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