Устройство и принцип работы дифавтомата

Дифференциальный автоматический выключатель - это комбинированное устройство, представляющее собой совокупность защит автоматического выключателя и УЗО. В наших предыдущих статьях мы уже рассказывали о том, как устроены и работают автоматический выключатель и УЗО. Сегодня мы расскажем о том, как работает дифавтомат, а также о том, как он устроен.
Устройство дифференциального автоматического выключателя
Дифавтомат состоит из следующих элементов:

• корпус, который чаще всего включает в себя два отсека. В одном из них размещены элементы автоматического выключателя, а в другом – УЗО;
• рычаг управления, а также совмещенный механизм ввода и расцепления, обеспечивающий отключение по всем типам защиты;
• фазные верхние и нижние клеммы для подключения провода или кабеля;
• фазные силовые контакты - неподвижный и подвижный;
• электромагнитный расцепитель для защиты от токов короткого замыкания. Представлен в виде электромагнита с подвижным сердечником (якорем), который работает как толкатель;
• дугогасительная камера, обеспечивающая быстрое гашение дугового разряда, который может образовываться при размыкании контактов с каналом отвода газов;
• тепловой расцепитель, представленный в виде биметаллической пластины. Он обеспечивает защиту от повышенной нагрузки на участке цепи, которую защищает дифавтомат;
• регулировочный винт теплового расцепителя, обеспечивающий регулировку значения тока, при котором тепловой расцепитель должен сработать;
• токоограничивающий резистор, обеспечивающий имитацию тока утечки;
• нулевые верхние и нижние клеммы для подключения провода или кабеля;
• выпрямительное устройство в виде платы с диодным мостом и сглаживающими конденсаторами;
• поляризованное реле;
• подвижный и неподвижный контакты кнопки "Тест";
• дифференциальный трансформатор, состоящий из первичной обмотки, выполненной в несколько витков силовыми проводами, и вторичной обмотки тонким медным проводом, концы которой подключены к выпрямительному устройству;
• нулевые силовые контакты - неподвижный и подвижный.

Работа дифавтомата
Устройство дифавтомата со стороны УЗО

В нормальном режиме ток в дифавтомате протекает от фазного провода или жилы кабеля, подключающегося сверху к винтовому зажиму клеммы "1", к катушке соленоида, а затем по неподвижному и подвижному контактам, через гибкую связь, биметаллическую пластину и провода первичной обмотки трансформатора, после чего возвращается на нижний фазный винтовой зажим клеммы "2" дальше через жилу кабеля к нагрузке. В обратном направлении ток протекает от нагрузки через жилу кабеля, подключенного к нижней клемме "N", через гибкую связь к подвижному контакту, по неподвижному контакту, по виткам нулевого провода первичной обмотки трансформатора к верхней клемме N дифавтомата.

Срабатывание электромагнитного расцепителя

При возникновении короткого замыкания отключить нагрузку должен электромагнитный расцепитель. Если ток, протекающий через обмотку, в достаточной мере превышает ток номинальный, в катушке мгновенно возникает сильное магнитное поле. Оно приводит в движение якорь. А тот в свою очередь надавливает на рычажок спускового механизма, что приводит к его срабатыванию и отключению нагрузки. В результате дифавтомат успевает отключиться до появления нежелательных последствий.

Однако во время размыкания между подвижным и неподвижным контактами возможно возникновение дугового разряда, который движется в сторону дугогасительной камеры. Разряд, соприкасаясь с пластинами, разделяется и затухает. При этом избыточное давление и газовыделения, образованные вследствие горения дуги, через специальное отверстие в корпусе выходят наружу.

Срабатывание теплового расцепителя

Защиту от перегрузки обеспечивает тепловой расцепитель. В случае, когда через дифавтомат протекает ток, превышающий номинальное значение в 13-45 % (горячее и холодное состояние), биметаллическая пластина нагревается и постепенно начинает выгибаться. Изогнувшись под определенным углом, она надавливает на рычажок спускового механизма, и дифавтомат отключается.

Следует отметить, что для срабатывания теплового расцепителя требуется больше времени, чем для электромагнитного, но в то же время он более точен, поддается тонкой настройке.

В случае возникновения тока утечки, например, вследствие пробоя изоляции кабеля, в трансформаторе порождается магнитный поток, вызывающий напряжение на вторичной обмотке трансформатора. В свою очередь напряжение подается на поляризованное реле через выпрямительное устройство и при превышении предельного значения тока утечки приводит к срабатыванию дифавтомата.

Если заземление отсутствует, то дифавтомат не будет реагировать на ток утечки до того момента, пока в цепи не возникнет утечка на землю (например, если потребитель дотронется до металлического корпуса электроприбора). При таком касании возникнет разность токов, которая приведет к срабатыванию устройства.

Срабатывание токового реле

Дифавтомат имеет также кнопку "Тест", принцип действия которой заключается в том, что при ее нажатии подвижный контакт замыкает цепь, и ток начинает протекать от фазного к нулевому контакту через токоограничивающий резистор, который в свою очередь создает ток утечки и приводит к срабатыванию устройства. Если при нажатии копки "ТЕСТ" дифавтомат не выключился, это свидетельствует о его неисправности.

Мы рассказали об устройстве и принципе работы дифавтомата. Вы также можете посмотреть наше видео, в котором показано, как работают дифавтоматы. Кроме того, в данном видео вы можете увидеть, как выглядит дифавтомат изнутри.