Автоматические воздушные выключатели (автоматы) предназначены для отключения электрической цепи под нагрузкой при протекании сверхтоков перегрузки и КЗ, чрезмерном понижении напряжения, изменении направления мощности. Также автоматами можно выполнять редкую оперативную коммутацию цепей в ручном режиме.

В зависимости от вида воздействующего параметра автоматы подразделяются на:

• максимально-токовые,
• минимально-токовые,
• минимальные по напряжению,
• обратного тока,
• максимальные по производной тока,
• поляризованные и неполяризованные максимальные.

При этом основную долю автоматов общепромышленного и бытового применения составляют автоматы с максимально-токовой защитой, регулируемой заводом-изготовителем.

Основными параметрами автоматов являются:

• собственное время отключения – время от момента достижения воздействующего параметра (например, тока) значения срабатывания Iср до начала расхождения контактов автомата;
• полное время отключения – складывается из времени от момента возникновения аварийного режима (например, КЗ) до достижения тока значения Iср, собственного времени отключения, и времени гашения электрической дуги;
• номинальный длительный ток – значение тока в цепи, при котором автомат должен работать сколь угодно длительное время при указанной контрольной температуре окружающего воздуха; предпочтительными значениями номинальных токов главных цепей автоматов являются: 6, 8, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125 А (по ГОСТ Р 50345-2010 при стандартной контрольной температуре воздуха +30 ^оС) и 6,3; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 400; 630; 1000; 1600; 2500; 4000; 6300 А, а по согласованию с потребителем 1500, 3000, 3200 А (по ГОСТ 9098-78 при температуре +40 ^оС);
• номинальное напряжение – значение напряжения главной цепи, при котором допускается эксплуатация автомата; предпочтительно выбираются из ряда: 230/400 и 120/240 в однофазной и трёхфазной цепей однодвухтрёх- и четырёх полюсного исполнений (по ГОСТ Р 50345-2010), и 220, 380, 660, 1000 В (127, 500 В по согласованию с потребителем) для цепей переменного и 110, 220, 440 В (1000, 1200 В по согласованию с потребителем) для цепей постоянного тока (по ГОСТ 9098-78);
• рабочий/предельный токи отключения – значения аварийного сверхтока, при которых предусматривается/не предусматривается обеспечение автоматом многократного отключения цепи с сохранением работоспособного состояния для длительного пропускания номинального тока:
• стандартными значениями тока, характеризующего предельную отключающую способность (Icu) являются: 1 500, 3 000, 4 500, 6 000, 10 000, 20 000, 25 000 А (по ГОСТ Р 50345-2010), также диапазоны до 1500, 1 500-3 000, 3 000-4 500, 4 500-6 000, 6 000-1 0000, 10 000-20 000, 20 000-50 000, более 50 000 А (по ГОСТ 9098-78) для соответствующих значений коэффициента мощности цепи;
• ожидаемый ток, характеризующий рабочую отключающую способность (Ics) определяется долей предельного тока отключения (0,25; 0,5; 0,75 и 1 по ГОСТ Р 50030.2-2010) и задаётся в процентном значении с округлением до целого числа, либо в единицах тока.

В зависимости от предельных значений токов срабатывания теплового (зависимого) и электромагнитного (мгновенного) расцепителей автоматы имеют разные времятоковые характеристики, изображённые на рисунке 1 (токи срабатывания мгновенного расцепителя по ГОСТ Р 50345-2010):

• класс B применяется в таких сетях, где не предполагается существенных скачков воздействующего параметра (тока) – сети освещения и домовые сети общего назначения. Параметр срабатывания лежит в диапазоне Iсрб = (3 ÷ 5)Iном ;
• класс C используется в общепромышленных сетях при наличии потребителей с умеренным значением пусковых токов. Параметр срабатывания лежит в диапазоне Iсрб = (5 ÷10)Iном ;
• класс D предназначен для защиты сетей с потребителями, имеющими существенные пусковые токи, например, электродвигателей. Параметр срабатывания лежит в диапазоне Iсрб = (10 ÷ 20)Iном , в некоторых случаях Iсрб = (10 ÷ 50)Iном .

Рисунок 1 – Времятоковые характеристики автоматов

Также выпускаются автоматы узкоспециализированной конструкции класса А (для сетей большой протяжённости и для защиты полупроводниковых приборов Iсрб = (2 ÷ 3)Iном ), класса К (для индуктивных нагрузок Iсрб = (10 ÷ 14)Iном ), класса Z (для электронных устройств Iсрб = (2,4 ÷ 3,5)Iном ).

На характеристиках обозначены зоны срабатывания автоматов, нижняя граница которых соответствует срабатыванию из горячего состояния, верхняя – из холодного, пунктирная линия – верхняя граница срабатывания для автоматов на номинальный ток до 32А.

По приспособленности к селективности с кратковременной выдержкой времени относительно других устройств защиты от КЗ автоматы выпускают следующих категорий (по ГОСТ Р 50030.2-2010):

• категория А: не предназначенные специально для обеспечения селективности в условиях КЗ относительно других устройств защиты, последовательно присоединённых со стороны нагрузки, т. е. без заданной кратковременной выдержки времени для обеспечения селективности в условиях КЗ, а поэтому без номинального кратковременно выдерживаемого тока (Icw);
• категория В: специально предназначенные для обеспечения селективности при КЗ относительно других устройств защиты, последовательно присоединённых со стороны нагрузки, т. е. с заданной кратковременной выдержкой времени (может быть регулируемой), и имеющие номинальный кратковременно выдерживаемый ток (Icw).

Общие требования к автоматам:

• способность токоведущей системы обеспечивать протекание номинального тока с любой продолжительностью;
• многократное отключение рабочих (по ГОСТ Р 50030.2) токов КЗ с сохранением автоматом работоспособного состояния и готовности длительного пропускания номинального тока;
• малое время отключения и минимальная зона выброса газов при гашении дуги.

1. Конструкции автоматов. Понятие о селективности

В зависимости от области применения и назначения автоматы выпускаются множеством компаний-производителей на различные номинальные напряжения, токи главных цепей, отключающие способности и разных конструктивных исполнений.

Конструкция трёхфазного автомата серии ВА51-39 на номинальные напряжения 380/660/ В (AC) и 440 В (DC), номинальный ток главной цепи до 800 А, предельный ток отключения до 35 кА, показана на рисунке 2.

ВА51-39 содержит механизм свободного расцепления рычажного типа, включающий опорный рычаг (10), соединённый со звеньями (7, 8) при помощи шарниров, вращающими подвижные контакты (18). Расцепители (13, 14) воздействуют на отключающую рейку (12), которая имеет кинематическую связь с контактной системой посредством собачки (11). При ручном вращении рукоятки (9) происходит зацепление рычага (10) с собачкой (11), которая зацепляется с отключающей рейкой (12), и выполняется взвод аппарата.

Рисунок 2 ‒ Трёхфазный автомат ВА51-39: а – внешний вид; б – конструкция: 1 – основание; 2 – дугогасительная камера; 3, 4 – искрогасительные пластины; 5 – крышка автоматического выключателя; 6 – стальные пластины (деионная решётка); 7, 8 – звенья для передачи вращения; 9 – рукоятка (ручной привод); 10 – опорный рычаг; 11 – собачка; 12 – отключающая поворотная рейка; 13 – биметаллическая пластина; 14 – электромагнитный расцепитель; 15 – гибкий проводник; 16 – токопровод; 17 – контактодержатель; 18, 20 – подвижные и неподвижные контакты; 19 – щёки для изоляции пластин

Производителями выпускаются автоматы с возможностью стационарного и выкатного исполнения на большие токи до 6 300 А. На рисунках 3, а-в показана конструкция автомата ABB серии SPACE Emax E(1-6) выкатного исполнения на напряжения 690 и 1 150 В, номинальные токи от 800 до 6300 с предельной отключающей способностью до 150 кА.

Рисунок 3 – Конструкция и подключение автомата Emax выкатного исполнения: а – лицевая часть: 1 ‒ фиксированный корпус выкатного элемента, 2 ‒ скользящие контакты, 3 ‒ микропроцессорный расцепитель, 4 ‒ кнопки ручного включения «I» и отключения «O», 5 ‒ замок в разомкнутом положении, 6 ‒ рычаг ручного взвода включающих пружин, 7 ‒ механический указатель разомкнутого «O» и замкнутого «I» положений, 8 ‒ указатель взведённого или невзведённого состояния пружин, 9 ‒ замок и блокировочное устройство, 10 ‒ указатель положения выключателя: установлен/выкачен для тестирования/выкачен; б – варианты подключения: 1, 2 ‒ подключение сзади с горизонтальными и вертикальными выводами, 3 ‒ подключение спереди, 4 ‒ с плоскими выводами; в – конструкция: 1 ‒ скользящие контакты, 2 ‒ расцепитель, 3 ‒ ДГК, 4 ‒ контактные пластины подвижных главных (снизу) и дугогасящих контактов, 5 ‒ контактные пластины неподвижных главных (снизу) и дугогасящих контактов, 6 ‒ трансформатор тока для расцепителя, 7 ‒ горизонтальные выводы для подключения сзади, 8 ‒ изолирующая оболочка полюсной группы, 9 ‒ каркас из листовой стали, 10 ‒ включающая пружина, 11 ‒ механизм управления включением и отключением автомата

Представленный на рисунке 3, в автомат относится к категории В и является специально предназначенным для обеспечения селективности при КЗ, что требует учёта номинального кратковременно выдерживаемого тока Icw для создания задержек времени при КЗ.

Примерами автоматов стационарного и выкатного (выдвижного) исполнения на большие токи и номинальные напряжения 400 и 690 В, также являются аппараты отечественного производства завода «КЭАЗ» серии OptiMat A (номинальные токи главных цепей до 6 300 А, предельная коммутационная способность до 120 кА), аппараты ВА-45 серии PROxima производства EKF (токи главных цепей до 6 000 А, предельная коммутационная способность до 100 кА), аппараты производства Schneider Electric серии EasyPact (токи главных цепей до 4 000 А, предельная коммутационная способность до 65 кА).

На рисунке 4 показаны: а – OptiMat A на 3 200 А выдвижной, б – ВА-45 EKF PROxima на 6 300 А выкатной, в – Schneider Electric EasyPact MVS ET6G на 4 000 А стационарный.

Рисунок 4 – Автоматы OptiMat A, PROxima и EasyPact: а – OptiMat A – 3 200; б – PROxima ВА-4-6 300; в – EasyPact MVS 4 000 А

Также для защиты электроустановок напряжением до 690 В производятся менее габаритные трёхполюсные автоматы в литых корпусах: OptiMat D от «КЭАЗ» на токи до 250 А, AV POWER до 1 600 А от EKF, ComPact NSX от Schneider Electric до 630 А. На рисунках 5, а‒в изображены автоматы указанных серий.

Рисунок 5 – Автоматы OptiMat D, AV POWER и ComPact NSX: а – OptiMat D 250А; б – AV POWER 400А; в – ComPact NSX 630А

Широкое использование в областях бытового и общепромышленного применения в сборках щитов и шкафов различного назначения находят модульные автоматы однодвух- и трёхполюсного исполнения на номинальные напряжения 230/400 В и токи до 125 А. Такие аппараты предполагают монтаж на DIN-рейке.

Конструкция полюса такого автомата представлена на рисунке 6, а. ДГК имеет корпус и набор пластин, позволяющий обеспечить дугогашение по принципам узкой щели и ДГР. Винт (10) позволяет изменять ток и время срабатывания теплового расцепителя автомата. Встроенные в автомат расцепители обеспечивают его отключение при сверхтоках перегрузки – тепловой (зависимый) расцепитель, и токах КЗ – электромагнитный (мгновенный) расцепитель. Их конструкции показаны на рисунках 6, б, в.

Рисунок 6 – Конструкция модульного автомата и виды расцепителей: а – конструкция полюса: 1,11 ‒ верхняя и нижняя клеммы для подключения цепи, 2 ‒ неподвижный контакт, 3 ‒ подвижный контакт, 4 ‒ копус, 5 ‒ механизм взвода и расцепления, 6-электромагнитный расцепитель, 7 ‒ ДГК, 8 ‒ рычаг, 9 ‒ тепловой расцепитель, 10 ‒ винт регулировочный; б – тепловой расцепитель; в – мгновенный расцепитель

Принцип работы теплового расцепителя основан на деформации биметаллической (две соединённые пластины из металлов с разным коэффициентом теплового расширения) пластины при протекании по ней тока цепи и воздействии на механизм свободного расцепления. Тепловой расцепитель, времятоковая характеристика которого хорошо согласуется с характеристикой защищаемого объекта, имеет низкую термическую стойкость, что определяет его использование только при отключении токов перегрузки.

Электромагнитный расцепитель, состоящий из обмотки и подвижного якоря, срабатывает втягиванием якоря и воздействием на механизм свободного расцепления при протекании сверхтоков КЗ цепи. Расцепитель обладает высокой термической и электродинамической стойкостью и стойкостью к механическим воздействиям, поэтому используется в автоматах для отключения аварийных токов КЗ.

Модульные автоматы класса С на ток 125 А: от КЭАЗ серии ВМ125-3, от IEK серии ВА47-150 и от Legrand серии DX³ показаны на рисунках 7, а-в.

Рисунок 7 – Модульные трёхполюсные автоматы на ток 125 А: а – КЭАЗ ВМ125-3; б – IEK ВА47-150; в – Legrand DX3

По отношению тока отключения, при котором контакты начинают расходиться, к ожидаемому току КЗ, автоматы делятся на токоограничивающие и нетокоограничивающие. На рисунках 8, а, б показаны зависимости тока через контакты от времени срабатывания автомата. Первоначально по контактам протекает номинальный ток Iном. От момента возникновения КЗ в цепи ток начинает нарастать и за время t0 достигает значения установленного для срабатывания мгновенного расцепителя Iср (уставки – Iуст), после чего якорь электромагнита начинает движение и воздействует на контактную систему.

С точки срабатывания расцепителя до начала расхождения контактов, соответствующего току отключения – Iоткл, проходит собственное время отключения автомата – tоткл. Не достигая значения ожидаемого тока КЗ – Iкз, ток цепи снижается с момента расхождения контактов до нуля за время гашения дуги – tг.

Рисунок 8 – Зависимости тока от времени при работе автоматов: а –для нетокоограничивающего автомата; б –для токоограничивающего автомата

Полное время отключения автомата складывается из: t₀ + tоткл + tг.

Для нетоограничивающих автоматов: tоткл = 0,02…0,1с, для токоограничивающих: tоткл = 0,001…0,005с. Таким образом токоограничивающие автоматы отключают цепь задолго до достижения током значения ожидаемого тока КЗ, что снижает токовую нагрузку на цепь и автомат. Быстродействие обеспечивается определёнными соотношениями параметров расцепляющего устройства: жёсткостью отключающих пружин, массой подвижной системы, расстояниями между конструктивными элементами.

В целях обеспечения селективности срабатывания автоматов в системах электроснабжения потребителей необходимо предусматривать использование выключателей категории В с выдержкой времени срабатывания при сравнительно высоких токах КЗ, либо компоновать систему автоматами с разными номинальными токами и классами по времятоковым характеристикам.

Организацию селективности защиты автоматами с выдержкой времени можно рассмотреть на примере участка электрической сети, изображённой на рисунке 9, включающего вводное распределительное устройство (ВРУ), распределительный щит (ЩР) с автоматическими выключателями и точку КЗ.

Рисунок 9 – Участок сети с КЗ

Для селективной работы автоматов выключатель QF2 должен отключаться с учётом времени отключения нижестоящего QF3 с выдержкой времени, например: tоткл2 = tоткл3 + t2 = 0,5…1 с, а автомат QF1 с выдержкой времени относительно времени отключения QF2: tоткл1 = tоткл2 + t1 = 1,5…3 с. Такая защита необходима в случае превышения ожидаемым током КЗ тока срабатывания мгновенного расцепителя автомата QF1 даже при условии его максимальной отстройки по току.

При сравнительно небольших токах КЗ можно обеспечить селективность выбором автоматов с разными номинальными токами и типами времятоковых характеристик без дополнительных отстроек по току и времени срабатывания мгновенных расцепителей.

На рисунке 10 проиллюстрированы зоны срабатывания электромагнитных расцепителей на оси абсцисс для времятоковых характеристик автоматов с обозначением предположительного тока КЗ в 300 А.

Рисунок 10 ‒ Зоны срабатывания мгновенных расцепителей автоматов

В первом случае принято, что автоматы на рисунке 8 выбраны следующим образом: QF1 – выключатель D125, QF2 – выключатель C63, QF3 – выключатель B25. При такой подборке селективность обеспечивается, поскольку ток КЗ не вызывает срабатывания мгновенных расцепителей вышестоящих автоматов QF2 и QF1. Если же в качестве QF2 выбран B63, то ток КЗ вызовет срабатывание мгновенного расцепителя и отстройка по току не обеспечит селективность, автомат отключится при КЗ вместе с QF3.

При организации защиты может обеспечиваться полная и частичная селективность (по ГОСТ Р 50030.2):

• полная – селективность по сверхтокам, когда при последовательном соединении двух аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки осуществляет защиту без срабатывания второго защитного аппарата;
• частичная – селективность по сверхтокам, когда при последовательном соединении двух аппаратов защиты от сверхтоков аппарат со стороны нагрузки осуществляет защиту до определённого уровня сверхтока без срабатывания второго защитного аппарата.

Исходя из приведённых определений, полная селективность при любых сверхтоках может быть обеспечена выдержкой времени срабатывания, либо гарантированным превышением током срабатывания расцепителя вышестоящего автомата ожидаемого тока КЗ. В свою очередь частичная селективность до установленного сверхтока может обеспечиваться регулировкой тока срабатывания вышестоящего автомата, выбором автоматов на большие токи и других классов по времятоковым характеристикам.

2. Устройства защитного отключения (УЗО)

УЗО является аппаратом обеспечения защиты от случайного прямого, либо косвенного прикосновений персонала к токоведущим частям электроустановок, а также защиты от токов утечки при повреждении изоляции и предотвращения возгораний.

Основными параметрами УЗО по ГОСТ IEC/TR 60755-2017 являются:

• номинальное напряжение, при котором обеспечиваются характеристики УЗО: предпочтительными значениями являются 110, 120, 230 и 400 В;
• номинальный ток, установленный изготовителем, проведение которого обеспечивается УЗО: предпочтительными значениями являются 6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250, 400, 630 А; основное применение находят УЗО на 16 – 125 А;
• номинальный отключающий дифференциальный ток ( IΔn ) – действующее значение синусоидального дифференциального тока при номинальной частоте, установленное изготовителем для УЗО, вызывающее его срабатывание в предписанных условиях: предпочтительными значениями являются 0,006; 0,01; 0,03; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10; 20; 30 А; основное применение находят УЗО на 0,01 и 0,03 А для обеспечения электробезопасности, и на 0,1; 0,3 и 0,5 А для защиты от возгораний (противопожарные);
• номинальный неотключающий дифференциальный ток ( IΔno ) – значение неотключающего дифференциального тока, установленное для УЗО изготовителем, при котором оно не срабатывает в предписанных условиях: предпочтительными значениями для переменного тока 50 Гц являются 0,5 · IΔn ;
• номинальная наибольшая включающая и отключающая способность (Im) – действующее значение ожидаемого тока КЗ, который УЗО может включать, проводить в течение времени, необходимого для срабатывания, и отключать в предписанных условиях без ухудшения его характеристик: минимальными значениями являются наибольшее из 10 · Iном или 500 А;
• номинальная дифференциальная наибольшая включающая и отключающая способность ( IΔm ) – действующее значение ожидаемого дифференциального тока КЗ, который УЗО может включать, проводить в течение времени, необходимого для срабатывания, и отключать в определённых условиях без ухудшения его характеристик: предпочтительными значениями являются 500, 1 000, 1 500, 3 000, 4 500, 6 000, 10 000, 20 000 и 50 000 А; минимальные как в пункте выше.

По возможности обеспечивать селективность УЗО делятся:

• без выдержки времени;
• с выдержкой времени: по возможной выдержке бывают типов G (0,08 – 0,1 с) и S (0,15 – 0,5 с).

По способности к срабатыванию при наличии составляющей постоянного тока:

• типа AC – срабатывающее при наличии только дифференциального синусоидального переменного тока;
• типа A – срабатывающее с управлением или без управления углом фазы различной полярности как УЗО типа AC, и дополнительно при дифференциальных пульсирующем постоянного токе и с наложением постоянного тока 6 мА;
• типа B – как и тип А, и дополнительно при дифференциальных синусоидальном токе 1 000 Гц, переменном токе и пульсирующем постоянном наложенных на сглаженный постоянный ток, постоянном выпрямленном токе, сглаженном постоянном токе.

3. Конструкция УЗО

Общим принципом работы УЗО является появление тока в обмотке встроенного трансформатора при наличии утечки в подключённой цепи и реакции на этот ток пускового органа, воздействующего на механизм расцепления.

На рисунке 11, а, б изображены принципиальная компоновка УЗО и внутренние элементы конструкции.

При нахождении УЗО в работе в цепи без тока утечки, текущие по проводам токи I1 и I2 создают равные потоки Ф1 и Ф2 взаимно разнонаправленные и компенсирующие друг друга и ток ΔI равен нулю. При прикосновении к токоведущим частям, либо повреждении изоляции цепи возникает ток утечки, определяющий разницу между токами I1 и I2, и, соответственно, магнитными потоками Ф1 и Ф2, что приводит к появлению тока ΔI , который, достигая определённого значения, приводит к срабатыванию пускового электромагнита и механизма расцепления контактов УЗО. Функция тестирования позволяет проверить работоспособность УЗО в штатном режиме нажатием кнопки «Тест», что приводит к отбору тока из нейтрального проводника и обеспечению разницы токов определённой величины, определяемой сопротивлением Rут.

По принципу работы пускового органа изготавливаются электромеханические и электронные УЗО. Изображения, обозначающие принцип работы приведены на рисунке 12, а, б.

Рисунок 11 – Принципиальная компоновка и конструкция УЗО: а – принципиальная компоновка: 1 ‒трансформатор нулевой последовательности, 2 ‒пусковой орган (электромагнит), 3 ‒ механизм расцепления, 4 ‒ кнопка «Тест», Rут ‒ сопротивление для задания величины тока утечки при тестировании, I1 и I2 ‒токи в линейном и нулевом проводах, ΔI ‒ ток от обмотки трансформатора в цепи пускового органа, Ф1 и Ф2 ‒ магнитные потоки от токов в проводах, К ‒контакт цепи тестирования; б – элементы конструкции: : 1,7 ‒ клеммы для подключения в цепь, 2 ‒ механизм расцепления, 3 ‒ рычаг, 4 ‒ трансформатор, 5 ‒ пусковой орган, 6 ‒ кнопка «Тест»

Рисунок 12 – Графические обозначения УЗО: а – обозначение электромеханических УЗО; б – обозначение электронных УЗО

Электромеханические УЗО имеют электромагнит к качестве пускового органа, а электронные – элементы сравнения (компараторы, стабилитроны), выпрямители, усилители.

Электромеханические УЗО позволяют обеспечить надёжное срабатывание, определяемое только током утечки, в независимости от уровня питающего напряжения. Недостатком считается его дороговизна по сравнению с электронными.

Электронные УЗО имеют вероятность не срабатывания при понижении питающего напряжения, что определяется наличием электронных элементов пускового органа. Достоинством считается их невысокая стоимость относительно электромеханических УЗО.

4. Обозначение параметров автоматов и УЗО на лицевых частях

На лицевых частях автоматов и УЗО, примеры которых представлены на рисунке 13, а-в, указывают основные технические параметры и характеристики.

Рисунок 13 – Лицевые части и обозначения на автомате, УЗО и дифавтомате: а – автомат OptiMat E100: 1‒ схемное обозначение автомата и категория по селективности, 2 ‒ номинальный ток главных цепей, 3 ‒ номинальная частота и напряжение, 4 ‒ рабочий ток отключения и импульсное выдерживаемое напряжение, 5 ‒ предельный ток отключения при заданных напряжениях; б – УЗО ВД1-63: 1 ‒ номинальные ток, напряжение, частота, отключающий дифференциальный ток; 2 ‒ предельный ток отключения, 3 ‒ тип УЗО (на примере – AC), 4 ‒ нижнее значение температуры эксплуатации, 5 ‒ вид УЗО (на примере – электромеханическое); в – дифавтомат АВДТ32: 1 ‒ предельный ток отключения, 2 ‒ тип аппарата по отключаемому дифференциальному току (на примере – А), 3 ‒ класс по времятоковой характеристике и номинальный ток главных контактов, 4 ‒ номинальный отключающий дифференциальный ток, 5 ‒ нижнее значение температуры эксплуатации, 6 ‒ конструкция пускового органа дифференциального отключения (на примере – электронная)

Дифавтомат является аппаратом с совмещённой функцией автомата и УЗО по защите от сверхтоков перегрузки и КЗ, и токов утечки.

5. Условия выбора автоматов и УЗО

Выбор автоматов для защиты электроприёмников производят по следующим основным условиям:

• номинальное напряжение: Uном.апп ≥ Uном.сети ;
• номинальный ток главных цепей: Iном.апп ≥ Iном.сети ;

• токи срабатывания (уставки) теплового и электромагнитного расцепителей:
• для защиты силовых цепей, в том числе электродвигателей: Iсраб.з ≥ kT · Iном.сети ; Iсраб.з.нр ≥ 1,15· kT · I_ном.ЭД ; Iсраб.з.рег ≥ 1, 25· kT · I_ном.ЭД ; Iсраб.нз ≥ 1, 2I_{пуск.ЭД} для одиночных приёмников; Iсраб.з ≥ 1,1· kT · Σ I_ном.ЭД; I сраб.нз ≥ (1, 25÷ 1, 5) Σ I_{пуск.ЭД} для групповых приёмников; где Iсраб.з , Iсраб.з.нр , Iсраб.з.рег – токи срабатывания зависимого (теплового) расцепителя нерегулируемого и регулируемого, Iсраб.нз — ток срабатывания мгновенного (независимого) расцепителя, I_ном.ЭД , I_{пуск.ЭД} — номинальный и пусковой токи электродвигателя, k_T = 1 + 0,006(Tуст — T) — коэффициент учёта температуры эксплуатации автомата, Tуст — температура, установленная изготовителем для расцепителя, T – текущая температура эксплуатации;
• для защиты осветительных сетей: Iсраб.з ≥ kT · Iном.сети для ламп накаливания и люминесцентных; Iсраб.з ≥ k_T ·1,3· Iном.сети для ДРЛ, ДРИ и ДНАТ;
• полная или частичная селективность последовательно включённых автоматов;
• для сетей с глухозаземлённой нейтралью на отключение тока однофазного КЗ: Iкз⁽¹⁾ ≥ 3Iном.з; Iкз⁽¹⁾ ≥ 1,4Iсраб.нз (при Iном.апп ≤ 100 А) и Iкз⁽¹⁾ ≥ 1,25Iсраб.нз (при Iном.апп > 100 А) – для установки в помещениях с нормальной средой; Iкз⁽¹⁾ ≥ 6Iном.з , остальное то же, для установки в помещениях с взрыво- и пожароопасной средой;
• предельный ток отключения и действующее значение периодической составляющей тока трёхфазного КЗ сети: Icu > I^кз(3) ;
• электродинамическая стойкость по току стойкости автомата и ударному току КЗ сети (может не проверяться): i_ЭДС > i_уд .

При выборе УЗО основываются на следующих основных условиях:

• номинальное напряжение: Uном.апп ≥ Uном.сети ;
• номинальный ток главных цепей: Iном.апп ≥ Iном.сети ;
• номинальный отключающий дифференциальный ток и ток утечки сети: IΔn /3 ≥ Iсумм.у.сети , где Iсумм.у.сети
• суммарный ток утечки сети с учётом присоединяемых стационарных и переносных электроприёмников в нормальном режиме работы; если данных о токах утечки нет, то принимают из расчёта 0,4 мА на 1 А тока нагрузки и 10мкА на 1 м длины проводов; для защиты отдельных электроприёмников – IΔn = 10 мА, групповых – 30 мА (при защите людей от поражения током), для защиты от возгораний – от 100 мА;
• по типу дифференциального тока: типы АС, А, В; для жилых зданий, как правило, применяют А ввиду наличия пульсирующих токов в цепях;
• отключающая способность: Im > Iкз⁽³⁾ .

Дифавтомат выбирается с учётом условий для автомата и УЗО.

Технические параметры ряда автоматов и УЗО представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Параметры автоматов и УЗО