Сегодняшняя статья – это продолжение обзорной статьи про Характеристики устройств дифференциальной защиты. Там я рассмотрел параметры и характеристики УЗО, то есть теоретическую сторону вопроса. Тут будет практика, то есть железо. Будет много фото внутреннего устройства УЗО и дифференциальных автоматов (ВД, АД, АВДТ) TEXENERGO, с которыми вы уже знакомы по первой части.

Также обсудим варианты подключения УЗО и дифавтоматов в реальные схемы, и их плюсы и минусы.

Итак, приступаем.

Устройство УЗО TEXENERGO

Разбираем УЗО ВД1-63 на 32А 30мА

Пошагово покажу процесс разборки. Для начала, между верхними и нижними клеммами есть круглые заглушки, я вынул их при помощи шила. Также снимаем рукоятку с рычага:

ВД 1 63

УЗО ВД 1-63. Начало разборки

Аккуратно снимаем верхнюю крышку:

УЗО ВД 1-63

ВД-63 TEXENERGO со снятой передней панелью

Это УЗО электромеханическое, и тут из всей электроники ожидается увидеть дифференциальный трансформатор, электромагнит и небольшую обвязку для тестовой утечки – кнопку и резистор утечки. Я подписал некоторые внутренние детали УЗО:

УЗО Техэнерго

ВД1-63 устройство сверху

Это вид со стороны выходных клемм, как бы снизу. А вот вид справа:

Разобранный

Разобранный УЗО, вид справа

Хорошо, что все детали УЗО крепятся на хорошем металлическом каркасе, это добавляет доверия и веса устройству.

Вот на фото показано, как я нажимаю отверткой на кнопку “Тест”. Хотя, кнопкой это назвать сложно – просто металлическая пластина, на которую нажимает оранжевый пластик.

УЗО ВД со стороны

Разобранное УЗО ВД, вид сверху, со стороны подвижных контактов

Вынимаем подвижные контакты, и видим дугогасительные камеры:

УЗО

ВД1-63 дугогасительные камеры, подвижные и неподвижные контакты.

На следующей фотографии я показал, как работает якорь электромагнита. При активации он выдвигается (вниз), как я это делаю шилом:

Якорь

Якорь электромагнита выдвигается вниз и выключает УЗО

На следующей фотографии движение якоря показано стрелкой:

Электромагнит

Электромагнит УЗО и движение его якоря

Теперь исследуем резистор утечки. Не смотря на то, что цветовую систему обозначения сопротивлений резисторов я знаю со времен радиокружка, предпочитаю в спорных случаях пользоваться омметром:

Резистор в УЗО

ВД1-63 Резистор утечки, должен быть 3,3 кОм

Кольца на резисторе такие:

  1. оранжевый,
  2. оранжевый,
  3. красный (похож на бардовый или коричневый),
  4. золотой.

Что означает 3,3 кОм ±5%. Мой неповеренный прибор показал 3,22 кОм, что вполне укладывается в допуск.

Ну и давайте сразу посчитаем по закону Ома, какой ток будет идти через этот резистор. Берем стандартное действующее напряжение в сети 230 В, получаем: 230 / 3,3 = 70 мА. Многовато для корректной проверки!

Ведь ток утечки IΔn, он же номинальный отключающий дифференциальный ток в данном случае равен 30 мА. А отключиться это УЗО может и при токах выше 15 мА. Но, видимо, тут производитель перестраховался, ведь главное просто проверить факт срабатывания.

Для выключения УЗО достаточно и 6,8 кОм, тогда ток утечки при 230 В будет около 34 мА.

В итоговом фото разборки – все внутренности УЗО ВД1-63 без корпуса:

УЗО ВД1-63 

УЗО ВД1-63 изнутри, показаны детали без корпуса

Чтобы снять нижнюю часть корпуса, нужно дополнительно выкрутить винтик в нижней части устройства.

 

Разбираем и сравниваем УЗО ВД67 на 16А 30мА

Судя по документации на эти устройства (ВД1-63 и ВД67), они ничем не отличаются, кроме названия. Посмотрим, какие отличия у них внутри. Разбирается так же:

Texenergo ВД 67

TEXENERGO ВД 67 – разбираем

Первое, что бросается в глаза – материал металлического каркаса имеет красноватый оттенок:

УЗО ВД67

ВД-67 изнутри справа. “Красный” корпус

Texenergo ВД 67

TEXENERGO ВД 67 устройство изнутри

В целом по конструкции оба УЗО идентичны. По некоторым мелочам видно, что они просто собираются на разных технологических линиях:

УЗО ВД 67 снутри

TEXENERGO ВД67 – вид изнутри слева сверху

Texenergo ВД 67 изнутри

ВД-67 изнутри, вид на электромагнит

Отличий я особо не увидел:

ВД1-63 и ВД67

ВД1-63 и ВД67 разобранные рядом

Для сравнения – контакты УЗО на 32А и 16А.

32А, 16А

Для сравнения – Контакты УЗО на 32А, 16А

Я отличий контактов не вижу. Видимо, производителю проще изготовить контакты на максимальный ток линейки (в данном случае – 63А), и менять только надписи на передней панели.

Но всё же, странно будет ставить последовательно с УЗО на 16А автоматический выключатель на 40А, только на основании моей “инсайдерской” информации.

Ещё замечание – внешний вид (чертеж) в паспорте и внешний вид в реале сильно отличаются. Например – рычаг включения расположен не справа (как на фото), а слева. Само собой, и конструкция должна быть другая. Что это – недоработка отдела маркетинга или изменения в конструкции – не знаю.

Вот мы и подошли плавно к электрической схеме.

 

Электрическая схема электромеханического УЗО

Про схему я немного говорил в первой части статьи, там я рассмотрел отличия схем электромеханических и электронных УЗО. А в этой статье я рассмотрел, как ведут себя разные типы УЗО при обрыве нуля или фазы.

Итак, классическая схема электромеханического УЗО, кроме клемм и контактов, содержит:

  • Дифференциальный трансформатор, содержащий три обмотки. Две первичные обмотки – “силовые”. Они содержат по 2 витка фазного и нулевого проводов. Первичные обмотки включены встречно (противофазно), поэтому магнитные поля в них компенсируются, если токи равны. В случае, если токи не равны (утечка!), магнитное поле будет отличным от нуля, из-за чего в третьей, выходной (или вторичной) обмотке будет наводиться ЭДС. Энергии, которую выдает вторичная обмотка дифференциального трансформатора, хватает на то, чтобы электромагнит своим якорем нажал на спускной механизм.
  • Электромагнит. При подаче напряжения на катушку электромагнита его якорь (сердечник) выдвигается, и нажимает на спускной механизм. Фото было выше.
  • Приводной механизм. Он в протекании токов не участвует, но на схеме обозначен. Как и в автоматических выключателях в результате действия расцепителей, этот механизм “сбрасывает” состояние УЗО в ноль, т.е.  выключает его.

 

Схема механического УЗО

Схема электромеханического УЗО. 1, N – вход, 2, N – выход

Но есть в работе УЗО маленькая проблемка. Когда УЗО включено, не понятно, работает ли его основная функция – отключение при наличии достаточного тока утечки. Для проверки работы существует кнопка “Тест”. В результате нажатия этой кнопки через резистор утечки формируется ток, который должен гарантированно выключить УЗО. Пользователь УЗО должен самостоятельно раз в месяц таким образом проверять работоспособность УЗО. Само собой, при этом нагрузка, следующая за УЗО, будет выключаться.

Честно, говоря, такая проверка сомнительна. А что, если сейчас от кнопки УЗО работает, а через минуту по какой-то причине поломается? Как об этом узнать?

Раз уж придираюсь, скажу, что резистор формирования тока утечки реально соединен (через кнопку “Тест”) на клеммы “1” и нижнюю “N” – это видно на фото. На схеме показано подключение на верхнюю клемму “N” и выходную “2”.

Имеет ли это какое-то значение, кроме конструктивного? Думаю, нет.

Если в УЗО перестала работать защита от утечки, оно будет мало чем отличаться от обычного двухполюсного рубильника.

 

Устройство дифференциального автомата АД67-2 С25 100 мА

Теперь посмотрим, что внутри у дифавтомата TEXENERGO АД67-2. Напоминаю, что функционально он отличается от УЗО только тем, что у него, кроме защиты от тока утечки IΔn = 100 мА у него есть также две защиты от сверхтока – тепловая и электромагнитная. Об этом говорит надпись “С25”. Это означает, что у него время-токовая характеристика отключения “С” имеет номинальный ток In = 25 А.

Подробно об этом я писал в статье про характеристики автоматических выключателей.

Этот автомат занимает 4 модуля на ДИН-рейке и фактически состоит из двухполюсного автоматического выключателя на номинальный ток 25 А и УЗО на номинальный ток 100 мА:

АД67-2-

АД67-2-дифавтомат TEXENERGO

Откручиваем крышку, закрывающую нижние клеммы 2п автомата:

АД-67

АД-67 провода, идущие от автомата на УЗО

Немного неверно обозначены цвета – фаза синяя, ноль красный. Впрочем, эти провода никто не видит.

Дальше высверливаем две длинные шпильки, и устройство раскладывается на две функциональные части:

АД Техэнерго

АД 67 раскладывается на 2 части – автомат и УЗО

Связь между этими устройствами – рычаг, выступающий из УЗО, который приводит в действие механизм размыкания автомата. Кстати, это устройство – ещё один аргумент в пользу того, что когда в цепи стоят автомат и УЗО, то автомат лучше ставить первым.

Всё, теперь это два самостоятельных устройства, и их можно использовать по отдельности. Но не нужно, чтобы не дурить голову тем, кто полезет в электрощит позже – надписи на них не отражают сути. А главное – получившееся УЗО не имеет размыкающих контактов, и может использоваться только совместно с защитным автоматом.

Из одного

АД-67 Из одного устройства – два, автомат и УЗО

И если 2п защитный автомат мы уже вскрывали ранее (там 2 1п автомата, имеющих внутри связь по включению-отключению), то на устройство электронного УЗО стоит посмотреть:

электронное УЗО

“Noname” электронное УЗО, выделенное из TEXENERGO АД-67

Высверливаем шпильки-заклепки:

Внешний вид

Внутреннее устройство электронного УЗО

Тут, кроме кнопки “Тест”, как в рассмотренном выше УЗО ВД-67, есть кнопка “Возврат”, которую нужно нажать после того, как АД-67 сработает по току утечки.

УЗО электронное

УЗО электронное АД-67-2, устройство изнутри

Электромагнит имеет якорь, который во взведенном состоянии вдавлен внутрь. По утечке якорь “выдавливается” из катушки электромагнита, и “передает информацию” через рычаг механизма размыкания на защитный автомат.

То есть, для включения АД после срабатывания нужно выполнить два действия – нажать “Возврат” и поднять ручку управления автомата. В УЗО ВД и дифавтоматах АВДТ достаточно одного действия – поднять рукоятку управления в положение “1”.

 

Электрическая схема электронного дифавтомата АД67-2

Ещё раз: размыкание и по утечке, и по сверхтоку происходит при помощи одних и тех же силовых контактов. Это видно и по схеме.

Схема электронного

Схема электронного УЗО с автоматом АД-67

Схема отличается от механического УЗО наличием защиты от сверхтока, и тем, что электромагнит “К” питается от дифференциального трансформатора “Д” не напрямую, а через аналоговый усилитель (ключевую схему) “А”. Усилитель питается с выходных контактов N и 2.

Наводит на некоторые размышления то, что фаза и ноль на схеме устройства и на схеме в паспорте перепутаны. Вероятно, дело не только в небрежности рисовальщиков. Дело и в том, что УЗО и Дифу всё равно, где фаза и где ноль – ему важны только токи по двум проводам (рабочий ток и разность токов).

Внутренняя схема электронного УЗО, фото которой приведено выше, собрана на тиристоре. Я подробно её рассматриваю в статье Внутренняя схема электронного УЗО на тиристоре.

 

Устройство дифференциального автомата АВДТ-32 С16 30 мА

Теперь посмотрим, как устроено наиболее совершенное из этих трех устройств – дифавтомат АВДТ-32. Он так же, как и АД-67, содержит защиту от сверхтоков и выполняет функцию защиты от тока утечки при помощи встроенной электронной схемы.

Для разборки корпуса нужно высверлить несколько заклепок:

TexEnergo АВДТ

Дифавтомат TEXENERGO АВДТ 32 – начинаем разбирать

Снимаем левую стенку, видим:

Дифавтомат TexEnergo АВДТ 32

Дифавтомат TEXENERGO АВДТ 32 – внутреннее устройство

На фото видно электромагнитный и тепловой расцепитель.

Дифавтомат АВДТ 32 - внутреннее

Внутреннее устройство, под другим ракурсом

Электронная часть схемы, которая обеспечивает функцию УЗО, находится с другой стороны:

Печатная плата

Печатная плата электронного дифавтомата со стороны пайки

Схема содержит:

  • операционный усилитель LW301,
  • тиристор MCR100-8,
  • диодный мост ABS-10.
Печатная плата - составные части

Печатная плата со стороны пайки – составные части схемы АВТД 32

Печатная плата интегрирована в механику устройства, и полностью аккуратно разобрать без паяльника не получится.

разборка УЗО АВДТ

Пытаюсь разобрать АВДТ

В целом устройство довольно сложное по конструкции, ведь в пространство 2 модуля удалось вместить так много функций!

Впрочем, есть дифавтоматы с таким же функционалом размером с 1 модуль. А есть устройства, содержащие в себе гораздо больше функций при том же объеме. Но качество их пока не очень…

Диф АВДТ

Печатная плата АВДТ со стороны деталей

 

Электрическая схема электронного дифавтомата АВДТ-32

Схема отличается от АД-67 лишь расположением деталей, суть и функции – те же.

Схема принципиальная

АВДТ-32 Схема принципиальная

Важное отличие от АД – защита от сверхтока есть только по одному фазному полюсу. Да, токи по нейтрали и фазе в однофазной цепи должны быть одинаковы, и защита сработает в любом случае. Но всё же, надежность у АД в этом смысле выше, чем у АВДТ. Ещё небольшой минус касается диагностики – из-за отсутствия кнопки “Возврат” непонятно, по какой причине выключился АВДТ-32.

 

Можно долго ещё говорить про схемы включения дифавтоматов и УЗО, но это тема ещё не одной статьи.

Вот, кстати, альтернативный взгляд на использование УЗО одного из моих читателей.

 

Видео

Разборка УЗО и дифавтомата от IEK:

 

Скачать

Для тех, кто хочет глубже углубиться в тему, выкладываю ГОСТ, по которому производятся и выбираются УЗО (дифференциальные выключатели). И книгу-справочник по УЗО.

ГОСТ Р 51326.1-99 / ГОСТ Р 51326.1-99 (МЭК 61008-1-96) Выключатели автоматические, управляемые дифференциальным током, бытового и аналогичного назначения без встроенной защиты от сверхтоков. Часть 1. Общие требования и методы испытаний, pdf, 1.64 MB, скачан: 293 раз./

ГОСТ Р 50571.3-2009 (МЭК 60364-4-41:2005) / ГОСТ Р 50571.3-2009 (МЭК 60364-4-41:2005) Электроустановки низковольтные. Часть 4-41. Требования для обеспечения безопасности. Защита от поражения электрическим током, pdf, 263 kB, скачан: 211 раз./

Душкин Н.Д. и др. УЗО, учебно-справочное пособие. / УЗО - устройства защитного отключения, учебно-справочное пособие., pdf, 8.44 MB, скачан: 545 раз./

 

На этом пока всё, жду вопросов и справедливой критики в комментариях!

Понравилось? Поставьте оценку, и почитайте другие статьи блога!
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5
(8 оценок, среднее: 4,88 из 5)
Загрузка...