Пристрої диференціального струму призначені для захисту ланцюга від сильних струмів замикання на землю. Дані пристрої постійно вимірюють векторну суму лінійних струмів в однофазних і трифазних мережах. Якщо її значення буде відмінним від нуля і перевищить поріг чутливості пристрою, воно спрацює і розмокне ланцюг.
Пристрої диференціального струму розрізняються:
- За конструкцією.
- За формою струму витоку на землю.
- За чутливості.
- За часом спрацьовування.
По конструкції пристрою диференціального струму підрозділяються на:
- ВДТ (без захисту від надструмів)
- АВДТ (з вбудованим автоматичним вимикачем)
- БДТ (автоматичний вимикач підключається до блоку на місці установки)
АВДТ є апаратами, що об'єднують функції пристроїв диференціального струму і автоматичних вимикачів. Вони спрацьовують як у випадку замикання на землю, так і в разі перевантаження і короткого замикання. Вони здатні самостійно захистити себе від струму короткого замикання. Значення максимального струму короткого замикання вказується на корпусі апарату.
ВДТ чутливі тільки до току замикання на землю. Для захисту від можливого пошкодження надструмів ВДТ слід підключати послідовно з автоматичним вимикачем або запобіжником. Перед ВДТ повинен бути встановлений автоматичний вимикач, який призначений для обмеження кількості питомої пропускається енергії і є головним автоматичним вимикачем по відношенню до нижчестоящим автоматам (встановленим, наприклад, в квартирних електрощитах).
БДТ є пристроями, які об'єднуються зі стандартними модульними автоматичними вимикачами на місці установки. Відповідно до стандарту IEC / EN 61009 дод. G, поза заводських умов дозволяється об'єднувати з автоматичними вимикачами тільки ВДТ, забезпечені спеціальним посадочним місцем під відповідний автомат. Автоматичний вимикач можна приєднати лише один раз, спроба демонтажу призведе до пошкодження апарату. У зібраному вигляді (БДТ + автомат) володіє як характеристиками вимикача диференціального струму, так і характеристиками автоматичного вимикача.
За формою струму витоку на землю пристрої диференціального струму поділяються на три групи:
- тип АС (тільки для змінного струму): придатні для захисту установок від струму витоку синусоїдальної форми;
- тип А: придатні для захисту установок від пульсуючого постійного або синусоїдального струму витоку.
- Тип В: придатні для захисту установок від пульсуючого постійного або синусоїдального струму витоку, а також постійного струму витоку.
Пристроями AC застосовуються в системах, де можливий синусоїдальний струм витоку на землю. Вони нечутливі до імпульсних диференціальних струмів з піковим значенням до 250А, які можуть виникнути, наприклад, при накладенні імпульсів перенапруги при включенні люмінесцентних ламп, рентгенівського обладнання, систем обробки інформації, тиристорних перетворювачів.
Пристрої типу А нечутливі до імпульсних витокам з піковим значенням струму до 250 А. Вони призначені для використання в установках, де є електронні випрямлячі і фазоімпульсной регулятори фізичної величини (швидкості, температури, інтенсивності освітлення) класу ізоляції I, які отримують електроживлення безпосередньо з електромережі без використання трансформатора (клас ізоляції II, за своїм визначенням, не допускає витоку на землю). Пристрої диференціального струму типу А здатні розпізнавати пульсуючі струми замикання на землю з постійної складової, які можуть виникати в подібних схемах.
Пристрої диференціального струму типу В здатні розпізнавати постійний струм витоку з невеликою вібрацією. Їх рекомендується використовувати для захисту електродвигунів і інверторних приводів насосів, ліфтів, текстильних і обробних верстатів.
Пристрої диференціального струму типу АС і А відповідають стандартам IEC / EN 61008/61009.
Пристрої типу В поки не відповідають стандартам для автоматичних вимикачів побутового та аналогічного призначення, якими керують диференціальним струмом. Вони відповідають лише вимогам стандарту IEC / EN 60497-2 «Апаратура розподілу й керування низьковольтна» і стандарту IEC / EN 60755 «Пристрої захисні, керовані диференціальним (залишковим) струмом».
Залежно від чутливості (I? N) пристрої диференціального струму підрозділяються на:
- апарати з низькою чутливістю (I? n> 30 мА): їх параметри співвідносяться з опором контуру заземлення згідно з формулою I? n 50 / R, щоб забезпечити захист в разі непрямого дотику;
- апарати з високою чутливістю (I? n: 10 ... 30 мА): призначені для захисту в разі безпосереднього дотику. Їх також називають фізіологічно чутливими, оскільки користувач при випадковому дотику до струмоведучих частини, завдяки певному опору свого тіла, створює ланцюг, по якій струм протікає на землю;
- протипожежні (I? n <500 мА) згідно IEC / EN 60364
За часом спрацьовування пристрою диференціального струму підрозділяються на:
- миттєвого відключення, швидкодіючі, загального призначення;
- селективні - з затримкою спрацьовування (типу S).
Селективні пристрої диференціального струму (АВДТ, ВДТ або БДТ) обладнані пристроєм затримки відключення і встановлюються в якості вищих, щоб забезпечити селективність. Таким способом відключається тільки та частина живиться установки, на яку вплинула відмова.
Час спрацювання не регулюється. Для кожного типу пристроїв диференціального струму існує своя крива захисту (див. Графік нижче). По ній видно, що при низьких значеннях чутливості I? N час спрацьовування велике, зі збільшенням I? N воно скорочується до мінімально можливого.
Нижче на графіку показані криві захисту пристроїв диференціального струму різних типів:
- миттєвого відключення з чутливістю 30 мА
- AP-R миттєвої дії з чутливістю 30 мА
- селективного (типу S) з чутливістю 100 мА
Протягом багатьох років виробники електроприладів і електрообладнання використовують в своїх виробах різні електронні пристрої для підвищення ефективності, зручності експлуатації та економії енергії. Такі електроприлади, як пральні машини із змінною швидкістю обертання барабана, електроінструменти з регуляторами швидкості, термостати і светорегулятори, використовують при роботі струми різної форми (пульсуючий струм з постійною складовою, імпульсний струм, згладжений випрямлений струм).
Розрізняються три типи струмів:
Тип I - це випрямлений струм з постійною складовою, постійно перевищує нульовий рівень, який виходить в результаті: - двухполуперіодного випрямлення трифазного змінного струму, - однополупериодного випрямлення зі сглаживающим LC-фільтром, - подвоєння напруги за схемою Вілларда.
Тип II - пульсуючий струм з постійною складовою, який може досягати нульового значення (тільки при активному навантаженні), одержуваний в результаті: - однополупериодного випрямлення без згладжування (фільтрації), - випрямлення однофазного змінного струму зі згладжуванням або без, - симетричного або асиметричного фазоімпульсной регулювання (регулятори освітлення, числа оборотів).
Тип III - пульсуючий струм з постійною складовою, що проходить через нуль (при індуктивному навантаженні), який виходить в результаті: - однополупериодного випрямлення без згладжування (фільтрації), - випрямлення однофазного змінного струму зі згладжуванням або без, - симетричного і асиметричного фазоімпульсной регулювання (регулятори освітлення, числа оборотів).
Якщо виникає струм витоку на «землю» в результаті пробою ізоляції ланцюгів з випрямленою струмом, то контактна напруга буде таке ж, як і в разі змінного струму. Звичайні пристрої диференціального струму, які призначені для роботи зі змінним струмом частотою 50-60 Гц, нечутливі до струмів витоку з постійної складової.
Неспрацювання апарату в ситуаціях, коли є струм витоку з постійної складової, може мати два наслідки:
- небезпека ураження струмом людей і пошкодження обладнання (загоряння);
- падіння чутливості УДТ в результаті насичення сердечника трансформатора струму, який більш не здатний подавати необхідну енергію на расцепитель.
Щоб уникнути таких наслідків, необхідно застосовувати пристрої типу А. Завдяки особливій конструкції тороїдальних сердечників, що подається рівень підвищується до значення, достатнього для включення расцепителя. Надійність расцепителя ще більш підвищується за рахунок використання електронної схеми, чутливої до току різної форми. Таким чином, спрацьовування УДТ забезпечується при будь-якій формі пульсуючого струму, навіть в разі накладення постійної складової до рівня 6 мА.
В останні роки в нашій країні впровадження УЗО ведеться досить інтенсивно - УЗО оснащуються в обов'язковому порядку всі знову будують або реконструюють житлові будівлі, діє вимога обов'язкового застосування ПЗВ при експлуатації електроприладів та електроінструментів в особливо небезпечних приміщеннях, не допускаються до експлуатації мобільні будівлі з металу або з металевим каркасом для вуличної торгівлі і побутового обслуговування населення, не оснащені УЗО, і т.д.
УЗО застосовується для комплектації водно-розподільних пристроїв (ВРП), розподільних щитів (РЩ), групових щитків (квартирних і поверхових), а також для захисту окремих споживачів електроенергії
Область застосування УЗО досить широка - це електроустановки: громадських будівель - дитячих дошкільних установ, шкіл, професійно-технічних, середніх, спеціальних і вищих навчальних закладів, готелів, медичних установ, лікарень, санаторіїв, мотелів, бібліотек, критих і відкритих спортивних і фізкультурно- оздоровчих закладів, басейнів, саун, театрів, клубів, кінотеатрів, магазинів, підприємств громадського харчування і побутового обслуговування, торгових павільйонів, кіосків і т.п .; житлових будинків - індивідуальних і багатоквартирних, котеджів, дач, садових будиночків, гуртожитків, побутових приміщень і т.п .; адміністративних будівель, виробничих приміщень - майстерень, АЗС, автомийок, ангарів, гаражів, складських приміщень і т.д .; промислових підприємств - підприємств з виробництва та розподілення електроенергії, залізничних підприємств, гірської, нафтовидобувної, сталеплавильної, хімічної промисловості, вибухонебезпечного виробництва і мн. ін.
Застосування ПЗВ доцільно і виправдано з соціальних і економічних причин в електроустановках всіх можливих видів і самого різного призначення.
Витрати на установку УЗО незрівнянно менше можливого збитку - загибелі і травм людей від ураження електричним струмом, загорянь, пожеж та їх наслідків, що сталися через несправності електропроводки і електроустаткування. Якщо врахувати, що вартість одного ПЗВ не перевищує вартості простого побутового електроприладу, а можливі збитки, якого можна було б уникнути, якби УЗО було б встановлено, обчислюється величезними сумами, то стає абсолютно очевидною і не вимагає додаткових доказів необхідність якнайшвидшого і якнайширшого впровадження УЗО нового покоління у всіх електроустановках.
I?I?
