Дифавтомат без заземления – советы электрика

Предназначение и устройство дифференциального автомата. Его основные характеристики.

Чтобы правильно понять принцип подключения дифференциального автомата, необходимо разобраться, что же он из себя представляет и как работает.

• К основным опасностями в домашних электросетях можно отнести вероятность короткого замыкания и превышение предельно допустимых параметров тока (превышение нагрузки на линию). Оба этих случая приводят к опасному нагреву проводов, разрушению их изоляции, оплавлению проводников или корпусов подключенных приборов, возникновению электрической дуги. При отсутствии или несрабатывании защиты все это приводит к очень серьезным последствиям, вплоть до масштабных пожаров.

От таких аварий предохраняет автоматический выключатель (АВ). В нем предусмотрено два уровня защиты.

Не вдаваясь во все тонкости конструкции автомата, просто остановим свое внимание на защитных устройствах.При включении прибора специальная механическая система тяг, рычагов, пружин и подвижных контактов замыкает цепь между входной и выходной клеммами. Если в подключенном через автомат участке сети все в норме, он остается в таком положении сколь угодно долго.

Под номером 1 показан электромагнитный расцепитель. Это катушка-соленоид с размещенным внутри подпружиненным металлическим сердечником. При нормальных токах, проходящих через выключатель, создаваемое катушкой электромагнитное поле слишком слабо, чтобы преодолеть усилие пружины. Но в случае короткого замыкания сила тока возрастает в сотни и даже тысячи раз, соответственно резко возрастает и напряженность электромагнитного поля катушки. Сердечник перемещается, сжимая пружину, и приводит в действие механизм расцепления.

Под номером 2 – тепловой расцепитель. Это – биметаллическая пластина, являющаяся участком цепи прохождения тока через выключатель. Если нагрузка нормальная, то есть показатели силы тока в пределах указанного номинала, то она не меняет своей конфигурации. Но если токи пошли с превышением номинала, начинается ее нагрев.

Автоматы обычно ставятся на различные участки домашней (квартирной) электрической сети на разрыв фазы. Они имеют однополюсное исполнение и занимают в коробке (щите) на DIN-рейке одно модуль-место. Исключение – автоматы на вводе, где используются двухполюсные (для трехфазной сети – четырехполюсные). То есть в выключенном положении одновременно размыкается и фаза (фазы) и ноль.

• Еще одна опасность, от которой тоже требуется защита – это утечка тока. Износ изоляции, механические поломки бытовой техники, некоторые другие причины могут привести к тому, что фаза пробивается на металлический корпус приборов. Чтобы не допустить поражения током в таких ситуациях, используются устройства защитного отключения (УЗО). Другое их название – дифференциальный выключатель (ДВ).

Через УЗО всегда проходит и фаза, и ноль. Дело в том, что основным «рабочим органом» этого прибора является дифференциальный трансформатор. Он имеет характерный сердечник (поз. 3) в форме тора (замкнутое кольцо) а обмотками служат фазный провод и нулевой. Причем они расположены так, что создаваемые электромагнитные поля – противонаправленные, то есть компенсируют друг друга. Кроме того, имеется контрольная обмотка (поз.4), связанная с электромеханическим (реле) или электронным (электронный ключ) устройством размыкания.

Если в сети и подключённой нагрузке нет неполадок, то какой ток прошел в сторону нагрузки по фазному проводу, такой же должен вернуться и по нулевому в обратном направлении. Результирующего магнитного потока в сердечнике нет – он полностью компенсирован. Но если возникла утечка тока на землю, или же при пробое фазы на корпус прибора его коснулся рукой человек, равновесие нарушается.

Про это долго приходится писать, но на деле время срабатывания УЗО измеряется миллисекундами. А уставка (показатель утечки тока, вызывающей срабатывание защиты) в УЗО, устанавливаемых в бытовых сетях – всего 0,01 или 0,03 ампера. То есть главные задачи – не допустить опасных для жизни показателей силы тока и свести к возможному минимуму длительность опасного контакта.

Для чего все это говорилось? А лишь для того, чтобы привести к следующему – рассматриваемый в нашей статье дифференциальный автомат – это не что иное, как автоматический выключатель и УЗО, скомпонованные в одном корпусе.

Внешне дифференциальный автомат (или, если правильнее – автоматический выключатель дифференциального тока, АВДТ) очень схож с УЗО – такой же корпус на два модуль-места, такие же рычажок включения и кнопка «Тест». Но отличить несложно даже беглым взглядом по маркировке. У УЗО номинал подписан по принципу «цифры – буква», например, 16 А.

Чтобы дифференциальный автомат работал корректно, необходимо правильно подобрать его по основным характеристикам. Конечно же, это лучше поручить специалистам-электрикам. Но и «рядовому» пользователю, стремящемуся к пониманию всего того, что имеется в его жилых владениях, такая информация будет полезна.

Как правило, основные характеристики АВДТ указываются цифрами, буквами и условными значками на его корпусе. Есть, правда, исключения, но в основном производители придерживается если не совсем единого, то очень схожего стандарта маркировки.

Лучше всего это рассмотреть на примере.

1 – логотип и название компании-изготовителя дифавтомата. Кстати, коль затронуть вопрос бренда, то можно сразу отметить следующее. АВДТ — прибор в достаточной степени дорогостоящий, и каждому владельцу хочется, чтобы он служил как можно дольше. К сожалению, приходится констатировать, что в этой сфере производства электротехнических устройств не все обстоит благополучно – в продаже немало изделий явно невысокого качества.

Поэтому есть смысл приобретать модели проверенных, давно заслуживших непререкаемый авторитет компаний, например, «Legrand», «ABB», «General Electric», «Schneider Electric», «Moeller», «Siemens». Естественно, убедившись при покупке в оригинальности изделия и получив на него гарантию. А вот массово заполнивший рынок отечественный бренд «IEK», как это не прискорбно, в один ряд с указанными фирмами поставить пока никак не получается.

2 – наименование модели. В этом названии может сразу скрываться указание на то, что это именно дифференциальный автомат (аббревиатура АД или АВДТ). Может быть и латинская аббревиатура – полного единства в этом вопросе нет.

3 – сочетание буквы и числа, например, как на иллюстрации – С25. Число обозначает максимальные номинальный ток, то есть такой, какой прибор может выдерживать сколь угодно долго без аварийного срабатывания и без потери своей работоспособности.

Показатели номинального тока стандартизированы и ограничены следующими значениями: 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А и 63 А. Небольшие номиналы (до 16А) обычно используются для систем освещения или для розеток, в которые не предполагается включения мощной техники. Средние номиналы – для розеточных групп или даже для выделенных под мощную бытовую технику линий. Дифавтоматы с номиналом 40 А и выше обычно устанавливаются на вводе.

Буква перед номиналом – это так называемая время-токовая характеристика выключателя. Дело в том, что при пуске многих приборов кратковременное значение пускового тока может значительно превышать номинальное значение. И если АВДТ станет при этом постоянно срабатывать, то это станет мучением для хозяев.

• B – превышение тока относительно номинала в 3÷5 раз.
• С – в 5÷10 раз.
• D – в 10÷20 раз.

То есть при пуске и сопровождающем его скачке тока электромагнитный расцепитель не сработает. Но если превышение номинала оказывается длительным, то нагревается биметаллическая пластина и сработает тепловой расцепитель.

Для квартир чаще всего выбирают АВДТ категории С. Для небольшого загородного дома, в котором нет мощной техники с высокими показателями пусковых токов лучше взять дифавтомат с время-токовой характеристикой В. Ну а приборы с индексом D обычно устанавливаются на линиях с мощным оборудованием, как правило, в производственных условиях.

Гораздо реже, но все же встречаются дифавтоматы с категорией А. Предел тока срабатывания электромагнитного расцепителя у них превышает номинал всего в 2÷3 раза.

Кроме того, попадаются дифференциальные автоматы категории К и Z. Эта градация устанавливается самими производителями, и особенности эксплуатации таких приборов должны быть указаны в паспортах изделий.

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

Под заземлением бытовой проводки понимается способ ее электрического соединения с контуром земли питающей трансформаторной подстанции. Для этого используются различные технические решения передачи электроэнергии.

Общепринятая современная система заземления, обозначаемая индексами TN-S, предусматривает выделение отдельной магистрали PE индивидуальной линией от трансформаторной подстанции до каждого электрического потребителя в любой квартире.

Другие системы заземления, например, TN-C-S или ТТ тоже работают по этому принципу, но являются модификацией старой схемы TN-С с созданием дополнительного защитного контура для протекания аварийного тока по земле.

Этот РЕ проводник выполняет отдельную, чисто защитную функцию. При появлении потенциала фазы на корпусе любого бытового прибора из-за повреждения сопротивления изоляции создается замыкание на землю. Аварийный ток большой величины быстро отключается автоматическим выключателем вводного щитка.

Однако не всегда пробой изоляции сопровождается металлическим коротким замыканием. Сопротивление пробитого участка может ограничивать этот потенциал фазы и по закону Ома, создать ток утечки меньшей величины, чем выбранный номинал.

Такую нагрузку автомат просто не почувствует, а поврежденное оборудование останется в работе.

Если же вместе с обычным выключателем будет стоять дополнительное УЗО или эту схему заменит дифференциальный автомат, то ситуация изменится.

Уставки диф органа вполне достаточно для того, чтобы выявить утечку тока из цепи фаза-ноль на защитный контур. Такой модуль сработает, отключит неисправность, прекратит опасную ситуацию.

Поэтому подключение дифавтомата в однофазной сети с заземлением способно защитить человека от воздействия электрического тока через образовавшийся пробой изоляции.

Владельцу квартиры после этого просто надо будет выяснить причину отключения дифавтомата и устранить ее.

Отдельные хозяева при срабатывании защиты не ищут неисправность, а идут по пути наименьшего сопротивления: блокируют или выводят из работы защитный орган. Этим создается опасная ситуация: напряжение подается на участок с поврежденной изоляцией, а дифавтомат не способен отработать. Человек может попасть под действие тока и получить электротравму.

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.

Напоминаю, что сейчас самое удобное время для того, чтобы задать вопрос в комментариях или высказать свое мнение по этой теме.

Дифференциальный автомат представляет собой коммутационное устройство, в котором совмещаются автоматический выключатель и устройство защитного отключения (УЗО).

Существует мнение о нецелесообразности схемы с дифференциальным автоматом без заземления. Электрики мотивируют это тем, что проводка обычно выполнена в двухпроводном стандарте, а отсутствие дифавтомата потребует дорогостоящей модернизации.

Ниже пойдет речь о нюансах работы защитных устройств и о том, как подключить дифавтомат без заземления.

В зданиях старой постройки, не подвергавшихся капитальному ремонту, как правило, электропроводка выполнена по двухпроводной схеме. Проводник заземления при этом отсутствует. Если электропроводка не заменяется на трехпроводную, существует угроза безопасности использования различных приборов и устройств, требующих питания от сети переменного тока.

Заземление эффективно срабатывает при пробое фазного проводника на корпуса приборов, оборудования, на токопроводящие части сооружений. Наличие заземления не допустит поражение электрическим током, так как исключит возникновение разности потенциалов между корпусом прибора и землей.

Как же повысить безопасность эксплуатации электрической сети в помещении без заземления, если нет возможности для замены электропроводки? Выход есть.

Нередко собственники или владельцы помещений оказываются в затруднении, задаваясь вопросом, можно ли устанавливать устройства защитного отключения или дифференциальные автоматы в двухпроводной однофазной сети, когда нет заземления? Устанавливать не только можно, но и нужно. Более того, даже при наличии заземления рекомендуется, а в некоторых случаях обязательно требуется, использование дифференциальных защитных устройств. Такие устройства устанавливаются в однофазной двухпроводной сети сразу на оба проводника.

Работа дифференциального автомата или устройства защитного отключения (иногда его называют дифференциальными реле) основана на определении разницы в фазном и нулевом токах.

Если разница существует, устройство отключает подачу электричества. Разница может фиксироваться при возникновении утечки тока. При исправном электроприборе или оборудовании, утечка в нем не возникает, то есть значение тока, поступающего по фазному проводнику равно значению в нулевом проводнике.

Если происходит повреждение изоляции фазного провода, возникает разность потенциалов между ним и любым заземленным предметом. То же самое происходит при пробое на корпус электроприбора.

Если произойдет касание корпуса человеком, последний скорее всего не почувствует воздействие электричества, потому, что сопротивление тела больше сопротивления заземляющего проводника. Можно представить, что случиться, если заземление неисправно или вообще отсутствует.

Дифференциальный автомат, при возникновении подобной ситуации отключит подачу электричества и обесточит прибор. Человек, даже подвергшись воздействию электричества, не почувствует этого, потому что значение тока не превысит 30 миллиампер, а время отключения – 0,3 секунды. Такие параметры для УЗО и дифавтоматов, используемых в жилых помещениях, определены нормами.

Выбор схемы

В трехпроводной сети с заземляющим проводом, допускается подключение дифавтомата или УЗО в отдельных помещениях или на отдельные группы потребителей. Остальные группы защищаются установкой автоматического выключателя с соответствующим нагрузке номинальным током.

В двухпроводной сети, схема подключения должна предусматривать наличие защитного устройства на входе в распределительный щит. Только при соблюдении этого условия вся электропроводка окажется защищенной.

Для правильной и надежной работы электропроводки в двухпроводной сети целесообразно устанавливать дифференциальные автоматы или устройства защитного отключения на каждую группу. Каждая цепь должна защищаться отдельным устройством. Вводной дифавтомат должен иметь параметры номинального тока не меньше суммарного, который может возникнуть в защищенных цепях.

Правила подключения

Установка и подключение дифавтомата

Здесь, по сути, сложно выделить какие-либо особенности, отличающие установку дифференциального автомата от автоматического выключателя или УЗО. Поэтому – вкратце:

• Естественно, все электромонтажные работы проводятся только в обесточенном щите. И в этом нужно убедиться, чтобы быть уверенным в безопасности на все 100%.
• С тыльной стороны любого дифавтомата имеет фигурный паз для крепления прибора на стандартной DIN-рейке. То есть АВДТ надевается верхним выступом этого паза не рейку в планируемом месте установки, а затем подается вперед. Снизу имеется подпружиненная защелка, которая при нажатии захватит нижний выступавший край DIN-рейки, и прибор будет зафиксирован на ней.

• Если в этом имеется необходимость, можно зафиксировать расположение выключателя на самой рейке, чтобы не допустить его смещения вдоль нее. Для этого применяются специальные фиксаторы, металлические или пластиковые, которыми «подпирают» выключатель с одной или обеих сторон, в зависимости от соседства с другими приборами или отсутствии такового.

• Производится зачистка подключаемых к дифавтомату проводов. Лучше всего это производить специальным съемником изоляции – не повреждается сам проводник. Зачистка проводится на длину в 8÷10 мм от конца провода.

• После очередной тщательной проверки правильности расположения подходящих от сети и отходящих в сторону нагрузки проводов, производится их поочерёдное подключение к клеммам.

Для этого вначале ослабляется, слегка выкручивается винт клеммы. Затем зачищенный конец провода (или обжатый наконечник) заводится в клемму, так, чтобы не снаружи не оставалось открытого участка без изоляции. Затем с приложением должного усилия производите затяжка винта и проверка надежности соединения. Провод должен быть закреплен без малейшего намека на возможный люфт в клемме, не поддаваться на выдергивающее усилие.

• После затяжки всех клемм и еще одной визуальной проверки правильности коммутации проводов, можно включить сеть, чтобы провести тестирование дифавтомата. Во-первых, он должен включиться и удерживаться в таком положении. Если он срабатывает сразу, в схеме допущена какая-то ошибка. Во-вторых, при включённом АВДТ нажимают на его кнопку «тест» – это должно сопровождаться мгновенным срабатыванием защиты.

Итак, совершенно очевидно, что сам по себе монтаж дифференциального автомата в щите никакой чрезвычайно большой сложности не представляет. В основном соблюдаются правила, присущие для электромонтажа любых приборов с установкой на DIN-рейку.

Так что главная загвоздка при установке дифференциальных автоматов кроется не в установке их на рейку и подключении проводов к клеммам. Основная проблема — это правильное расположение защитного устройства в самой схеме квартирной электросети.

При установке дифференциальных автоматов может использоваться несколько схем. Каждая из них обладает своими особенностями и, часто, недостатками.

Посмотрим на основные применяемые варианты.

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?»