Дифавтомат устройство и принцип работы.
Приветствую Вас уважаемые гости и постоянные читатели сайта elektrik-sam.info!
Начинаем очередную серию публикаций в рамках курса «Автоматические выключатели, УЗО и дифавтоматы — подробное руководство», на этот раз посвященную дифференциальным автоматам. Начнем с рассмотрения устройства и принципа работы дифавтоматов.
Автоматический выключатель дифференциального тока или дифавтомат — это устройство, объединяющее в одном корпусе функции автоматического выключателя и УЗО. Т.е. он позволяет защитить контролируемую цепь от токов перегрузки и токов короткого замыкания (функции автоматического выключателя) и от токов утечки (функции УЗО), позволяя защитить человека от возможного поражения электрическим током и предотвратить возможность возгорания в результате нарушения изоляции токоведущих частей электроустановки.
Конструктивно дифавтоматы изготавливаются из диэлектрического материала и имеют защелку для установки на DIN-рейку.
Установка производится так же, как и установка УЗО.
Для однофазной сети 220В выпускаются двухполюсные дифавтоматы. К клеммам верхних полюсов подключается фазный и нулевой проводник питающей сети, а к зажимам нижних полюсов – фазный и нулевой проводник от нагрузки. При этом, в зависимости от марки производителя и серии они для своей установки на DIN-рейку могут занимать как два, так и более модулей.
Для трехфазной сети 380В выпускаются четырехполюсные дифавтоматы. К верхним клеммам подключаются три фазных провода и ноль со стороны питания. К нижним клеммам три фазных провода и ноль от нагрузки.
При установке на DIN-рейку четырехполюсные дифавтоматы занимают место больше четырех модулей, в зависимости от марки производителя. Т.е. полюсов для подключения проводов четыре, а занимаемое место в электрощите более четырех модулей, за счет блока дифференциальной защиты.
Применение двухполюсных дифавтоматов, которые при установке занимают два модуля, позволяет сэкономить место в электрощите и упростить монтаж, вместо отдельно установленных автоматического выключателя и УЗО (которые вместе занимают три модуля).
Мы помним из раздела, посвященного устройствам защитного отключения, что УЗО не защищает от сверхтоков и требует установки последовательно с ним автоматического выключателя.
При разветвленной проводке с большим количеством групп, экономия места в электрощите может быть довольно существенной. Однако, зачастую стоимость дифавтомата больше, чем стоимость отдельно установленных автомата и УЗО.
Конструктивно дифавтомат состоит из двух- или четырехполюсного автоматического выключателя и включенного последовательно с ним модуля дифференциальной защиты. Подробно конструкцию и принцип работы автоматических выключателей и УЗО мы рассматривали в предыдущих разделах, ссылки на них внизу этой статьи.
Повторим вкратце основные моменты.
Модуль автоматического выключателя обычно устанавливается в фазные проводники и содержит тепловой расцепитель для защиты от токов перегрузки и электромагнитный расцепитель (катушку соленоида с подвижным сердечником) для защиты от токов короткого замыкания.
Принцип действия такой же, как и у обычного автоматического выключателя.
При возникновении тока перегрузки биметаллическая пластина нагревается проходящим через нее электрическим током, изгибается, и, если ток в цепи не уменьшается, приводит в действие механизм расцепления, размыкая защищаемую цепь.
При коротком замыкании ток в цепи мгновенно возрастает, наводимое в катушке соленоида магнитное поле перемещает сердечник, который приводит в действие механизм расцепителя и размыкает силовые контакты.
Для защиты силовых контактов дифавтомата от разрушающего действия электрической дуги, применяется дугогасительная камера.
Модуль дифференциальной защиты представляет собой дифференциальный трансформатор тока, через который проходит фазный и нулевой проводник (первичная обмотка) и обмотка управления (вторичная обмотка). В четырехполюсных дифавтоматах через дифференциальный трансформатор тока проходит три фазных проводника и нулевой.
В обычном режиме работы через фазный провод проходит ток к нагрузке, а через нулевой проводник от нагрузки, т.е. токи равны и направлены встречно. Геометрическая сумма токов равна нулю, наводимые ими магнитные потоки в обмотке трансформатора тока взаимно компенсируют друг друга, и результирующий магнитный поток равен нулю.
При возникновении тока утечки баланс токов нарушается, поскольку в фазном проводе вместе с током нагрузки протекает и ток утечки. Токи в фазном и нулевом проводниках наводят разные по величине магнитные потоки, их баланс нарушается и в тороидальном сердечнике трансформатора тока возникает разностный магнитный поток. Под действием разностного магнитного потока во вторичной обмотке управления возникает ток. Когда величина этого тока превысит пороговое значение, срабатывает механизм расцепления и силовые контакты дифавтомата отключаются от питающей сети.
Как и УЗО, модуль дифференциальной защиты дифавтоматов может быть электромеханическим или электронным.
В электронных при возникновении утечки, ток в обмотке управления подается на плату электронного усилителя с катушкой электромагнитного сброса и через механизм расцепителя отключает силовые контакты дифавтомата от питающей сети.
Дифавтоматы с электронным модулем дифференциальной защиты, в отличие от электромеханических, могут потерять работоспособность при обрыве фазного или нулевого проводника со стороны питающей сети (подробно об этом смотрите видео работа УЗО при обрыве нуля), поскольку отсутствует питание, необходимое для работы платы усилителя.
Дифавтоматы некоторых производителей имеют встроенные индикаторы, которые позволяют определить причину срабатывания:
— дифавтомат сработал от перегрузки по току: тепловая защита или электромагнитный расцепитель от токов короткого замыкания;
— или сработал модуль дифференциальной защиты дифавтомата в результате утечка тока.
Если таких индикаторов нет, тогда в случае отключения дифавтомата, неясно что вызывало срабатывание – перегрузка по току, или дифавтомат сработал в результате возникновения тока утечки.
Для проверки исправности модуля дифференциальной защиты на корпусе устройства расположена специальная кнопка «Тест». При нажатии на эту кнопку создается искусственный ток утечки и если дифавтомат отключился, значит он исправен.
Более наглядно принцип работы смотрите в видео Дифавтомат устройство и принцип работы:
Интересные материалы по теме:
Автоматические выключатели УЗО дифавтоматы — руководство.
Как выбирать автоматические выключатели, УЗО, дифавтоматы?
Конструкция (устройство) УЗО.
Устройство УЗО и принцип действия.
Принцип работы трехфазного УЗО.
Работа УЗО при обрыве нуля.
Как проверить тип УЗО?
Почему УЗО выбирают на ступень выше?
УЗО основные характеристики.
Часть 1.
УЗО основные характеристики. Часть 2.
Автоматические выключатели — конструкция и принцип работы.
Дифавтомат: устройство, принцип работы, назначение
- Статья
- Видео
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
Разностный двигатель | счетная машина
Difference Engine
Посмотреть все СМИ
- Ключевые люди:
- Джозеф Клемент
- Похожие темы:
- калькулятор
Просмотреть весь связанный контент →
Разностная машина , ранняя вычислительная машина, почти первый компьютер, разработанный и частично построенный в 1820-х и 30-х годах Чарльзом Бэббиджем. Бэббидж был английским математиком и изобретателем; он изобрел скотовоза, реформировал британскую почтовую систему и был пионером в области исследования операций и актуарной науки.
Будучи одним из основателей Королевского астрономического общества, Бэббидж видел явную потребность в разработке и создании механического устройства, которое могло бы автоматизировать длительные и утомительные астрономические вычисления. Он начал с письма в 1822 году сэру Хамфри Дэви, президенту Королевского общества, о возможности автоматизации построения математических таблиц, в частности, таблиц логарифмов для использования в навигации. Затем он написал статью «О теоретических принципах машин для вычисления таблиц», которую он прочитал обществу позже в том же году. (Он получил первую золотую медаль Королевского общества в 1823 году.) Используемые в то время таблицы часто содержали ошибки, которые могли быть вопросом жизни и смерти для моряков в море, и Бэббидж утверждал, что, автоматизировав производство таблиц, он могли убедиться в их точности.
Подробнее по этой теме
компьютер: разностная машина
Чарльз Бэббидж был английским математиком и изобретателем: он изобрел короволов, реформировал британскую почтовую систему и был пионером…
Бэббидж очень серьезно подошел к проекту: он нанял мастера-механика, устроил пожаробезопасную мастерскую и соорудил пыленепроницаемую среду для тестирования устройства. До этого расчеты редко проводились более чем с 6 цифрами; Бэббидж планировал регулярно получать 20- или 30-значные результаты. Разностная машина была цифровым устройством: она работала с дискретными цифрами, а не с гладкими величинами, а цифры были десятичными (0–9).), представленные позициями на зубчатых колесах, а не двоичными цифрами («битами»), которые немецкий математик и философ Готфрид Вильгельм фон Лейбниц предпочитал (но не использовал) в своем «Счетчике шагов».
Однако разностная машина была больше, чем простой калькулятор. Он механизировал не просто один расчет, а целую серию расчетов с рядом переменных для решения сложной задачи. Он вышел далеко за рамки калькуляторов и в других отношениях. Как и современные компьютеры, разностная машина имела хранилище, то есть место, где данные могли временно храниться для последующей обработки, и была разработана для штамповки выходных данных в мягкий металл, который впоследствии можно было использовать для изготовления печатной формы.
Тем не менее, разностная машина выполнила только одну операцию. Оператор настраивал все свои регистры данных с исходными данными, а затем одна операция многократно применялась ко всем регистрам, что в конечном итоге приводило к решению. Тем не менее, по сложности и дерзости конструкции он затмил любое существовавшее тогда вычислительное устройство.
Полный двигатель размером с комнату никогда не строился, по крайней мере, Бэббиджем. Хотя он и получил несколько правительственных грантов, они были спорадическими — правительства менялись, финансирование часто заканчивалось, и ему приходилось лично нести часть финансовых расходов — и он работал с допусками современных методов строительства или почти сталкивался с ними. многочисленные трудности строительства. Все проектирование и строительство прекратились в 1833 году, когда Джозеф Клемент, механик, ответственный за фактическое создание машины, отказался продолжать работу, если ему не внесли предоплату. (Завершенная часть разностной машины находится в постоянной экспозиции Музея науки в Лондоне.)
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас
Пол А. ФрейбергерМайкл Р. Суэйн
Разностная машина Чарльза Бэббиджа | Whipple Museum
Хотя машина могла вычислять только полиномиальные функции, они могли аппроксимировать логарифмы и тригонометрические функции, что было очень полезно для ученых и штурманов.
Бэббидж часто нуждался в поддержке устройства со стороны своих друзей из высшего научного общества, и Джон Гершель использовал морское сравнение с большим риторическим эффектом:0003
“Необнаруженная ошибка в логарифмической таблице подобна затонувшей скале в море, но не обнаруженной, о которой невозможно сказать, какие кораблекрушения могли произойти.” Сэр Джон Гершель, 1842 (2)
Понятно, что правительство больше интересовались надежными таблицами, чем машиной в принципе. Демонстрационная модель была построена в 1832 году, но, несмотря на все его усилия, Бэббидж так и не увидел, как хоть один из его двигателей заработал.
Финансирование было официально прекращено в 1842 году, когда он потратил более 17 000 фунтов стерлингов, что в десять раз больше, чем планировалось изначально. К некоторому смущению, британское правительство приобрело разностную машину, основанную на оригинальной конструкции Бэббиджа, созданную шведами Георгом и Эдвардом Шютцем, которую они продемонстрировали на Всемирной выставке в 1855 году.
Однако Бэббидж уже был занят более серьезными проблемами.
Фрагмент Генри Бэббиджа
Одной из причин провала Разностной машины № 1 была растущая озабоченность Бэббиджа еще более амбициозным проектом, его Аналитической машиной, машиной более революционной, но более простой по конструкции, над которой он начал работа в 1834 году.
Вдохновленный перфокартами, которые использовались для настройки промышленного ткацкого станка Жозефа Мари Жаккарда, аналитическая машина «хранила» числа и промежуточные результаты, в то время как отдельная «фабрика» обрабатывала их арифметически. Его архитектура и степень программируемости побудили многих назвать его предшественником электронного компьютера. За письменное описание того, как можно использовать аналитическую машину для вычисления ряда чисел, Ада Кинг, графиня Лавлейс, была названа первым программистом.
Бэббидж многому научился при разработке аналитической машины и в 1847 году начал работу над своей разностной машиной №.
2, который мог вычислять гораздо большие полиномы, чем исходный двигатель, и требовал только одной трети количества деталей.
Однако номер разностной машины. 1, пусть и незавершенная, занимает свое место в компьютерной истории. После его смерти сын Бэббиджа Генри продолжил решать инженерные проблемы своего отца, унаследовав оригинальные компоненты, сделанные во время неудачных попыток строительства.
Рекомбинируя эти компоненты, Генри создал частичный фрагмент из коллекции Уиппла (Изображение 2) в 1879 году, чтобы продемонстрировать осуществимость замысла его отца. Этот фрагмент имеет только две оси по сравнению с семью в оригинале, поэтому он может выполнять только очень простые вычисления. Действительно, он использовался в 1950-х годах в компьютерных лабораториях Кембриджского университета для демонстрации автоматизации простого сложения.
Подобный фрагмент в Гарвардском университете, возможно, вдохновил молодого Говарда Эйкена, который разработал Harvard Mark I (или IBM Automatic Sequence Controlled Calculator), электромеханический калькулятор, используемый США в Манхэттенском проекте.
