АВДТ: автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока

Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока (АВДТ) [residual current operated circuit-breaker with integral overcurrent protection, RCBO] — это коммутационное устройство, управляемое дифференциальным током, предназначенное выполнять функции защиты от перегрузок и (или) коротких замыканий (определение согласно ГОСТ IEC 60050-442-2015 [1]).

АВДТ некоторые некомпетентные люди некорректно именуют жаргонами “диффавтомат” или “дифференциальный автомат”.

Харечко Ю.В. в своей книге [2] характеризует АВДТ следующим образом:

« Автоматический выключатель, управляемый дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока представляет собой разновидность устройства дифференциального тока, которая оснащена встроенной защитой от сверхтока. Поэтому АВДТ применяют для защиты от перегрузок и коротких замыканий наряду с устройствами защиты от сверхтока, которыми являются автоматические выключатели и плавкие предохранители. Во всем остальном АВДТ функционирует так же, как УДТ. »

Требования

Международные требования к АВДТ бытового назначения изложены в стандарте МЭК 61009‑1, национальные – в ГОСТ IEC 61009-1-2020. Требования этих стандартов распространяются на АВДТ, которые рассчитаны на работу в электрических цепях переменного тока частотой 50 и (или) 60 Гц, с номинальным напряжением до 440 В, номинальным током до 125 А и максимальным током короткого замыкания до 25000 А включительно. Рассматриваемые АВДТ предназначены для использования обычными лицами и не нуждаются в обслуживании. Их можно использовать в качестве разъединителей.

В ГОСТ IEC 61009-1-2020 [3] установлены основные термины и их определения; дана классификация АВДТ; рассмотрены характеристики АВДТ, их стандартные и предпочтительные значения; перечислена информация, которая должна маркироваться на АВДТ и содержаться в документации изготовителя; изложены требования к конструкции АВДТ, их функционированию, условиям окружающей среды; определены условия, которым должны соответствовать АВДТ при их работе в нормальном режиме, при перегрузках и коротких замыканиях; установлены объемы и представлены методики проведения испытаний АВДТ, а также изложены другие требования и рекомендации.

В приложении G «Дополнительные требования и испытания для АВДТ, состоящих из автоматического выключателя и устройства дифференциального тока, предназначенных для сборки на месте эксплуатации» ГОСТ IEC 61009-1-2020 [3] изложены требования к блокам дифференциального тока. БДТ предназначены для механического и электрического соединения с автоматическими выключателями бытового назначения, которые соответствуют требованиям ГОСТ Р 50345-2010, с целью получения АВДТ.

Конструктивные особенности

Конструктивно автоматические выключатели, управляемые дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока могут быть выполнены в виде единого изделия (рис. 1 и 2) или в виде изделия, которое собирают из блока дифференциального тока и автоматического выключателя перед его установкой в низковольтное распределительное устройство (рис. 3 и 4). Ниже приведена краткая информация об АВДТ, выполненных в одном корпусе или собранных на заводе и представляющих собой единое изделие.

Рассматриваемые АВДТ выпускают в двух модификациях. Ранние модификации АВДТ представляют собой единое устройство, состоящее из двух-, трех- или четырехполюсного автоматического выключателя, который в заводских условиях соединяют соответственно с двух-, трех- или четырехполюсным блоком дифференциального тока (рис. 2). Современные модификации двухполюсных АВДТ (рис. 1) изначально сконструированы так, что их производят в едином корпусе, аналогичном корпусу двухполюсных ВДТ. Они имеют в 1,5–2 раза меньшую ширину, чем разработанные ранее двухполюсные АВДТ.

Двухполюсные АВДТ
Рис. 1. Двухполюсные АВДТ (рисунок заимствован из книги [2] автора Харечко Ю.В.)
АВДТ, собираемые в заводских условиях
Рис. 2. АВДТ, собираемые в заводских условиях из автоматических выключателей и блоков дифференциального тока: 1 – двухполюсные; 2 – трехполюсные; 3 – четырехполюсные (рисунок заимствован из книги [2] автора Харечко Ю.В.)
АВДТ с номинальным током до 63 А
Рис. 3. АВДТ с номинальным током до 63 А, собираемые из автоматических выключателей и блоков дифференциального тока перед установкой в низковольтные распределительные устройства: 1 – двухполюсные; 2 – трехполюсные; 3 – четырехполюсные (рисунок заимствован из книги [2] автора Харечко Ю.В.)
АВДТ с номинальным током до 100 А
Рис. 4. АВДТ с номинальным током до 100 А, собираемые из автоматических выключателей и блоков дифференциального тока перед установкой в низковольтные распределительные устройства: 1 – двухполюсные; 2 – четырехполюсные (рисунок заимствован из книги [2] автора Харечко Ю.В.)
Трехполюсное АВДТ с номинальным током 63 А
Рис. 5. Пример трехполюсного АВДТ с номинальным током 63 А

Для выполнения функции защиты от сверхтока автоматические выключатели, управляемые дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока оснащают расцепителем сверхтока прямого действия, который обычно включает в себя:

  • тепловой расцепитель перегрузки с обратнозависимой выдержкой времени, срабатывание которого зависит от теплового действия протекающего через него электрического тока;
  • электромагнитный расцепитель короткого замыкания, вызывающий размыкание АВДТ без выдержки времени.

Расцепитель перегрузки предназначен для защиты от малых токов перегрузки, а расцепитель короткого замыкания – от больших токов перегрузки и токов короткого замыкания.

Классификация

АВДТ классифицируют по следующим направлениям [3]:

1) По способу управления:

  • 1.1. АВДТ, функционально не зависящие от напряжения электрической цепи;
  • 1.2. АВДТ, функционально зависящие от напряжения электрической цепи:
  • 1.2.1. Размыкающиеся автоматически в случае исчезновения напряжения электрической цепи с выдержкой времени или без нее

a) автоматически повторно замыкающиеся при восстановлении напряжения электрической цепи;

b) автоматически повторно не замыкающиеся при восстановлении напряжения электрической цепи.

1.2.2. Не размыкающиеся автоматически в случае исчезновения напряжения электрической цепи:

a) способные расцепляться в случае аварийной ситуации (например, при замыкании на землю), возникающей вследствие аварии в электрической цепи (требования в стадии рассмотрения);

b) не способные расцепляться в случае аварийной ситуации (например, при замыкании на землю), возникающей вследствие аварии в электрической цепи.

2) По способу установки:

  • АВДТ для стационарной установки при неподвижной проводке;
  • АВДТ для подвижной установки и шнурового присоединения (подключения самого АВДТ к источнику питания).

3) По числу полюсов и путей тока:

  • однополюсный АВДТ с одним защищенным от сверхтоков полюсом и некоммутируемой нейтралью (см. 3.3.16) (два пути тока);
  • двухполюсный АВДТ с одним защищенным от сверхтоков полюсом;
  • двухполюсный АВДТ с двумя защищенными от сверхтоков полюсами;
  • трехполюсный АВДТ с тремя защищенными от сверхтоков полюсами;
  • трехполюсный АВДТ с тремя защищенными от сверхтоков полюсами и некоммутируемой нейтралью (четыре пути тока);
  • четырехполюсный АВДТ с тремя защищенными от сверхтоков полюсами;
  • четырехполюсный АВДТ с четырьмя защищенными от сверхтоков полюсами.

Примечание – Полюс, который не является защищенным от сверхтоков, может быть:

  • “незащищенным” полюсом или
  • “полюсом, коммутирующим нейтраль”.

В электроустановках зданий наиболее широкое распространение получили двухполюсные АВДТ, применяемые в однофазных электрических цепях. Четырехполюсные АВДТ, применяемые в трехфазных четырехпроводных электрических цепях, имеют меньшую область применения. Еще реже используют трехполюсные АВДТ, применяемые в трехфазных трехпроводных электрических цепях.

4) По условиям регулирования отключающего дифференциального тока:

  • АВДТ с одним значением номинального отключающего дифференциального тока;
  • АВДТ с многопозиционной уставкой отключающего дифференциального тока с дискретными фиксированными значениями.

5) По устойчивости к нежелательному срабатыванию от воздействия импульсов напряжения:

  • АВДТ с нормальной устойчивостью к нежелательному срабатыванию (общего типа согласно таблице 2 и таблице 3 ГОСТ IEC 61009-1-2020 при необходимости);
  • АВДТ с повышенной устойчивостью к нежелательному срабатыванию (типа S согласно таблице 2 и таблице 3 ГОСТ IEC 61009-1-2020 при необходимости).

6) По условиям функционирования при наличии составляющей постоянного тока:

  • АВДТ типа АС;
  • АВДТ типа А.

Производят АВДТ типа АС, срабатывающие при синусоидальных переменных дифференциальных токах, и АВДТ типа А, которые срабатывают как при синусоидальных переменных, так и при пульсирующих постоянных дифференциальных токах. В электроустановках квартир и индивидуальных жилых домов следует применять АВДТ типа А.

В последнее время приступили к производству АВДТ типа F и типа B. Эти АВДТ предназначены оперировать при более сложных формах дифференциального тока (тип F) и даже при постоянном дифференциальном токе (тип B).

7) По наличию выдержки времени (в присутствии дифференциального тока):

  • АВДТ без выдержки времени – тип для общего применения;
  • АВДТ с выдержкой времени – тип S для обеспечения селективности.

Выпускают АВДТ общего применения, которые срабатывают без выдержки времени, и АВДТ типа S, имеющие выдержку времени и предназначенные для селективного оперирования с ВДТ и АВДТ общего применения.

Большинство производимых АВДТ являются устройствами общего применения, которые при появлении в их главной цепи отключающего дифференциального тока срабатывают без выдержки времени.

АВДТ общего применения устойчивы к импульсам электрического тока с пиковым значением до 250 А. Производят также АВДТ общего применения, характеризующиеся повышенной устойчивостью к импульсным токам – до 3000 А.

8) По способу защиты от внешних воздействий:

  • АВДТ защищенного исполнения (не требующий дополнительной оболочки);
  • АВДТ незащищенного исполнения (для применения с дополнительной оболочкой).

9) По способу монтажа:

  • АВДТ поверхностного (настенного монтажа);
  • АВДТ утопленного монтажа;
  • АВДТ панельно-щитового монтажа (называемого также типом для распределительных щитов и щитков).

Примечание – Все эти типы могут предназначаться для установки на рейках.

10) По способу присоединения:

  • АВДТ, электрические присоединения которых не связаны с механическими креплениями;
  • АВДТ, электрические присоединения которых связаны с механическими креплениями.

Примечание – Креплениями такого типа являются: втычные, болтовые, резьбовые.

Некоторые АВДТ могут быть втычного или болтового типа только со стороны питания, а со стороны нагрузки – обычные крепления проводами.

11) По току мгновенного расцепления:

  • АВДТ типа В;
  • АВДТ типа С;
  • АВДТ типа D.

АВДТ обычно имеют тип мгновенного расцепления В или С.

АВДТ с типом мгновенного расцепления В используют для защиты от сверхтока большинства конечных электрических цепей в электроустановках жилых зданий, с типом С – для защиты от сверхтока тех электрических цепей, в которых возможны большие пусковые токи при включении электрооборудования, например, электродвигателей, электрических светильников и др.

12) По характеристике I2t:

В дополнение к характеристике I2t, предоставляемой изготовителем согласно разделу 5 ГОСТ IEC 61009-1-2020, АВДТ могут быть классифицированы по их характеристике I2t.

13) По типу выводов:

  • АВДТ с выводами резьбового типа для внешних медных проводников;
  • АВДТ с выводами безрезьбового типа для внешних медных проводников.

Примечание – Требования к АВДТ, оснащенным выводами таких типов, приведены в приложении J ГОСТ IEC 61009-1-2020;

  • АВДТ с плоскими быстросоединяемыми выводами для внешних медных проводников.

Примечание – Требования к АВДТ, оснащенным выводами такого типа, приведены в приложении К ГОСТ IEC 61009-1-2020;

  • АВДТ с выводами резьбового типа для внешних алюминиевых проводников.

Примечание – Требования к АВДТ, оснащенным выводами такого типа, приведены в приложении L ГОСТ IEC 61009-1-2020.

Технические характеристики

Ниже приведу некоторые основные технические характеристики АВДТ:

1. Номинальное напряжение Un двухполюсных АВДТ обычно равно 230 В, трех- и четырехполюсных – 400 В.

2. Предпочтительными значениями номинального тока In являются: 6; 8; 10; 13; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63; 80; 100; 125 А (согласно п. 5.3.2. [3]).

Выпускаемые АВДТ (с номинальным током до 32 А) обычно относятся к токоограничивающим устройствам защиты от сверхтока, которые характеризуются очень малым временем отключения токов короткого замыкания. Действующее значение тока короткого замыкания в течение такого малого промежутка времени не успевает достичь своего максимального значения.

3. Номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn АВДТ может быть равным 6, 10, 30, 100, 300 и 500 мА (согласно п. 5.3.3. [3]).

АВДТ в большинстве случаев имеют номинальный отключающий дифференциальный ток IΔn, равный 10 или 30 мА (АВДТ
с IΔn = 30 мА являются наиболее распространенными изделиями). Их используют для дополнительной защиты от поражения электрическим током. АВДТ общего применения с IΔn, равным 100 и 300 мА, выпускают в меньших количествах.

4. Стандартные значения номинальной наибольшей отключающей способности до 10000 А: 1500, 3000, 4500, 6000, 10000 А (согласно п. 5.3.6 [3]).

Для значений свыше 10000 А до 25000 А включительно предпочтительными значениями являются 15000 А и 20000 А.

Номинальная коммутационная способность при коротком замыкании большинства выпускаемых АВДТ обычно равна 4500, 6000 или 10000 А.

5. Стандартные значения номинальной частоты: 50, 60 Гц и 50/60 Гц (п. 5.3.5 [3]).

Один АВДТ может быть рассчитан на несколько значений номинальной частоты.

Автоматические выключатели, управляемые дифференциальным током, со встроенной защитой от сверхтока предназначены для использования в электрических цепях переменного тока частотой 50 и 60 Гц. Некоторые специальные АВДТ могут работать при более высокой номинальной частоте, например – 400 Гц.

Примерная номенклатура АВДТ общего применения, серийно выпускаемых различными фирмами в соответствии с требованиями стандарта ГОСТ IEC 61009-1-2020, приведена ниже в таблице. Модификации АВДТ отмечены знаком «+». Знак «–» означает, что АВДТ с указанными характеристиками, как правило, не производят.

Таблица 1: Примерная номенклатура АВДТ общего применения типа АС и типа А (таблица из книги [2] автора Харечко Ю.В.)
In, А IΔn, мА Двухполюсные АВДТ Четырехполюсные АВДТ
6, 10, 13, 16 10 +
6, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 30 + +
100 + +
300 + +

Маркировка

Пример реальной маркировки двухполюсного АВДТ (смотрите рисунок 6):

Маркировка двухполюсного АВДТ
Рис. 6. Маркировка двухполюсного АВДТ серии DS 202 (рисунок заимствован из книги [4] автора Харечко Ю.В.)

На рисунке 6 обозначено:

  • 1 – товарный знак изготовителя;
  • 2 – серийный номер;
  • 3 – орган управления контрольного устройства АВДТ;
  • 4 – тип мгновенного расцепления С, номинальный ток 16 А;
  • 5 – номинальное напряжение 230 В;
  • 6 – номинальная коммутационная способность при коротком замыкании 6 000 А;
  • 7 – орган управления УДТ (отключенное положение);
  • 8 – обозначение АВДТ типа АС;
  • 9 – номинальный отключающий дифференциальный ток 0,03 А;
  • 10 – температура окружающего воздуха от – 25 до + 40 оС;
  • 11 – орган управления автоматического выключателя (отключенное положение).

Маркировка должна быть чётко видна после установки АВДТ. Если размеры устройств не позволяют разместить всю перечисленную информацию, то данные, указанные в п. 4, 7, 8 и 9 должны быть видны после их монтажа.

Разомкнутое (отключённое) положение устройства дифференциального тока, управляемого органом оперирования, перемещаемым вверх–вниз (вперёд–назад), должно обозначаться символом О (окружностью), замкнутое (включённое) его положение маркируется символом I (вертикальной чертой). Эти обозначения должны быть хорошо видны после установки УДТ. Для обозначения включённого и отключённого положений УДТ допускается также использование дополнительных символов.

Выводы устройства дифференциального тока, предназначенные только для присоединения нейтрального проводника, должны быть маркированы буквой «N».

Покажем еще один пример маркировки (рисунок 7):

Маркировка двухполюсного АВДТ серии DS 941
Рис. 7. Маркировка двухполюсного АВДТ серии DS 941 (рисунок заимствован из книги [4] автора Харечко Ю.В.)

На рисунке 7 обозначено:

  • 1 – товарный знак изготовителя;
  • 2 – серийный номер;
  • 3 – орган управления контрольного устройства АВДТ;
  • 4 – тип мгновенного расцепления С, номинальный ток 16 А;
  • 5 – номинальная коммутационная способность при коротком замыкании 4 500 А;
  • 6 – температура окружающего воздуха от – 25 до + 40 оС;
  • 7 – номинальное напряжение 230 В;
  • 8 – орган управления АВДТ (отключенное положение);
  • 9 – обозначение АВДТ типа А;
  • 10 – номинальный отключающий дифференциальный ток 0,03 А.

Список использованной литературы

  1. ГОСТ IEC 60050-442-2015
  2. Харечко Ю.В. Краткий терминологический словарь по низковольтным электроустановкам. Часть 4// Приложение к журналу «Библиотека инженера по охране труда». – 2015. – № 6. – 160.
  3. ГОСТ IEC 61009-1-2020
  4. Харечко Ю.В. Защитные устройства модульного исполнения. – М.: ООО «АББ Индустри и Стройтехника», 2008. – 336 с.