее установленную в щитке. Эта планка имеет выступы с верхней и нижней стороны, а устанавливаемое изделие защёлку на тыльной стороне.

Для сцепления их между собой на рейку надевается верхнее крепление, а затем с небольшим усилием прижимается низ устройства до щелчка. После чего в горизонтальной плоскости автомат можно перемещать в любое место по всей длине дин-рейки. С нужных проводов снимается изоляция — около 10 мм — после чего они вводятся в гнёзда автомата и прижимаются винтовыми зажимами. Существует правило, что вводные провода заводятся сверху, а идущие к нагрузке снизу. Также выдерживается цветовая маркировка провода: фазовые выполняются коричневым цветом, нейтральные — синим, а заземление — зелёным.

Как только устройство будет установлено на своё место, переходят к его подключению. При этом отличие однофазной сети от трёхфазной заключается в количестве токовых проводов: 1 или 3, а принцип расключения одинаковый. Существуют три вида соединения:

вводное;
селективное;
с заземлением.

Типовое коммутирование

Наиболее распространённым вариантом является схема подключения дифавтомата в качестве вводного устройства. Такое расположение подразумевает его установку сразу же в линии после счётчика или вводного отдельного автомата. Тут принципиальной разницы, где устанавливать устройство: до или после вводного пакетного выключателя, нет.

Расключение происходит следующим образом: фазовый провод, идущий от счётчика, заводится в верхнюю клемму устройства, обозначаемую на корпусе латинской буквой L, нейтральный фиксируется в клемме, подписанной буквой N. С нижних контактов дифавтомата нейтральный провод заводится на нулевую колодку, а фазовый подключается к пакетным выключателям. Затем с каждого выключателя он направляется в сторону защищаемой им нагрузки, туда же протягивается нейтральный провод с клеммой колодки.

Такое подключение позволяет защитить все провода и оборудование от повреждения, а человеческий организм от тока утечки в случае возникновения аварии на любой распределительной линии. Но при этом обесточен будет весь дом, причём это касается как розеточной группы, так и освещения.

Селективная схема

Здесь используется как вводный дифавтомат, так и отдельные модули на различные нагрузочные линии. Начало коммутирования совпадает с предыдущим способом. Но перед расключением пакетных автоматов провода подключаются к групповым комбинированным устройствам. Для этого фазовый проводник подсоединяют к стоящему сразу за ним дифференциальному модулю, а от него уже ставят перемычку ко второму, и так проходят все устройства. Нейтральный же проводник от нулевой шины подводят к каждому автомату своим отрезком провода. С выхода модулей проводники заводят на пакетные выключатели, а затем к нагрузке.

Преимуществом такого варианта является способность системы обесточивать часть схемы, где произошла авария, при этом оставшаяся будет полноценно работать. Селективность схемы подразумевает использование устройств от большего к меньшему, то есть вводное устройство должно иметь большие электрические характеристики срабатывания, чем групповые. Например, устанавливаемый модуль на группу выбирается с током утечки 30 мА, а вводный 100 мА.

В частном секторе электрокабель состоит из 3 проводов для однофазной сети и 5 для трёхфазной. Дополнительным проводником является заземление. В этом случае заземляющий элемент подключается на отдельную колодку и с неё напрямую проводится к нагрузке.

Как только расключение будет закончено, с помощью мультиметра следует проверить, нет ли на линиях короткого замыкания. Если всё в порядке включается вводный автомат. Работоспособность дифференциальных модулей проверяется с помощью кнопки «тест», предусмотренной в их конструкции.

Классификация дифференциальных автоматических выключателей

Продуценты электротехнического оборудования выпускают разнообразные виды дифавтоматов. Выбор конкретно устройства зависит от мощности и вида потребителей электроэнергии, функций, которые предполагается придать изделию, типу электрической сети. Для облегчения поиска требуемого варианта выключателя используется их классификация по типу и назначению.

По токовому расцеплению автоматы делятся на три класса, каждый из которых показывает, при каких значениях тока происходит мгновенный разрыв электрической цепи.

Тип B. Изделие срабатывает, если ток в сети до 5 раз превышает номинальный показатель.
Тип С. Критическое значение тока до 10 раз выше номинального.
Тип D. Реакция автомата происходит при 10—20-кратном превышении тока в сети над нормой.

Показатели электромагнитного разрыва цепи маркируются на корпусе автомата. Обозначение D 15 показывает, что устройство рассчитано на номинальный ток в 15 А, а срабатывает при 150—300 А.

По виду электросети. Делятся на однофазные (U = 220 В) и трёхфазные (U = 380 В). Им соответствует однополюсное и четырехполюсное электрооборудование.
По времени срабатывания систематизируются: на немедленного действия и селективные. Функции селективных устройств — предотвращение пожара в случае повреждения изоляции проводов и кабелей. Отключение сети происходит при I = 100 — 500 мА. Время — до 0,5 секунды. Для аппаратов мгновенного действия показатели токов отключения находятся в коридоре 6—30 мА, времени — не дольше 0,05 секунды.
По предельному току отключения: Маркировка от 3000 до 10000 указывает на максимальное значение тока в А, которое выдержит дифференциальный выключатель при коротком замыкании без нарушения эксплуатационных и функциональных качеств. В городской квартире, где немного мощных потребителей и в частном домовладении применяют аппараты, рассчитанные на низшие показатели тока (до 4500 А). Высшие показатели характерны для промышленных объектов

При выборе изделий обязательно принимают во внимание состояние электропроводки. При слабых линиях с обветшалой изоляцией проводов рискованно применять выключатели с высокими пороговыми значениями устройства.

Как подключить дифавтомат

Схема подсоединения дифференциального автомата довольно просто читается любым человеком с электротехническим образованием. Эта схема практически не отличается от способа подключения других устройств, которые устанавливаются в распределительной аппаратуре. Дифференциальный автомат должен быть правильно подсоединен к нулю и фазным проводам лишь той линии, которую он должен будет защищать.

Схема подключения вводного дифавтомата

Стоит рассмотреть несколько популярных способов подключения дифавтоматов. Один из них принято называть «вводной автомат», потому что устройство устанавливается в распределительном щите на вводном кабеле и выполняет защиту совершенно всех цепей в этой сети.

Дифференциальный автомат для подобной схемы необходимо выбирать очень внимательно, учитывая максимальную рабочую мощность и другие характеристики электрической сети. Основными преимуществами данного метода защиты являются:

довольно небольшая цена одного устройства;
хорошая компактность дифавтомата.

А также стоит упомянуть про такие недостатки дифференциального автомата:

при возникновении поломки выключается подача напряжения на все помещение;
процесс ремонта займет большое количество времени, потому что тяжело определить точное место поломки и причину отключения.

Схема подключения отдельного дифавтомата

Следующий способ считается оптимальным. Дифавтомат нужно поставить перед каждой группой потребителей электрической энергии. К примеру, дифференциальные автоматы ставятся на освещение, водонагревательный бак и розетки. Такой способ является наиболее безопасным для защиты устройств и человека.

При сборке подобной схемы необходимо установить общий дифавтомат с большими рабочими характеристиками, чем у отдельных устройств. Например, когда отдельные устройства рассчитаны на утечку тока 30 миллиампер, то у общего автомата это значение обязано быть не менее 100 миллиампер. В случае если эти дифавтоматы будут совершенно одинаковыми, то при поломке в одной группе, сразу сработает основной и групповой автомат. Это способно привести к выключению всей электрической сети. Чтобы этого не произошло, стоит поставить устройство селективного типа. Он срабатывает с маленькой задержкой, поэтому появляется возможность организации последовательного выключения дифавтоматов.

Главные достоинства данного способа такие:

наиболее высокий уровень защиты;
при выключении становится понятно, на какой группе электрической сети произошла поломка.

Недостатки этой схемы такие:

высокая цена комплекта дифференциальных автоматов;
устройства занимают много места в распределительном щите;
установка автоматов представляет большую сложность.

Схема подключения дифавтомата без использования заземления

Раньше практически все здания оборудовались заземлением. Для этого от дома к земле отводился специализированный контур, к которому подсоединялись все крупные элементы электрической сети. Сейчас технологии строительства редко предполагают присутствие в здании системы заземления. В этом случае установка дифференциального автомата считается не только рекомендацией, но и требованием по электрической безопасности

Дифавтомат будет являться заземляющим устройством, что очень важно для обеспечения защиты от большой утечки тока

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.

Разностный двигатель | счетная машина

Difference Engine

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:: Джозеф Клемент

Похожие темы:: калькулятор

Просмотреть весь связанный контент →

Разностная машина , ранняя вычислительная машина, почти первый компьютер, разработанный и частично построенный в 1820-х и 30-х годах Чарльзом Бэббиджем. Бэббидж был английским математиком и изобретателем; он изобрел скотовоза, реформировал британскую почтовую систему и был пионером в области исследования операций и актуарной науки. Именно Бэббидж первым предположил, что погоду прошлых лет можно узнать по годичным кольцам деревьев. Он также всю жизнь увлекался ключами, шифрами и механическими куклами (автоматами).

Будучи одним из основателей Королевского астрономического общества, Бэббидж видел явную потребность в разработке и создании механического устройства, которое могло бы автоматизировать длительные и утомительные астрономические вычисления. Он начал с письма в 1822 году сэру Хамфри Дэви, президенту Королевского общества, о возможности автоматизации построения математических таблиц, в частности, таблиц логарифмов для использования в навигации. Затем он написал статью «О теоретических принципах машин для вычисления таблиц», которую он прочитал обществу позже в том же году. (Он получил первую золотую медаль Королевского общества в 1823 году.) Используемые в то время таблицы часто содержали ошибки, которые могли быть вопросом жизни и смерти для моряков в море, и Бэббидж утверждал, что, автоматизировав производство таблиц, он могли убедиться в их точности. Заручившись поддержкой в обществе своей «Разностной машины», как он ее называл, Бэббидж затем обратился к британскому правительству с просьбой о финансировании разработки, получив один из первых в мире государственных грантов на исследования и технологическое развитие.

Еще из Britannica

компьютер: The Difference Engine

Бэббидж очень серьезно подошел к проекту: он нанял мастера-механика, устроил пожаробезопасную мастерскую и соорудил пыленепроницаемую среду для тестирования устройства. До этого расчеты редко проводились более чем с 6 цифрами; Бэббидж планировал регулярно получать 20- или 30-значные результаты. Разностная машина была цифровым устройством: она работала с дискретными цифрами, а не с гладкими величинами, а цифры были десятичными (0–9).), представленные позициями на зубчатых колесах, а не двоичными цифрами («битами»), которые немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц предпочитал (но не использовал) в своем «Счетчике шагов». Когда одно из зубчатых колес поворачивалось от 9 до 0, это заставляло следующее колесо продвигаться на одну позицию, неся цифру, точно так же, как работал калькулятор Лейбница «Счетчик шагов».

Однако разностная машина была больше, чем простой калькулятор. Он механизировал не просто один расчет, а целую серию расчетов с рядом переменных для решения сложной задачи. Он вышел далеко за рамки калькуляторов и в других отношениях. Как и современные компьютеры, разностная машина имела хранилище, то есть место, где данные могли временно храниться для последующей обработки, и была разработана для штамповки выходных данных в мягкий металл, который впоследствии можно было использовать для изготовления печатной формы.

Тем не менее, разностная машина выполнила только одну операцию. Оператор настраивал все свои регистры данных с исходными данными, а затем одна операция многократно применялась ко всем регистрам, что в конечном итоге приводило к решению. Тем не менее, по сложности и дерзости конструкции он затмил любое существовавшее тогда вычислительное устройство.

Полный двигатель размером с комнату никогда не строился, по крайней мере, Бэббиджем. Хотя он и получил несколько правительственных грантов, они были спорадическими — правительства менялись, финансирование часто заканчивалось, и ему приходилось лично нести часть финансовых расходов — и он работал с допусками современных методов строительства или почти сталкивался с ними. многочисленные трудности строительства. Все проектирование и строительство прекратились в 1833 году, когда Джозеф Клемент, механик, ответственный за фактическое создание машины, отказался продолжать работу, если ему не внесли предоплату. (Завершенная часть разностной машины находится в постоянной экспозиции Музея науки в Лондоне. ) См. также Аналитическая машина.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Пол А. ФрейбергерМайкл Р. Суэйн

Разностная машина Чарльза Бэббиджа | Музей Уиппла

Хотя машина могла вычислять только полиномиальные функции, они могли аппроксимировать логарифмы и тригонометрические функции, что было очень полезно для ученых и штурманов. Бэббидж часто нуждался в поддержке устройства со стороны своих друзей из высшего научного общества, и Джон Гершель использовал морское сравнение с большим риторическим эффектом:0003

«Необнаруженная ошибка в логарифмической таблице подобна затонувшей скале в море, но не обнаруженной, о которой невозможно сказать, какие крушения могли произойти.» Сэр Джон Гершель, 1842 (2)

Понятно, что правительство больше интересовались надежными таблицами, чем машиной в принципе. Демонстрационная модель была построена в 1832 году, но, несмотря на все его усилия, Бэббидж так и не увидел, как хоть один из его двигателей заработал.

Финансирование было официально прекращено в 1842 году, когда он потратил более 17 000 фунтов стерлингов, что в десять раз больше, чем планировалось изначально. К некоторому смущению, британское правительство приобрело разностную машину, основанную на оригинальной конструкции Бэббиджа, созданную шведами Георгом и Эдвардом Шютцем, которую они продемонстрировали на Всемирной выставке в 1855 году. Однако Бэббидж уже был занят более серьезными проблемами.

Фрагмент Генри Бэббиджа

Одной из причин провала Разностной машины № 1 была растущая озабоченность Бэббиджа еще более амбициозным проектом, его Аналитической машиной, машиной более революционной, но более простой по конструкции, над которой он начал работа в 1834 году.

Вдохновленный перфокартами, которые использовались для настройки промышленного ткацкого станка Жозефа Мари Жаккарда, аналитическая машина «хранила» числа и промежуточные результаты, в то время как отдельная «фабрика» обрабатывала их арифметически. Его архитектура и степень программируемости побудили многих назвать его предшественником электронного компьютера. За письменное описание того, как можно использовать аналитическую машину для вычисления ряда чисел, Ада Кинг, графиня Лавлейс, была названа первым программистом.

Бэббидж многому научился при разработке аналитической машины и в 1847 году начал работу над своей разностной машиной №. 2, который мог вычислять гораздо большие полиномы, чем исходный двигатель, и требовал только одной трети количества деталей.

Однако номер разностной машины. 1, пусть и незавершенная, занимает свое место в компьютерной истории. После его смерти сын Бэббиджа Генри продолжил решать инженерные проблемы своего отца, унаследовав оригинальные компоненты, сделанные во время неудачных попыток строительства.

Рекомбинируя эти компоненты, Генри создал частичный фрагмент из коллекции Уиппла (Изображение 2) в 1879 году, чтобы продемонстрировать осуществимость замысла его отца. Этот фрагмент имеет только две оси по сравнению с семью в оригинале, поэтому он может выполнять только очень простые вычисления.