Что такое диф автоматы: Что такое дифференциальный автомат

Что такое дифавтомат и для чего его применяют?

Дифференциальный автомат — это низковольтный комбинированный электрический аппарат, совмещающий в одном корпусе функции двух защитных устройств — УЗО и автоматического выключателя. Благодаря этому данное изделие является достаточно популярным и широко применяется как в бытовых условиях, так и на производстве. В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип работы дифавтомата.

• Назначение
• Устройство и принцип действия
• Область применения

Назначение

Рассмотрим вкратце для чего нужен дифавтомат. Внешний вид его изображен на фото:

Во-первых, данный электрический аппарат служит для защиты участка электрической сети от повреждения из-за протекания по нему сверхтоков, которые возникают при перегрузке или коротком замыкании (функция автоматического выключателя). Во-вторых, дифференциальный автомат предотвращает возникновение пожара и поражение людей электрическим током в результате возникновения утечки электричества через поврежденную изоляцию кабеля линии электропроводки или неисправного бытового электроприбора (функция устройства защитного отключения).

Устройство и принцип действия

Для начала приведем обозначение на схеме по ГОСТ, по которому наглядно видно, из чего состоит дифавтомат:

На обозначении видно, что основными элементами конструкции дифавтомата является дифференциальный трансформатор (1), электромагнитный (2) и тепловой (3) расцепители. Ниже кратко охарактеризуем каждый из приведенных элементов.

Дифференциальный трансформатор имеет несколько обмоток, в зависимости от количества полюсов устройства. Данный элемент осуществляет сравнение токов нагрузки по проводникам и в случае их несимметричности на выходе вторичной обмотки данного трансформатора появляется так называемый ток утечки. Он поступает на пусковой орган, который без выдержки времени осуществляет расцепление силовых контактов автомата.

Также следует упомянуть о кнопке проверки работоспособности защитного аппарата «TEST». Данная кнопка подключается последовательно с сопротивлением, которое включается или отдельной обмоткой на трансформатор либо параллельно одной из имеющихся. При нажатии на данную кнопку сопротивление создает искусственный небаланс токов – возникает дифференциальный ток и дифавтомат должен сработать, что свидетельствует о его исправном состоянии.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с сердечником, который воздействует на механизм отключения. Данный электромагнит срабатывает в случае достижения тока нагрузки порога срабатывания — обычно это случается при возникновении короткого замыкания. Данный расцепитель срабатывает мгновенно, за доли секунд.

Тепловой расцепитель осуществляет защиту электрической сети от перегрузки. Конструктивно представляет собой биметаллическую пластину, которая деформируется при протекании через нее тока нагрузки, превышающего номинальный для данного аппарата. При достижении определенного положения биметаллическая пластина воздействует на механизм отключения дифавтомата. Срабатывание теплового расцепителя происходит не сразу, а с выдержкой времени. Время срабатывания прямо пропорционально величине тока нагрузки, протекающего по дифференциального автомату, а также зависит от температуры окружающей среды.

На корпусе указывается порог срабатывания дифференциального трансформатора — ток утечки в мА, номинальный ток теплового расцепителя (при котором работает неограниченное время) в А. Пример маркировки на корпусе — С16 А / 30 мА. В данном случае маркировка “С” перед значением номинала показывает кратность срабатывания электромагнитного расцепителя (класс аппарата). Буква “С” указывает, что электромагнитный расцепитель сработает при превышении номинала 16А в 5-10 раз.

На видео ниже подробно рассказывается, как работает и из чего состоит дифавтомат:

Область применения

Для чего применяют дифференциальный автомат, если существует два отдельных защитных аппарата (УЗО и автомат), каждый из которого выполняет свою функцию?

Основное преимущество дифавтомата — компактность. Он занимает меньше места на DIN-рейке в электрическом распределительном щитке, чем в случае установки двух отдельных аппаратов. Эта особенность особенно актуальная при необходимости установки в распределительном щитке нескольких устройств защитного отключения и автоматических выключателей. В данном случае посредством установки дифавтоматов можно значительно сэкономить место в распределительном щитке и соответственно уменьшить его размер.

Дифференциальный автомат широко применяется для защиты электропроводок практически повсеместно, как в быту, так и в помещениях другого назначения (в различных учреждениях, на предприятиях).

Дифавтомат ничем не уступает аналогичным по характеристикам УЗО и автоматическому выключателю, поэтому каких-либо ограничений в его применении нет. Данный защитный аппарат можно устанавливать, как на вводе (в качестве резервирующего), так и на отходящих линиях электропроводки для обеспечения пожаробезопасности, безопасности людей в отношения поражения электричеством, а также для защиты от сверхтоков.

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип работы дифавтомата.

Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

• Схема подключения дифференциального автомата
• Как найти короткое замыкание в сети
• Что такое УЗО в электрике

Как выбрать УЗО и дифавтоматы

Скачки напряжения, короткое замыкание, утечка тока – все это может привести к поломке оборудования, травмам и даже пожарам. Поэтому в частном доме, квартире или на даче не обойтись без защитных устройств. Эту функцию выполняют выключатели дифференциального тока (УЗО, ВДТ) и автоматические выключатели дифференциального тока (дифавтоматы, АВДТ).

Чтобы вы смогли правильно выбрать это оборудование и надежно защитить себя и свой дом от проблем с проводкой, мы расскажем, какие функции выполняют УЗО и дифавтоматы, назовем достоинства и недостатки каждого.

УЗО и дифавтомат – в чем разница?

УЗО (устройство защитного отключения) – аппарат, который устанавливают, чтобы избежать удара током и возгорания проводки.

УЗО само не отключает прибор при перегрузке. Поэтому устройство всегда ставят в паре с автоматом. Первый защищает человека от поражения током, второй – проводку от перегрева и УЗО.

Дифавтомат, или дифференциальный автоматический выключатель, – это прибор универсальный. Он защищает проводку от короткого замыкания и перегрузки, а также человека при утечке тока. В случае утечки он отключает подачу энергии и само устройство.

Что такое утечка тока и почему она происходит

Утечка тока – процесс, когда ток протекает от фазы в землю по не предназначенному для этого пути: металлическим частям прибора, трубам, по сырой штукатурке в доме или через тело человека. Случается по двум причинам.

Причины утечки тока

1. Ошибка при подключении проводки в доме.
Неопытные электрики или сами жильцы путают последовательность подключения, например соединяют ноль вместо земли или выводят несколько проводов на одну клемму.
2. Испорченная изоляция.
Такое часто случается в старых домах, где проводка гниет, потому что ее не меняют десятилетиями. Кроме того, изоляция плавится из-за скачков напряжения или чрезмерной нагрузки, когда к сети одновременно подключают несколько электроприборов.

Чем опасна утечка тока

Безопасное значение тока утечки указано в ГОСТах и техпаспорте оборудования. Например, для стиральной машины с мощностью 2,5 кВт допустимый ток утечки 5,6 мА.

Превышение этого значения в УЗО чревато опасными последствиями. Если человек прикоснется к корпусу прибора, проводу или штепсельной вилке, его ударит током. В зависимости от силы удара это может привести к травме или смерти.

При утечке тока идет перерасход электроэнергии – даже при отключенных приборах ток проходит через счетчик. Например, вы уезжаете на несколько дней в отпуск, возвращаетесь – а один работающий холодильник намотал десятки киловатт. Если с самим холодильником все в порядке, значит, где-то возникла утечка.

Как определить утечку тока в доме

Самый простой способ – индикаторная отвертка. Аккуратно прикоснитесь щупом индикатора к корпусу каждого прибора в доме. Если светодиод загорелся, значит, есть утечка.

Профессионалы проверяют приборы мультиметром. При утечке тока мультиметр показывает сопротивление выше 20 Мом.

Для поиска утечек тока в скрытой проводке можно воспользоваться лайфхаком строителей советских времен:

МЫ ЗНАЕМ КАК	Возьмите портативный радиоприемник, настройте его на среднюю или длинную волну, установив частоту приема на молчащую радиостанцию и пройдитесь с ним там, где проложена проводка. Там, где динамик начнет шипеть и потрескивать, нарушена изоляция проводов.

Теперь рассмотрим, какие бывают УЗО и как они работают.

УЗО: типы и назначение

Типы УЗО

УЗО делят на три типа – по постоянному и переменному току утечки:

Тип «АС»		Самый распространенный и недорогой. Срабатывает на утечку переменного синусоидального тока, он обозначается на корпусе прибора символом «~»
Тип «А»		Более дорогой прибор, который срабатывает на утечку переменного или постоянного импульсного (пульсирующего) тока
Тип «В»		Для производственных электросетей. Срабатывает при утечке выпрямленного или переменного тока

Для бытового применения используют УЗО «АС» и «А». Но какой именно выбрать?

В домашних сетях мы имеем дело с переменным синусоидальным током. Получается, что подходящий тип УЗО для нас – «АС». Но не все так просто.

К примеру, у нас установлено УЗО типа «АС» и есть стиральная машина, которая работает от переменного тока с напряжением 220–230 В. Ток по проводу попадает в импульсный блок питания и преобразуется в пульсирующий, необходимый для питания электронных полупроводников. 

Если произойдет утечка импульсного тока, аппарат ее не зафиксирует и не отключит поврежденный участок электрической цепи. Либо зафиксирует, но намного позже с момента утечки, и ее значение будет критическим для человека. С УЗО типа «А» такого не произойдет.

В каждом электронном бытовом приборе, где есть блок управления, дисплей, регулятор работы двигателя, температуры или времени, стоит импульсный блок питания. Такой компонент можно найти даже в энергосберегающей лампочке. Быстро среагирует на утечку такого тока УЗО типа «А».

МЫ ЗНАЕМ КАК	Подтверждение использования УЗО типа «А» можно найти в техпаспорте на бытовую технику, например микроволновку или посудомоечную машину. В разделе «Подключение к сети» производитель, как правило, указывает, что прибор необходимо защищать только с помощью УЗО типа «А».

Параметры УЗО

УЗО различают по:

• величине номинального тока – 16–100 А
• величине дифференциального тока утечки – 10–500 мА
• времени на срабатывание – 0,06–0,08 / 0,15–0,5 секунд
• роду электросети – 2-полюсные для 1-фазной сети, 4-полюсные для 3-фазной
• принципу срабатывания – электромеханические и электронные

Параметры дифавтомата

Дифавтомат выбирают практически по тем же характеристикам, что и УЗО:

• По значениям дифференциального и номинального тока.
• По максимальному току при коротком замыкании – какую нагрузку выдержит устройство.
• По типу сети – трехфазный или однофазный.

Выбираем УЗО и дифавтомат

Перед покупкой дифавтомата или УЗО нужно рассчитать, сколько энергии (киловатт-часов) потребляют электроприборы в вашем доме.

Это поможет выбрать подходящий УЗО или дифавтомат и определить их количество. Если нагрузка большая, стоит поставить несколько защитных устройств, если малая – достаточно одного.

Как рассчитать потребление энергии – 4 способа

За основу расчета берутся показатели напряжения (В, вольты), тока (А, амперы) и мощности (Вт, ватты). Для мощных приборов вроде электроплит или посудомоечных машин мощность указывается в кВт. Характеристики есть в техпаспорте бытового прибора или на его корпусе.

Способ 1

Зная мощность прибора, вы рассчитаете расход электричества, умножив мощность на количество часов. Например, вам нужно узнать, сколько электричества сжигают 2 лампочки на 100 и 60 Вт и электрочайник на 2,1 кВт. Лампочки горят около 6 часов, чайник работает примерно 20 минут в день. Рассчитываем:

100 Вт х 6 ч = 600 Вт/ч

60 Вт х 6 ч = 360 Вт/ч

2 100 Вт* х 1/3 ч = 700 Вт/ч

600 + 360 + 700 = 1 660 Вт/ч

1 660/1 000 = 1,66 кВт/ч – столько энергии в день расходуют 3 прибора.

Способ 2

Если в характеристиках прибора указаны только ток и напряжение, вычислите мощность по формуле P = U х I, где Р – мощность, U – напряжение, I – сила тока.

Например: 220 В х 1 А = 220 Вт.

Способ 3

Измерить с помощью энергометра. Его подключают к розетке, а к нему – бытовой прибор.

Способ 4 – если потеряли техпаспорт прибора

Этот способ хоть и простой, но долгий.  Отключите все приборы в квартире, а затем запустите только один, например на час. Через час выключите и посмотрите количество киловатт на электросчетчике. И так с каждым устройством.

Есть еще одно неудобство – не будет единого показателя. Некоторые электроприборы потребляют различную мощность в разных режимах работы. Например, в стиральной машине данные будут разниться при включении и отключении насоса, изменении скорости вращения барабана и при нагреве воды.

Заключение

Выбирать между дифавтоматом и УЗО стоит отталкиваясь от конкретной ситуации. Если вы хотите защитить от перегрузок и короткого замыкания только один прибор, к примеру дорогую посудомоечную машину, – ставьте дифавтомат, так как найти неисправность в этом случае будет просто. Если ваша цель – защитить несколько розеток, на которые подведены различные приборы, – покупайте связку УЗО + автомат.

Артикул: 875001095

УЗО EKF 2P 16А 30 мА тип АС

Артикул: 875001096

УЗО EKF 2P 25А 30 мА тип АС

Артикул: 875001104

Выключатель дифференциальный EKF 1P+N С 20А 30мА

Артикул: 875001105

Выключатель дифференциальный EKF 1P+N С 25А 30мА

Дифференциальный анализатор | Определение, история и факты

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Этот день в истории
• Викторины
• Подкасты
• Словарь
• Биографии
• Резюме
• Популярные вопросы
• Обзор недели
• Инфографика
• Демистификация
• Списки
• #WTFact
• Товарищи
• Галереи изображений
• Прожектор
• Форум
• Один хороший факт

• Развлечения и поп-культура
• География и путешествия
• Здоровье и медицина
• Образ жизни и социальные вопросы
• Литература
• Философия и религия
• Политика, право и правительство
• Наука
• Спорт и отдых
• Технология
• Изобразительное искусство
• Всемирная история

• Britannica объясняет
  В этих видеороликах Britannica объясняет различные темы и отвечает на часто задаваемые вопросы.
• Britannica Classics
  Посмотрите эти ретро-видео из архивов Encyclopedia Britannica.
• Demystified Videos
  В Demystified у Britannica есть все ответы на ваши животрепещущие вопросы.
• #WTFact Видео
  В #WTFact Britannica делится некоторыми из самых странных фактов, которые мы можем найти.
• На этот раз в истории
  В этих видеороликах узнайте, что произошло в этом месяце (или любом другом месяце!) в истории.

• Студенческий портал
  Britannica — это главный ресурс для учащихся по ключевым школьным предметам, таким как история, государственное управление, литература и т. д.
• Портал COVID-19
  Хотя этот глобальный кризис в области здравоохранения продолжает развиваться, может быть полезно обратиться к прошлым пандемиям, чтобы лучше понять, как реагировать сегодня.
• 100 женщин
  Britannica празднует столетие Девятнадцатой поправки, выделяя суфражисток и политиков, творящих историю.
• Спасение Земли
  Британника представляет список дел Земли на 21 век. Узнайте об основных экологических проблемах, стоящих перед нашей планетой, и о том, что с ними можно сделать!
• SpaceNext50
  Britannica представляет SpaceNext50. От полёта на Луну до управления космосом — мы исследуем широкий спектр тем, которые подпитывают наше любопытство к космосу!

Содержание

• Введение

Краткие факты

• Связанный контент

3.

4 Машины дифференциального анализатора | Bit by Bit

Среди наиболее важных и широко используемых аналитических инструментов в науке и технике дифференциальные уравнения . Раздел исчисления, эти уравнения дают нам возможность предсказывать поведение движущихся объектов, таких как парусники или самолеты, или неосязаемых сил, таких как гравитация и течение, связывая их с определенными переменными. Звук струны скрипки, качание моста на ветру, полет ракеты в космос, поведение электричества в электросети — все это можно перевести в дифференциальные уравнения. Большая часть наших знаний о природе света, звука, тепла, строения атома, а также других явлений, естественных и искусственных, проистекает из этих уравнений, которые раньше было чрезвычайно трудно решить. На самом деле усилия по их решению привели непосредственно к изобретению компьютера.

Вы можете исследовать эти уравнения двумя способами: численно, с цифрами, представляющими рассматриваемые переменные, или графически, с волнами или кривыми, нарисованными на бумаге вместо чисел. Когда они имеют только одну переменную, их легко вычислить, но их сложность резко возрастает по мере увеличения числа переменных; на решение более сложных уравнений группе инженеров или ученых могут уйти месяцы, а ответы могут быть полны ошибок. Начиная с 1814 года, когда дифференциальное исчисление было в зачаточном состоянии, были изобретены всевозможные хитроумные приспособления, помогающие ученым работать с уравнениями. Эти странные на вид устройства, состоящие из цилиндров, дисков и шаров и носившие такие многосложные названия, как планиметры и линейные интеграторы, можно было использовать для рисования решений простых дифференциальных уравнений и других задач.

Уильям Томсон, лорд Кельвин (1824-1907)

В 1870-х годах великий британский математик и физик Уильям Томсон, первый барон Кельвин (1824-1907), понял, что эти гаджеты, которые, кстати, все были аналоговыми устройствами, как логарифмические линейки — хранили семена гораздо более мощных машин. У лорда Кельвина был необычайно широкий круг научных интересов; он внес важный вклад почти во все области физики, и сегодня его лучше всего помнят как создателя температурной шкалы Кельвина, которая широко используется в науке. В начале 1860-х годов его старший брат Джеймс, который также был выдающимся ученым, изобрел планиметр с так называемым интегратором диска, шара и цилиндра, который мог измерять площадь, очерченную на бумаге простой неправильной кривой. Лорду Кельвину, интересующемуся математическими задачами, связанными с приливами и отливами, что является важной проблемой для такого островного государства, как Британия, пришло в голову, что изобретение его брата можно использовать и в других целях, и он построил на его основе три вычислительные машины специального назначения.

Предсказатель приливов Кельвина (вверху), построенный в 1873 году, был первым автоматическим аналоговым калькулятором. Механически комбинируя до десяти простых волн, он нарисовал гармоническую волну — предсказание прилива — на барабанах в основании машины. В 1914 году Береговая и геодезическая служба США ввела в эксплуатацию гораздо более сложный предсказатель приливов, который разрабатывался пятнадцать лет (внизу). Устройство могло добавить до тридцати семи простых волн. Диаграмма, составленная из данных машины, показана слева. Фактический прилив указан в последней строке; предсказанный, чуть выше.

Одним из них был мареограф, который регистрировал высоту уровня моря по кривой, проведенной на бумаге. Другим был анализатор приливных гармоник, который разбивал сложные гармонические или повторяющиеся волны на более простые волны, которые их составляли. (По аналогии, гармоническая музыкальная нота состоит из простых тонов, вибрирующих в унисон). год. Кельвин, у которого также был талант к слову, писал, что гармонический анализатор заменил «медь вместо мозга в великом механическом труде по вычислению элементарных составляющих всего приливного подъема и падения» — описание, которое также подходит предсказателю прилива.

В результате этой работы Кельвин понял, что полноценный «дифференциальный анализатор», способный графически решать сложные дифференциальные уравнения, теоретически возможен, и изложил эту идею в замечательной статье, опубликованной в Proceedings of the Royal Society. в 1876 году. К сожалению, технологии того времени не соответствовали этой задаче, и только в 1930 году был построен дифференциальный анализатор инженером, который утверждал, что не читал статью Кельвина до «давнего времени». ” после того, как он построил свой анализатор. (И у нас нет иного выбора, кроме как согласиться с этим утверждением, несмотря на то, что работа Кельвина была довольно хорошо известна среди инженеров и ученых.)

Изобретателем был Ванневар Буш (1890-1974), серьезный и прямолинейный профессор инженерного дела Массачусетского технологического института. Буш, прославившийся в 1940-х годах как руководитель отдела американских исследований и разработок во время войны, был по уши в дифференциальных уравнениях, связанных с электрическими сетями. «Я пытался решить некоторые проблемы с электрическими схемами, — писал он в своей автобиографии «Части действия»,

, например, проблемы, связанные с авариями и отключениями в сетях электроснабжения, и я основательно застрял, потому что мог не решить сложные уравнения, к которым привело расследование. Нам с Ральфом Бутом [инженером-электриком] удалось решить одну проблему, связанную со стабильностью предполагаемой линии электропередачи. но для ее решения потребовались месяцы создания диаграмм и графиков и манипулирования ими. Между прочим, исследование показало, что линия будет нестабильной, и этот результат вызвал настоящий переполох, поскольку линия была спроектирована инженерами крупных компаний-производителей электротехники. Но, безусловно, были необходимы более совершенные способы анализа.

В середине 1920-х годов Ванневар Буш и его коллеги из Массачусетского технологического института создали интегрограф, полуавтоматический аналоговый калькулятор, который мог решать довольно сложные задачи по теории электричества. Буш крайний слева.

В 1927 году Буш и его коллеги из отдела электротехники Массачусетского технологического института приступили к реализации программы по созданию дифференциального анализатора. Через три года заработала первая большая машина. Он состоял из шести интеграторов Томсона и такого же количества электродвигателей с множеством металлических валов, которые соединяли интеграторы вместе и передавали их вращательные движения, пропорциональные заданным переменным, в выходную таблицу, в которой отображались результаты; машина была запрограммирована путем ввода данных через три так называемые входные таблицы и перестановки валов и шестерен, работа, которая часто занимала два дня.