Пристрої дифенційного захисту призначені для захисту людини від ураження електричним струмом при випадковому дотику до частин електричного обладнання, яке знаходиться під напругою, а також захисту від пожеж, що можуть виникнути у результаті перегріву електричної проводки в наслідок пошкодження її ізоляції.
Принцип дії пристроїв диференціального захисту полягає у порівнянні вхідного і вихідного струмів електроланцюга, який ми захищаємо. При виявлені різниці цих струмів більше ніж та, на яку налаштований пристрій, він вимикає навантаження в якому виникла проблема. Різницю вхідного і вихідного струмів називають струмом витоку.
За кількістю полюсів вони поділяються на:
- двополюсні пристрої диференціального захисту, для захисту однофазних електричних ланцюгів;
- чотириполюсні, для захисту трифазних електричних мереж.
За своєю чутливістю пристрої диференційного захисту виготовляються на струм витоку 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА та 500 мА. Для захисту людини від ураження електричним струмом використовують пристрої зі струмом витоку 10 або 30 мА, так як струм силою 100 мА і більше вважається смертельно небезпечним для людини. Найбільш поширені пристрої зі струмом витоку 30мА. Пристрої на 10мА використовують для захисту окремих споживачів (бойлер, пральна машина, гідромасажна ванна, тощо) в вологих приміщеннях, де існує підвищена небезпека ураження електричним струмом. Пристрої, налаштовані на струм витоку 100, 300 та 500 мА використовують для захисту від пожежі, яка може виникнути в разі пошкодження електропроводки. Такі пристрої, зазвичай, встановлюються для захисту великих приміщень, або декількох груп споживачів. Після них, для захисту людини, потрібно додатково ставити прилади з чутливістю 10 або 30 мА.
По принципу спрацьовування пристрої диференціального захисту поділяють на електронні та електромеханічні. В електронних пристроях застосовується електронне реле, яке потребує постійного живлення від мережі через внутрішні ланцюги приладу. Недоліком такого пристрою є те, що він не відключатиме мережу, яку він захищає при обриві нуля. Більш надійними приладами - є електромеханічні. Їх працездатність не залежить від живлення, тож, навіть при обриві нуля пристрій буде виконувати свої функції.
За своїм призначенням та функціональними можливостями пристрої диференціального захисту поділяються на два різновиди, це:
- диференційне реле, які іншими словами називають - пристроєм захисного відключення - скорочено ПЗВ;
- диференційний автомат, іншими словами автоматичний вимикач диференційного струму - скорочено АВДС.
ПЗВ, це електричний прилад, який контролює різницю струмів, які протікають по фазним і нульовому проводам. У разі виникнення аварійної ситуації він вимикає пошкоджений ланцюг для запобігання ураження електричним струмом людини, або виникнення пожежі.
ПЗВ існують на номінальне навантаження від 16 до 125А. Тож при виборі ПЗВ потрібно враховувати те, щоб їх номінальний струм був не меншим за той, що споживає навантаження.
Так як ПЗВ не захищає від перевантаження,та враховуючи можливе збільшення навантаження в майбутньому , рекомендують обирати ПЗВ з більшим номінальним струмом. Наприклад, при існуючому навантажені в 25А, можна встановити ПЗВ на 40А. До ПЗВ можна підключити декілька ланцюгів. Тільки в цьому випадку потрібно стежити за тим, щоб їх сумарне навантаження було не більше того, на яке розрахований ПЗВ. Для захисту обладнання від перевантаження та короткого замикання, разом з ПЗВ використовують автоматичні вимикачі. Їх номінальний струм повинен бути меншим за номінальний струм ПЗВ, так як автомати не відразу реагують на надструм, що може привести до пошкодження ПЗВ. За типом струму, до якого чутливий ПЗВ, вони поділяються на типи AC, A та B.
- Тип AC чутливий до змінного струму синусоїдальної форми.
- Тип A чутливий до змінного струму синусоїдальної форми та до постійного і пульсуючого струму. Такі ПЗВ ставлять для навантажень в яких використовуються імпульсні блоки живлення, регулювання обертів електродвигуна, світильники з електронними баластами, енергозберігаючі лампи, тощо.
- Тип B менш розповсюджений, але вони забезпечують повний рівень захисту.
За часом, за який відпрацьовує ПЗВ, їх поділяють на:
- селективні, клас S, у яких час спрацювання від 0,15 до 0,5 секунд. Такі пристрої використовують в ланцюгах в яких встановлено декілька ПЗВ.
- клас G, у яких клас спрацьовування від 0,06 до 0,08 секунд.
Диференційний автомат, це пристрій, який реагує не тільки на токи витоку, а і на надструми та струми короткого замикання. Він поєднує в собі два прилади. Це ПЗВ та автоматичний вимикач, які зібрані в одному корпусі.
АВДС виготовляють на номінальні струми від 6 до 40 ампер. Деякі виробники, роблять дифавтомати на 63 А.
По кількості полюсів однофазні дифавтомати виробляють двомодульльному виконанні, але існують і одномодульні, наприклад у Schneider Electric. Трифазні дифавтомати займають 4 модулі. Крім цього дифавтомати відрізняються кривою відключення. Як і у звичайних автоматичних вимикачів, вона може бути категорії B, C.
- категорія B використовується для захисту обладнання у якого немає пускових струмів, або вони дуже незначні, ці прилади спрацьовують з невеликою затримкою.
- категорія C використовується для захисту обладнання з невеликими пусковими струмами.
- для потужних електродвигунів або іншого обладнання з великими пусковими токами потрібно використовувати ПЗВ в комплекті з автоматичним вимикачем категорії D.
При проектуванні нової або реконструкції старої мережі, завжди постає питання вибору приладів для захисту від струмів витоку. Для визначення, що обрати ПЗВ або АВДС розглянемо їх переваги та недоліки.
Перевагами дифавтоматів в порівнянні з дифреле вважають те, що вони займають менше місця в електрощиті, та при його встановленні потрібно буде зробити менше електричних з’єднань в порівнянні з парою ПЗВ + автоматичний вимикач. Недоліки дифавтоматів полягають в тому, що цей прилад поєднує в собі ПЗВ і автоматичний вимикач, тож при його спрацюванні буде важко визначитись через яку несправність обладнання чи електропроводки він спрацював. Деякі виробники зараз виготовляють АВДС з індикаторами спрацювання по диференціальному струму, але їх вартість більша, ніж у звичайних. До того ж до дифавтомата, зазвичай, підключений один споживач, в той же час до ПЗВ є можливість під‘єднати, через автоматичні вимикачі, декілька споживачів сумарний струм яких не перевищує номінальний струм ПЗВ, що економить місце в розподільчому щитку. При виході з ладу будь якого приладу з пари ПЗВ + автоматичний вимикач його заміна обійдеться дешевше ніж заміна АВДС.
За своїми можливостями АВДС або пара ПЗВ + автоматичний вимикач, взаємозамінні. Тож їх вибір залежить від кожної конкретної ситуації. Для прикладу підберемо дифавтомат для бойлера, потужністю 2,5кВт.
По перше потрібно вирахувати струм, який споживає бойлер. Для цього 2,5кВт поділимо на напругу 220В. Тож струм, який він споживає буде дорівнювати приблизно 11,4А. Отже оберемо дифавтомат з номінальним струмом 16А, з током витоку не більше 30мА. Бойлер не містить блока живлення, який продукує постійний або пульсуючий струм, тому обираємо прилад типу AC. В результаті можна обрати дифавтомат виробництва Hager типу AD866J.
Слід зауважити, що дифавтомат для пральної машини, той же потужності, потрібно було б обрати типу A. Наприклад виробництва Schneider Electric серії RESI9, типу R9D55616.
При обрані приладів диференціального захисту потрібно враховувати надійність виробника. Не треба гнатися за низькою ціною і купляти пристрої маловідомих виробників. Вибирайте прилади компаній, які слідкують за якістю своєї продукції, адже це ваша безпека. До таких брендів можна віднести Hager, Schneider Electric, EATON, ETI, E.NEXT, АСКО УКРЕМ, та багато інших.
На завершення, вважаючи на постійно зростаючі вимоги до систем електропостачання, використання диференціального захисту, є не лише актуальним, а і необхідним заходом для забезпечення безпеки та надійності цих систем.
Автор: Юрій Флейшман
