Подключение дифавтомата: схема с заземлением и без заземления

Виды систем уравнивания потенциалов

Выделяют две разновидности системы уравнивания потенциалов (СУП) — основную (ОСУП) и дополнительную систему (ДСУП). Рассмотрим каждую подробнее и разберём, в чём заключается различие между ними.

ОСУП

Согласно пункта 1.7.82 ПУЭ:

Если брать по крупному, то ОСУП состоит из:

• Главной заземляющей шины (ГЗШ).
• Заземляющего устройства.
• Защитных РЕ-проводников, которые подключаются к корпусам электроприборов (к открытым проводящим частям).
• Проводников уравнивания потенциалов, которые подключаются к сторонним проводящим частям (различным конструкциям, которые не являются частью электроустановки).

ОСУП может выглядеть так:

Основная СУП – в центре которой находится ГЗШ

ОСУП – это СУП, которая имеет в своей основе ГЗШ или шину РЕ. При этом к этой шине по отдельности подключены проводники уравнивания потенциалов, а защитные РЕ-проводники могут быть подключены как к ГЗШ, так и к шине РЕ, если она имеется отдельно (как это показано выше).

Если ГЗШ и шина РЕ – одно и то же (так может быть в небольшом частном доме), то к ней присоединяются и защитные проводники, и проводники уравнивания потенциалов:

PE шина в роли ГЗШ в небольшом здании

ДСУП

Эта система, как следует из названия, служит для дополнения ОСУП. Применяют ДСУП для помещений, в которых присутствует повышенная опасность поражения электрическим током. В то же время, в данном помещении много открытых и сторонних проводящих частей, которые требуют уравнивания потенциалов. Примером может служить та самая ванная комната, которую мы рассматривали в начале статьи.

ДСУП – дополнительная система уравнивания потенциалов в ванной

Система состоит из проводников уравнивания потенциалов, которые соединяются посредством коробки уравнивания потенциалов (КУП).

При создании ДСУП нужно соединить РЕ-шину, находящуюся в КУП, с шиной РЕ или ГЗШ с помощью медного провода сечением не менее 6 мм2. Далее, проводниками уравнивания потенциалов подключают все металлические поверхности и все инженерные системы (точнее – открытые и сторонние проводящие части), находящиеся в комнате.

Заземляющие контакты электрических розеток в ванной также могут быть подключены к ДСУП. Но обычно это делается РЕ-проводниками, водящими в состав питающего кабеля.

Согласно пункту 7.1.88 ПУЭ,

Кроме того, “не допускается использовать для саун, ванных и душевых помещений системы местного уравнивания потенциалов“. Но об этом мы поговорим в следующей статье!

Практические советы по установке дифавтоматов

Новые дома оборудованы розетками с заземлением и щитком с защитными устройствами. Остается выбрать розетку и выяснить, к какому именно автомату она подсоединена. Если там стоит УЗО, его нужно демонтировать и поставить дифавтомат. В старых домах всё гораздо сложнее. Заземления нет, автоматической защиты тоже нет. Начинают с монтажа контура заземления. Возле дома или в подвале устанавливают три оцинкованные трубы. Их длина — от 50 см. Располагают трубы так, чтобы они были вершинами треугольника. Если не выходит, можно и на одной прямой. К одной трубе прикручивают с помощью болта провод — его тянут в квартиру, к щитку.

Евророзетку для стиралки подключают к дифавтомату, установленному в щитке специально для этой цели. Прибор подбирается с учетом тока, потребляемого техникой. Его определяют, исходя из номинальной мощности. Мощность, кВт, делят на напряжение, В. Потом добавляют 20 % — это будет средний ток. Берут вариант с током, равным расчетному значению или немного большим.

Нужно ли заземление для УЗО

Очень многие хозяева жилья уверены, что защитное устройство будет правильно работать лишь при наличии трехпроводной электрической цепи, с проводниками фазы, нуля и заземления. По этой же причине часто возникает вопрос, УЗО или заземление что лучше. Для того чтобы дать правильный ответ, необходимо разобраться в назначении каждого из них.

Известно, что основной функцией УЗО является отключение оборудования при появлении токовой утечки на корпус. Таким образом, удается избежать поражения человека электротоком. Заземление устанавливается с той же самой целью, только работает оно по другой схеме. Когда электрический ток появляется на нетоковедущих частях, за счет заземления создается короткое замыкание. В результате, происходит срабатывание максимальной токовой защиты автомата и обесточивание оборудования. Следовательно, оба метода защиты могут применяться отдельно, а при необходимости и совместно, дополняя друг друга. Поэтому обязательной установки заземления при использовании УЗО не требуется и защитное устройство может применяться даже в двухпроводной однофазной сети, в которой отсутствует штатное заземление. Данный вывод подтверждается и конструкцией самого прибора, где имеются фазные и нулевые клеммы, а отдельная клемма для заземляющего провода отсутствует

На это следует обратить особое внимание, поскольку заземление в обязательном порядке устанавливается лишь в домах современной постройки

В старых же домах, построенных еще во времена СССР, до сих пор используются двухпроводные сети, без проводника заземления. В таких случаях, защитные устройства особенно необходимы. Вся разница в срабатывании УЗО с заземлением и без заземления, состоит лишь во времени срабатывания. При наличии заземления срабатывание происходит практически мгновенно. УЗО без заземления срабатывает только в момент касания корпуса прибора, находящегося под напряжением. Поэтому степень защиты получается уже не такая надежная, как в первом варианте, но тем не менее, даже в этом случае УЗО защищает от неприятных последствий поражения электротоком.

Частые ошибки при подключении

Неверные действия при установке УЗО приводят к неприятным последствиям: аппарат срабатывает даже без утечки тока в электроцепи и нормальной нагрузке. Опасность несет другая ситуация, когда срабатывания не происходит при наличии утечки тока.

Наиболее распространенные ошибки при проведении электромонтажных работ:

1. После дифференциального автомата имеется заземление с нейтральным проводом. К примеру, нуль объединен с открытым участком электрической установки или с нулем проводника защиты. Чтобы не допускать этой грубой ошибки, нужно использовать фазу и ноль одного конкретного выключателя. Это даст возможность избежать соединения фазы и нуля, проведенных через защитную систему, с другими фазовыми и нейтральными проводниками.
2. Неполнофазное подключение защиты. Проблема состоит в неправильном подключении нагрузки до выключателя рабочей нейтрали. Ток, идущий через нагрузку, является дифференциальным для устройства защитного отключения. Это приводит к ложным срабатываниям УЗО.
3. Скрученное заземление и нулевой проводник в розетке. Последствие этого — ложное срабатывание при включении одного из электрических приборов. Нагрузка присоединяется к цепи, не входящей в зону ответственности УЗО. Иными словами, ток направляется по перемычке.
4. Соединение пары дифференциальных переключателей со скрученными нулевыми проводами. В результате такой ошибки по обоим аппаратам идет дифференцированный ток и срабатывают без реальной необходимости один или сразу два УЗО.
5. Установлены несколько УЗО с неверно присоединенными нулями. Последствие этого — одновременное срабатывание дифференциальных приборов.
6. Некорректное подключение фазы и нуля при наличии нескольких УЗО и разных дифференциальных выключателях. К примеру, нагрузку присоединяют к нулю, который должен защищать другую электроцепь. Результат ошибки — ложные срабатывания одной или обеих систем.
7. Нарушение полярности при выполнении подключения: фаза идет на ноль, а нулевой проводник — на фазовый. Вследствие этого не срабатывает дифференциальный выключатель, так как токи текут в одну сторону. Это приводит к отсутствию взаимной компенсации магнитных токов. Входящую фазу нужно направлять в клемму, промаркированную буквой L, а входящий ноль — присоединять к клемме, обозначенной как N. Верхние клеммы в приборе входящие, а нижние — исходящие.

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.

Почему подключение дифавтомата в однофазной сети без заземления может работать не корректно и надо ли его ставить

С советских времен бытовая проводка всех старых зданий работает по системе заземления TN-C.

Она основана на том, что в квартирах прокладывались не три, а всего два провода для работы электрических приборов. При передаче электроэнергии по кабельным и воздушным ЛЭП тоже не создавалась магистраль для защитного отключения.

При этом экономили на материалах и времени выполнения монтажных работ.

Для обеспечения безопасности в некоторых случаях использовали зануление или применяли разделительные трансформаторы в помещениях повышенной опасности и рисками получения электротравм.

Система заземления TN-C все еще действует в большинстве жилых зданий нашего государства. Ее опасность состоит в том, что при пробое изоляции бытового прибора, например, стиральной машины опасный потенциал фазы проникает на корпус и никуда не стекает.

Стиралка стоит на диэлектрическом полу, изолирована от земли. Когда человек, имеющий контакт с контуром заземления, случайно дотронется до ее корпуса, то через его тело начнет стекать опасный аварийный ток к нейтрали трансформаторной подстанции.

Отключит ли его автоматический вводной выключатель — еще тот вопрос, на который нет однозначного ответа. Да, если и отключит, то неприятностей хватит с избытком.

Теперь разберем ситуацию, что происходит, если к системе TN-C в квартирный щиток дополнительно подключен дифференциальный автомат или УЗО.

При пробое изоляции и проникновении потенциала фазы на корпус ток утечки может и не возникнуть из-за высокого диэлектрического сопротивления корпуса. Это худший случай. А в лучшей ситуации диф орган его почувствует и отключит напряжение.

Разбираем дальше опасную ситуацию, когда уставка дифавтомата не обеспечивает отключение создавшегося аварийного режима. Представим, что человек притронулся к корпусу с потенциалом фазы и через его тело пошел ток замыкания на землю.

В этом случае подключение дифавтомата к сети TN-C однозначно оправданно. Он почувствует утечки и отключит питание, чем спасет человека от дальнейшего воздействия опасного тока.

Только здесь пострадавший какое-то время будет находиться под напряжением. Этот период связан с техническими возможностями защитного модуля. Ему требуется:

• выявить момент возникновения стекания тока фазы на контур земли;
• обработать информацию логической схемой;
• отключить питание разрывом силового контакта.

Суммарное время всех этих необходимых процессов происходит не мгновенно, а занимает порядка двух периодов синусоиды, зависит от конструкции защитного модуля и степени его быстродействия.

Опять же надо понимать, что самые быстрые и надежные защиты дешево стоить не могут по определению.

Выполняя подключение дифавтомата в однофазной сети без заземления, мы полностью не исключаем риски попадания человека под действие электрического тока во время возникновения аварийной ситуации. Однако защитный диф орган резко ограничивает время протекания аварийного процесса.

Приходим к простому выводу.

Дифференциальный автоматический выключатель, установленный в бытовой проводке, работающей по системе заземления TN-C, способен спасти жизнь человека и уменьшить вредное воздействие электрического тока.

Как вы будете решать этот вопрос: ставить дополнительный модуль защиты в старую проводку или не пользоваться им зависит только от вас. Никто из посторонних людей не станет заботиться о вашей судьбе.

На всякий случай рекомендую посмотреть видеоролик владельца Советы электрика, в котором он наглядно объясняет, как УЗО работает без заземления и стоит ли его использовать в системе электроснабжения по схеме TN-C.

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 ошибки Иллюстрация Характерные 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 заземления

Утечка 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 дифавтомата

Оценка 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 нагрузки

Оценка 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 линий

Оценка 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 линий

Оценка 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?»

Источник

Определение, устройство и принцип работы

Понимание, как работает дифавтомат, позволяет не совершить ошибку во время его подключения. Установка устройства нередко выполняется уже в существующую электрическую сеть, а не только при ее первоначальном монтаже. Для правильного выполнения работы нужно знать возможные варианты подключения. Однако вначале еще необходимо разобраться, что такое диф автомат в электрике.

Итак, он представляет собой электромеханический прибор. Это коммутационное устройство. Оно правильно называется – автоматический выключатель дифференциального тока. Для удобства используется аббревиатура АВДТ. В его конструкцию входит устройство защитного отключения, которое обычно сокращенно принято называть УЗО, а также автоматический выключатель.

Комбинированный прибор в виде дифавтомата и отдельное УЗО Источник pikabu.ru

Благодаря объединению двух приборов после установки АВДТ удается предотвратить:

• поражение электричеством людей, если они случайно коснуться линии с утечкой тока;
• перенапряжение электрической сети из-за возросшей нагрузки;
• короткое замыкание.

Во время возникновения любой из трех ситуаций происходит отключение электросети. Ведь теперь известно, какую конструкцию имеет дифференциальный автомат – что это комбинированное устройство. Одна его часть представляет собой защитный автомат с двумя расцепителями – электромагнитный в виде катушки и тепловой, который имеет форму биметаллической пластины.

В автоматическом выключателе электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту путем отключения питания, когда в сети возникает короткое замыкание. Он реагирует на высокий ток. При этом биметаллическая пластина обесточивает электролинию, если происходит рост нагрузки больше допустимого значения. Избыточная величина определяется по степени нагреву пластинчатого расцепителя. Размыкание сети происходит, когда у него повышается температура.

Электромагнитный (поз. 1) и биметаллический пластинчатый (поз. 5) расцепитель Источник blog-potolok.ru

В АВДТ используются защитные автоматы с двумя и четырьмя полюсами. Их тип зависит от числа фаз в электросети. Конструктивной особенностью автомата является отсутствие клемм для заземления. Поэтому он соединяется только с нулем и фазой. По этой причине не должно возникать сомнения, будет ли работать дифавтомат без заземления.

Основным элементом второй части дифавтомата в виде УЗО является реле. Когда электросеть нормально функционирует, на него действуют одинаковые магнитные потоки. Поэтому не происходит разъединения электрической линии. Если же электричество начинает уходить в землю (возникают утечки тока), на реле начинают действовать магнитные потоки разной силы. В результате происходит нарушение равновесия. Поэтому реле разрывает сеть.

В конструкции дифавтомата также присутствует дифференциальный трансформатор. Именно он реагирует на разные значения тока в фазном и нулевом проводе, что позволяет определить утечку. Причиной возникновения разницы может спать контакт пользователей с приборами под напряжением или замыкание оборудования с токопроводящими поверхностями.

Конструкция защитного прибора, включая дифференциальный трансформатор Источник oboiman.ru

Производители выпускают не только электромеханические механизмы защиты. Потребителям еще доступны электронно-механические дифавтоматы. Такие устройства отличаются наличием в конструкции управляющей микросхемы.

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.