Как устроен дифавтомат | Ваш проводник в мир электрики

Время на прочтение: 4 мин.

Дифавтомат или дифференциальный автоматический выключатель – это устройство которое комбинирует в себе два защитных коммутационных прибора – УЗО и автоматический выключатель. Их используют в электрощитах 220/380 Вольт в быту и на производстве. В этой статье мы рассмотрим, что такое дифавтомат, как он устроен и где применяется.

Содержание статьи

Предназначение

Дифавтоматы используют для защиты проводки от перегрузки, сверхтоков, короткого замыкания, а также для защиты человека от поражения электрическим током при утечках. Утечки могут возникать в результате пробоя на корпус электрических нагревателей (ТЭНов), например, в бойлерах – водонагревательных баках, электрических духовых шкафах, плитах, стиральных или посудомоечных машинах, а также в результате старения или при повреждении изоляции.

Все эти проблемы можно локализировать, установив устройство, которое сравнивает токи между фазой и нулем, а если через фазу протекает больше, например, на 30 мА, чем через ноль – значит где-то есть утечка и цепь разорвется. Оно называется УЗО (устройство защитного отключения).

Слово «дифференциальный», значит разницу между чем-либо или между какими-либо состояниями тела, схемы или системы. Синонимами этого слова будут: различный, неодинаковый. Поэтому устройство, сравнивающее токи в проводах, называют дифференциальным автоматом или дифзащитой.

Те же причины могут вызвать короткие замыкания. И если вы подключите на одну линию слишком много электроприборов – ваша проводка выйдет из строя от перегрева, поэтому её защищают автоматическими выключателями.

Дифференциальный автомат совмещает в себе УЗО и автоматический выключатель, поэтому он является универсальным защитным аппаратом.

Устройство и характеристики

Как уже было сказано дифавтомат состоит из УЗО и автоматического выключателя, это изображено на схеме, которую приводят на лицевой стороне таких устройств. Это помогает определить, что установлено в электрощите при его обслуживании. Ниже мы расскажем, как отличить УЗО, автомат и дифавтомат.

Устройство и характеристики дифференциальных автоматических выключателей

На рисунке подписаны составляющие функциональные узлы дифавтомата.

Электромагнитный расцепитель нужен для того чтобы мгновенно разорвать цепь при коротком замыкании, то есть, когда токи внезапно возрастают в десятки и тысячи раз свыше номинальных.

Тепловой расцепитель – работает медленнее. Это биметаллическая пластина, которая под действием повышенной нагрузки (больше номинальной на 10%, например) изгибается и также разрывает силовые контакты.

Дифференциальный трансформатор сравнивает токи между проводами (фазой и нулем), и, если есть утечка – силовые контакты размыкаются.

Кнопка тест просто замыкает через сопротивление фазу до дифтрансформатора на ноль – после него. Возникает большая разница токов и контакты разрываются. Нужна для безопасной проверки срабатывания дифференциальной части устройства.

Что внутри дифавтомата? Такой вопрос часто задают те, кто впервые столкнулся с этим видом коммутационных аппаратов.

Конструкция

• Тепловой расцепитель;
• Электромагнитный расцепитель;
• Дифференциальный трансформатор;
• Схема обработки данных от трансформатора, если её можно так назвать;
• Силовые контакты;
• Дугогасительная камера;
• Кнопка «ТЕСТ» — нужна для проверки работы дифференциальной части.

К сожалению современные защитные аппараты, которые устанавливают на дин-рейку редко предназначены для разборки. Их корпуса собраны на заклёпках и на практике это одноразовые устройства, которые в случае неполадок нельзя перебрать или подчистить контакты, как это было со старыми «АПшками» и даже автоматическими пробками. Внутри дифавтомата мы видимо все перечисленные выше и указанные на схеме узлы. Подробно его устройство рассмотрено в этом видео:

Характеристики, по которым выбирают дифавтомат

1. Значение дифференциального тока, выбирается по тем же правилам, что и для УЗО;
2. Значение номинального тока, выбирается также, как и для автомата;
3. Коммутируемый ток – определяет какой ток КЗ выдержит устройство.

На рисунке синим овалом выделен дифференциальный ток – 0.03 А или 30 мА. Зелёным овалом выделен номинальный ток и класс быстродействия, здесь это 16А и класс C (определяет по какой кривой времятоковой характеристики работает устройство). Красным квадратом выделен условный ток КЗ (коммутационная способность) – 6000 А, цифра 3 – класс токоограничения.

Дифавтоматы бывают одно- и трёхфазными.

Схема подключения

Подключение дифавтомата предельно просто, ниже вы видите пример такой схемы для трёхфазной сети.

Схема подключения дифавтомата в трехфазной сети
Для однофазной сети

Чем отличается дифавтомат отличается от УЗО и простого автомата

Начнём с того, что УЗО обычно подключают последовательно с обычным автоматом. Это нужно для того, чтобы защитить линию от КЗ и человека от поражения электричеством в случае утечки. Дифавтомат выполняет обе эти функции и объединяет эти устройства. Для наглядности мы привели для вас схему.

Чтобы на щитке не перепутать дифавтомат с УЗО нужно внимательно осмотреть лицевые панели модулей, и найти схему. Они отличаются, на рисунке ниже вы можете увидеть в чем разница, места на которые обратить внимания выделены.

Отличия дифавтоматов и УЗО

В маркировке УЗО обычно указывают только номинальный ток, который способны выдержать его контакты, в таком виде «25А», то есть 25 Ампер. А также дифференциальный ток. На дифавтомате плюс к этому указывают класс быстродействия и коммутационную способность (ток КЗ), как на обычных автоматах, например, C16 – класс быстродействия C, 16 Ампер.

Если на лицевой панели изображена схема – то можно ориентироваться и по ней. На схеме дифавтомата обычно изображают и расцепители.

Автор: Алексей Бартош

принцип работы, как выбрать и проверить

Опасность возгорания от тока короткого замыкания, электрического травматизма, вызванного появлением токовой нагрузки на корпусах бытовых приборов, согласно «Правил Устройства Электроустановок» требует защиты смонтированными в домашнюю электрическую цепь специальными приборами. Автоматические выключатели (АВ) по токовой нагрузке и УЗО (устройства защитного отключения) успешно справляются с функцией обеспечения электробезопасности. Однако при монтаже приборов в ранее установленные электрощитки возникают проблемы нехватки места. Для таких случаев используются дифавтоматы (сокращенно «дифы» или аббревиатура АВДТ), которые совмещают функции автоматического выключателя и УЗО в одном корпусе. Что такое дифференциальный автомат, особенности этого прибора описаны в данной статье.

Принцип работы и устройство дифавтомата

В диэлектрическом корпусе, состоящем из двух частей, расположены отдельно друг от друга элементы УЗО и автоматического выключателя каждый в специально отведенном месте. Принципиальная схема как работает типовой дифференциальный автомат представлена на изображении:

Модульный блок автоматического выключателя состоит из теплового и электромагнитного расцепителей. Биметаллическая пластина теплового расцепителя срабатывает от нагрева током перегрузки, а сердечник соленоида электромагнитного расцепителя своим движением размыкает цепь при наличии короткого замыкания.

Другой модульный блок отслеживает появление токовой нагрузки, с выполнением задач, решаемых УЗО. Основным его элементом является дифференциальный трансформатор, в котором при нормальном рабочем режиме ток первичной обмотки равен току вторичной (отличие только в векторе направления). При прикосновении человека, например, к проводнику с нарушенной изоляцией, часть тока не будет возвращаться через вторичную обмотку, а будет уходить через человека в землю. На ней, вследствие изменения магнитного потока будет индуцироваться напряжение, которое при достижении определенной величины подает сигнал на размыкающее реле.

Основные технические характеристики

Чтобы не ошибиться в выборе дифавтомата следует ориентироваться в основных технических характеристиках. Они представляют разновидности параметров, относящихся как к автоматическим выключателям, так и к УЗО.

• Номинальное или рабочее напряжение для однофазной или трехфазной сетей.
• Рабочий ток, при его величине защитное устройство способно работать длительное время.
• Ток мгновенного срабатывания электромагнитного расцепителя. «Время-токовые» характеристики дифавтоматов зависят от конструкции автоматического выключателя устройства, имеют в основном виды В, С, и Д.
• Дифференциальный ток утечки — показывает величину, при которой устройство защиты сработает на отключение цепи.
• Диф реагирует на определенный характер источника тока, который может быть синусоидальным, пульсирующим или постоянным.
• По принципу работы исполнительного механизма УЗО на дифах он может быть электронный или электромеханический.
• Дифы выполняют с разными задержками срабатывания. Защитные аппараты на вводе имеют выдержку времени большую, чем установленные после вводных. Такая селективность создает возможность последним отработать защитное отключение.
• В конструкцию большинства дифов заложена проверка УЗО на работоспособность, зачем собственно находится кнопка «ТЕСТ».

Маркировка

На изображении представлены основные буквенные и цифровые обозначения, которые присутствуют для маркировки большинства дифавтоматов.

На изображении автоматический выключатель дифференциального тока обозначается аббревиатурой АВДТ 63, где цифрами указан номинальный ток устройства 63 А. Сверху указан бренд производителя. Внизу — тип конструктивного исполнения УЗО (здесь электронное).

Нештатные варианты проверки

Следует обозначить, что проверка не касается автоматических выключателей, распространяется только на устройства, реагирующие на утечку тока (УЗО).  Для проверки на перегрузочные токи и короткое замыкания нужен лабораторный вариант, в условиях дома это сделать невозможно.

Кроме штатного, с помощью кнопки, существуют другие способы, как проверить дифавтомат.

• Проверить дифференциальный автомат обычным способом с помощью батарейки. Схема подключения простая: плюсовой контакт батарейки соединяется со входным контактом, минусовой с выходным:Замкнув контакты на полюсах автомата, тем самым создаем магнитное возмущение на обмотках дифференциального трансформатора и механизм отключения у исправного дифа срабатывает. Эффективный способ как выбрать дифференциальный автомат при его покупке в магазине в рабочем состоянии.
• Проверка на работоспособность магнитом. Следует приблизить магнит к взведенному АВДТ — устройство дифференциальной защиты должно его отключить.
  

  Важно: УЗО должно работать под действием электромагнитного поля, для электронного устройства такой принцип проверки не подойдет.

  

• Подобранным по величине сопротивлением. Сопротивление, которое подключается между розеткой и устройством заземления, определяется с помощью известного в электрике закона Ома R = U/I, где U — входное напряжение (220 В или 380 В), I — ток утечки, указанный на дифавтомате. Рассчитанное, таким образом, сопротивление вызовет ток утечки, при котором он выбивает дифавтомат . Включив последовательно в цепь мультиметр, выставив режим работы на «амперметр», можно проконтролировать показания тока цепи.
• Электронные устройства. Применение многофункциональных электронных измерительных приборов с подключением через розетку позволяют проверить сразу несколько параметров дифавтомата. Помимо определения работоспособности можно выяснить время срабатывания, убедиться, в правильности значения тока утечки, указанного на корпусе защитного устройства. Однако для дома это будет дорогое удовольствие.

Обозначение дифавтомата в условном виде на однолинейной схеме

«Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей» регламентируют создание технической документации максимально удобной в работе. Одной из них является однолинейная схема в упрощенном виде отображающая соединения силовых линий, распределительных пунктов и расположение других электрических элементов. Так вот, обозначения дифавтомата на схеме, соответствующего нормативной документации нет. С молчаливого согласия пользователей они обозначаются следующим образом:

Буквенное обозначение дифференциального автомата на схеме —  в виде латинских букв QF.

Критерии выбора

Основным критерием как подобрать дифатомат для квартиры будет способность его обеспечить потребляемую энергию всеми электроприборами. Как выбрать дифавтомат по мощности, достаточно ли одного или установить несколько покажет расчет расхода электричества домашними электроприборами с учетом реального времени их работы. В качестве исходных данных можно воспользоваться информацией из технических паспортов или рассчитать по данным обозначенным на корпусе приборов.

Кроме варианта, связанного с расчетами, можно измерить мощность бытового электрического устройства с помощью энергометра. Для чего его включают в розетку, а к нему подключают сам прибор. Трудоемким, но простым будет включение по одному прибору в работу на час. Сняв показания с электросчетчика, получим нужную информацию. Выбираете АВДТ с техническими характеристиками соответствующими расчетным данным.

Высокую надежность работы дифавтоматов гарантирует принадлежность к бренду, завоевавшему доверие потребителей безупречным качеством своей продукции.

Из зарубежных производителей можно выделить: шведско-швейцарскую АВВ, французские LeGrand, Schneider Electric, немецкий Siemens и другие.

Среди российских производителей, по качеству уступающим представленным выше, следует отметить бренды КЭАЗ, IEK, DEKraft и другие.

Дифавтомат какой фирмы выбрать поможет изучение рейтингов, которые есть в интернете.

Преимущества и недостатки

К положительным характеристикам дифавтоматов необходимо отнести следующие.

• Повышается пожаробезопасность объектов — имеется защита от перегрева электропроводки.
• Отсутствует необходимость установки УЗО, его функции выполняет интегрированное в дифах аналогичное устройство.
• Занимает в щитке на вводе минимальное пространство, одномодульные блоки дифов все компактно монтируются на его DIN-рейку.
• За счет уменьшения контактных групп прост в монтаже.

Имеются у прибора и отрицательные характеристики.

• Многофункциональность создает проблемы в определении причины срабатывания — от короткого замыкания или от тока утечки. Далеко не все дифавтоматы снабжаются специальными индикаторами, назначение которых указывать обозначение критического фактора. Это усложняет нахождение, а следовательно, устранение неисправности поврежденного участка цепи.
• Выход из строя одного из составляющих — автоматического выключателя или УЗО, приводит к замене всего, самого по себе недорогого устройства. Экономически установка раздельно УЗО и защитного автомата более выгодна.
• Следует учитывать, что электронные дифавтоматы утрачивают работоспособность при обрыве нулевого провода. Внимание: при нахождении фазы под напряжением это может привести к удару человека электрическим током. Электромеханический вариант дифавтомата такого недостатка не имеет.

Видео по теме

Хорошая реклама

 

Дифференциальный автомат: все плюсы и минусы

Дифавтомат (дифференциальный автомат) широко используется при производстве электромонтажа. Данное приспособление способно защитить не только живой организм, но и всю электрическую систему от повышенной нагрузки, при утечке электротока, а также от короткого замыкания. Приспособление сочетает функции двух приборов: автоматического выключателя и УЗО.

Дифференциальный автомат

Дифавтоматы используются в электросетях переменного тока, имеющих одну или три фазы. Такие устройства содействуют увеличению уровня надежности во время непрерывной эксплуатации электрооборудования. К тому же дифавтомат способен предотвратить пожар, спровоцированный возгоранием изоляционного слоя токоведущих элементов электроприборов.

Как устроен дифференциальный автомат

Дифавтомат состоит из рабочей и защитной частей. Первая включает в себя автомат. В нем заключены: система расцепления и рейка, которая сбрасывает выключатель. В зависимости от типа устройства есть двухполюсные и четырехполюсные УЗО. Система расцепления имеет два расцепителя:

• электромагнитный – выключает электролинию при появлении в сети короткого замыкания;
• тепловой – отключает электролинию в случае образования высокой нагрузки.

Вторая часть дифавтомата включает модуль дифференциальной защиты. Он способен обнаружить утекающий ток. К тому же данный элемент преобразует ток в механическое воздействие. При этом рейка сброса отключает выключатель.

Основой конструкции дифавтомата является трансформатор, который обнаруживает остаточный ток.

Плюсы и минусы

Преимуществом дифавтомата в первую очередь является небольшой размер прибора. Он занимает немного места в электрическом щитке. При таких габаритах появляется возможность установить электрический щит меньшего размера.

Современный дифавтомат

Процесс подключения дифавтомата менее затратный и трудоемкий. Установка прибора не займет много времени. Кроме этого это устройство не требует дополнительных приборов для его применения, поэтому при замене необходим только один дифавтомат.

До недавнего времени минусом дифавтомата являлось трудность выявления неисправности при срабатывании. Современные производители оснастили приспособление сигнальными флажками. При этом возможно определить участок схемы, где возникла неисправность.

При срабатывании прибора очень трудно понять причину срабатывания, так как их может быть несколько. То ли он сработал на утечку тока, то ли от перенапряжения, а может от возникновения в сети короткого замыкания. Это также является недостатком данного прибора.

Дифавтомат электронного типа имеет изъян: при обрыве нулевого проводника фазный провод находится под напряжением, что может привести к поражению человека электротоком. Устройство электромеханического типа не имеет такого отрицательного момента, и работоспособность его остается на прежнем уровне. Однако эти типы приборов дорого стоят в отличие от электронных.

Технические характеристики

Основной технической характеристикой дифференциального автомата является величина номинального тока. Данный показатель нормированный, и соответствует 6А, 10А, 16А, 25А, 50А. При нанесении данной маркировки на защитный прибор это значение указывается совместно с показателем быстродействия, которые отображаются символами: В, С, D.

Качественный дифавтомат

К следующей характеристике относится ток отключения напряжения. Практически для всех моделей эти параметры соответствуют: 10мА, 30мА, 100мА, 300мА, 500мА.

В характеристиках прибора указывается номинальное напряжение. Оно может быть 220В в однофазной сети и 380 в трехфазных электролиниях.

Величина тока утечки и селективность являются характеристиками данного приспособления. В соответствии с этим показателем приборы могут иметь такие обозначения: А – приборы, которые срабатывают на утечку тока переменного параметра; АС – устройства, срабатывающие на утечку тока, имеющего постоянную величину; В – приспособления, отключающиеся при создании двух вышеперечисленных обстоятельств.

Далее указывается тип встроенного УЗО. На поверхности устройства данный параметр обозначается в буквенном выражении или в виде рисунка.

Так как в основу дифавтомата входит встроенное УЗО, то принцип селективности в данном приборе также существует. Этот принцип заключается во временном отрезке задержки срабатывания. То есть защитный прибор, который ближе всех расположен к электросчетчику, должен иметь наибольшее время задержки отключения.

В соответствии с этим устройства имеют маркировку с буквой S, что обозначает задержку отключения в 200-300мс, или с буквой G – 60-80мс.

Дифференциальный автомат: причины срабатывания

Иногда после установки дифавтомата возникают частые срабатывания. Это случается ввиду некоторых причин:

• При монтаже двух дифавтоматов спутаны нейтральные провода. В такой ситуации при включении кнопки тестирования не возникнет никаких причин для переживаний. Значит, кнопка сработает. Хотя в результате его использования в работе, он сразу отключится.
• Нейтральный проводник, идущий от выхода прибора, подсоединили к нулевой шине. В таком случае правильным будет подключение его к потребителю электроэнергии. При включении дифавтомата в работу, он также сработает. Следовательно, кнопка Тест не исправна.
• Провод защитного заземления и ноль соединены. В данном случае прибор просто не включится.
• При существовании двух дифавтоматов, нейтральные провода объединены в схеме. Все два автомата будут включаться, кнопка Тест мгновенно отключается, при подаче нагрузки автоматы сразу отключаются.
• При установке дифавтомата неправильно подсоединили нулевой проводник. Провод, соответствующий нолю должен подключаться сверху, путем подсоединения к гнезду с буквой N, а отходящая нейтраль идет уже напрямую к потребителю. Вести себя автомат будет, так же как и в предыдущем случае.

Причиной отключения может стать ситуация когда нулевой проводник идет не от защитного устройства, а от нулевой шины. При этом дифференциальный автомат не будет включаться.

Поделиться ссылкой:

Читайте по теме

Facebook

Twitter

Вконтакте

Google+

Дифференциальный автомат устройство и принцип работы, видео

Дифференциальный автомат – это устройство, включающее в себе функциональность УЗО и автовыключателя. Используется данный аппарат в электросетях с частотой в 50 Герц, напряжением 220 Вольт и с глухозаземленной нейтралью.

Функции дифавтомата:

• отключение цепи при нагрузках и коротком замыкании;
• защита сооружения от возгорания вследствие утечки электротока при нарушении целостности изоляционного материала;
• защита человека от поражения электричеством, которое может возникнуть на корпусе электрооборудования при его неисправности;
• проведение электротока в нормальном режиме.

Конструкция дифференциального автомата

• электродинамического расцепителя;
• корпуса;
• расцепителей: теплового и электродинамического;
• рычага управления;
• реле;
• исполнительного механизма;
• трансформатора с сердечником тороидального вида;
• системы пружин и рычагов, удерживающих автомат в рабочем состоянии и отключающих его при срабатывании реле.

Корпус автомата изготавливается из негорючего полимера. Электродинамический расцепитель состоит из катушки с динамическим сердечником, который подключается к основным контактам дифавтомата.

При прохождении электротоков короткого замыкания с высокими параметрами по катушке, сердечник со значительной силой и скоростью выбивает защелку, которая удерживает автомат рабочем состоянии. Время срабатывания расцепителя минимально, а величина тока срабатывания выражается значением Iн и зависит от его исполнения.

Электродинамический расцепитель относится к независимому типу устройств, так как на скорость его срабатывания величина тока никакого влияния не оказывает. Тепловой расцепитель изготовляется из пластин, изготовленных из сплава двух металлов с отличающимся коэффициентом температурного расширения.

Прохождение электротока по пластинам приводит к их нагреву – разность показателей линейного расширения металлов приводит к их изгибанию. Если величина тока достигает предельного значения, то пластины прогибаются таким образом, что выбивают защелку, которая удерживает автомат во включенном состоянии.

Тепловой расцепитель является зависимым – скорость его срабатывания зависит от величины электротока и скорости нагрева.

Комбинация теплового и электродинамического расцепителей характеризует защитное свойство выключателя, которое изображается в виде графика с координатами времени и тока. Данный график представляет собой совмещенные кривые работы электродинамического и теплового расцепителя.

Виды дифференциальных автоматов

Для их обозначения используются буквы латинского алфавита:

А. Автоматы данного типа используются в электросетях длинной протяженности и для защиты полупроводниковых устройств с кратностью отсечки в 2-4 Iн.

B. Применяется в осветительных сетях общего назначения. Кратность отсечки – 3-6 Iн.

C. Перегрузочная способность таких выключателей – 5-10 Iн. Используются в установках с умеренными пусковыми электротоками.

D. Дифавтоматы типа D предназначены для зажиты электрических двигателей с тяжелым запуском. Кратность срабатывания электродинамического расцепителя – 8-15 Iн.

K. Используются только для индуктивной нагрузки. Кратность срабатывания расцепителя – 8-15 Iн.

Z. Применяются в цепях с различными электронными приборами. Кратность срабатывания – 2-3 Iн.

Принцип работы дифзащиты основан на сравнении тока в нулевом проводе и тока направленного к нагрузке. В условиях нормального функционирования данные значение идентичны. Источником электродвижущей силы в домашней сети является нулевой и фазный провод.В закрытой цепи электроток стремиться от точки с высоким потенциалом, то есть от фазного провода, к точке с наименьшим потенциалом, — нулевому проводу. Значения тока, протекающего по нулевому и фазному проводам, как и в цепи приемника, одинаковая. Это утверждение справедливо для замкнутой и хорошо изолированной цепи.

В дифавтомате цепь фазного и нулевого провода проходит через сердечник трансформатора. При равенстве электротоков в проводах, результирующий поток в сердечнике равен нуля. Во вторичных цепях тока нет, следовательно, реле находится в нерабочем состоянии.

В случае ухудшения изоляции, из-за разности потенциалов между заземлением, нулевым и фазным проводом, происходит утечка тока. Появление утечки нарушает баланс в проводах, как следствие, в сердечнике наблюдается нарушение равенства электромагнитных потоков.

На вторичной обмотке трансформатора также появляется разность потенциалов, которая имеет прямую зависимость от дисбаланса на проводах. При достижении критического значения, разность потенциалов на выходе трансформатора вызывает срабатывание реле, которое выбивает защелку и выключает автомат из сети.

Важным условием дифзащиты является надежное и правильно заземление токопроводящих деталей, которые при утечке могут оказаться под напряжением. От данного нюанса зависит скорость срабатывания дифавтомата.

В соответствии с Правилами устройства электроустановок, использование УЗО, в том числе и дифавтоматов, обязательно для систем заземления TN-S и TN-C-S.

При этом дифзащита в сетях с соединенными нулевым и рабочим проводами, а также в электросетях без нулевого защитного провода не возможно. В первом случае ток утечки будет присутствовать всегда, а во-втором – утечки не будет, пока человек своим телом не замкнет цепь для утечки.

Видео

Конструкция и особенности работы дифференциального автомата

Дифференциальный автомат — оборудование, которое совмещает в себе свойства УЗО и автомата. Основное назначение устройства — обеспечение защиты от ударов током в условиях контакта с элементами, проводящими его, в условиях утечки или проблем в функционировании.

Двухфазный дифференциальный автомат

Выключатель дифференциального тока по своей конструкции состоит из двух базовых элементов:

• Рабочая часть — собственно, автомат, в котором предусмотрено наличие расцепляющего механизма и специальной рейки, срабатывающей под внешним воздействием механического характера. В зависимости от модели оборудования, выключатель в его конструкции может иметь два или четыре полюса
• Расцепители — как и в выключателе обычного типа, их предусмотрено два: тепловой и электромагнитный. Первый включается в работу в условиях перегрузки, второй обесточивает линию при возникновении короткого замыкания
• Защитная часть — речь идет об основном элементе, отвечающем за защиту дифференциального типа. Именно он устанавливает факт утечки. Также данный элемент участвует в процессе преобразования тока, и, таким образом, производит сброс посредством рейки. Защитный модуль должен иметь доступ к питанию, и именно по этой причине он активизируется вместе с автоматом. Процесс происходит в определенной последовательности.

Важно! В конструкции защитного модуля есть устройства дополнительного назначения — усилитель с магнитной катушкой, трансформатор, который определяет остаток тока. Чтобы проверить исправность этого элемента, можно просто нажать кнопку «ТЕСТ», которая имеется на его корпусе. Посредством нажатия на эту кнопку имитируется утечка, и оборудование, если оно работает в нормальном режиме, сразу же отключается.

Дифференциальный автомат с с кнопкой проверки работоспособности

Принцип работы

Автоматический выключатель дифференциального тока функционирует примерно по тому же принципу, что и УЗО. Факт утечки регистрируется посредством трансформатора, принцип функционирования которого базируется на вариации показателей проводниковых токов, обеспечивающих подачу энергии к защитной установке. В том случае, если изоляция является целой, а с элементами, проводящими ток, не устанавливается никаких контактов, утечку можно считать отсутствующей. В фазах и на нуле токи будут иметь одинаковые значения.

Электрический ток появляется в конструкции обмотки вторичного типа. В таких условиях начинает функционировать специальная защелка. Она оказывает определенное воздействие на механизм, который отвечает за разъединение системы контактов и самого оборудования.

Дифавтомат для нескольких цепей

Сфера применения

Дифференциальный выключатель автоматического типа подходит для применения в сетях с любыми характеристиками. Сети могут иметь три, одну фазу. Дифференцированный автоматический выключатель, выбранный правильно, существенным образом повышает безопасность эксплуатации бытовой техники, различных приборов. Эксплуатация может быть регулярной и даже постоянной. Качественные автоматы защиты электросети — это гарантированная защита от пожаров. Как известно, они нередко появляются в условиях возгорания, деформации целостности изоляции элементов, проводящих ток, в конструкции разных моделей бытовой техники.

Автомат в электрическом щитке

Как подключить

Разобравшись с тем, что такое дифавтомат в электрике, следует получить представление о принципах его подключения. Они являются примерно теми же, что и в случае с обычным УЗО. Правила таковы:

• Точно так же, как и УЗО, электрические автоматы защиты требуют подключения нолей и фаз цепей, защиту которых необходимо обеспечить
• Запрещено соединять провод, идущий из конструкции автомата, с аналогичными элементами нулевого значения. В таких условиях оборудование просто выйдет из строя, с учетом того, что показатели токов в проводах будут различаться.

Важно! Все группы электрики могут иметь защиту в виде одного автомата дифференциального типа. Устанавливается он, как правило, на участке ввода. Но есть и другая схема, в соответствии с которой автомат используется для защиты конкретной группы электрики, подсоединенной к сети. Такой способ имеет смысл выбирать в тех случаях, когда нужна основательная, гарантированная защита помещений.

Схемы подключения

Если автомат защиты ставится на все группы, то его провода подсоединяются к клеммам, расположенным наверху. К клеммам, расположенным внизу, подводится нагрузка, которая идет от каждой из групп. Следует заранее разделить выключатели. У такой схемы есть преимущества, но есть и недостатки: группы деактивируются, если автомат срабатывает в аварийном режиме. То же самое происходит и в условиях появления проблем в работе любой из имеющихся групп. Чтобы свести к минимуму риск такого срабатывания в помещениях жилого типа, в том числе, с ветхой проводкой, можно установить дифференцированный автомат защиты по току, запрограммированный на включение в условиях с определенными показателями утечки — 30 мА.

Сборка электрического щитка в помещении

Специалисты рекомендуют выбирать для подключения вторую схему: автомат защиты сети подсоединяется к конкретной электрической группе. Схема актуальна даже для тех помещений, в которых уровень влажности воздуха является достаточно высоким. Это кухни, санузлы. Подобная схема выбирается и для помещений, к безопасности которых предъявляются особые требования.

Следует отметить, что защита конкретной группы является более эффективной, чем защита сразу нескольких групп. И речь идет не только о безопасности. Важным аргументом в пользу выбора второй схемы можно считать функциональность.

Важно! При срабатывании одного автомата, сеть не будет полностью обесточена, если оборудование подключено по второй схеме. Эта схема обеспечивает гарантированное и бесперебойное снабжение электричеством в любых условиях. Минус у такого подключения один — высокая стоимость.

Селективная схема

Дифференциальные автоматы могут быть подключены по селективной или по другой схеме. Проще всего рассмотреть преимущества и недостатки каждой из схем на примере многоквартирного дома.

• Селективная схема — при таком подключении даже в условиях утечки от питания будет отключен только тот объект (квартира), в котором произошла авария. Общий автомат будет продолжать работу, и другие объекты — квартиры, в которых системы не были повреждены — будут получать электричество в нужном объеме
• Не селективная схема — такое подключение не гарантирует того, что питание будет обеспечиваться. Объект, на котором зарегистрированы неполадки, будет обесточен, а вместе с ним — и тот автомат, который расположен за его пределами. Сразу же будет деактивирована деформированная электролиния, вслед за ней отключатся и целые линии. Причина — в том, что автомат, установленный на площадке, имеет свои показатели утечки, а элементы отходящего типа — совершенно другие.

Селективная схема подключения автоматов к сети

Важно! Автоматические устройства должны выбираться в соответствии с показателями утечки. Однако выбор схемы от этого не зависит. Селективной может считаться только та схема, в которой оборудование имеет соответствующее обозначение — это латинская буква S.

Посмотрите короткое видео о том, что будет если неправильно выбрать общий неселективный дифавтомат

Особенности установки

Сегодня наиболее распространены дифференциальные выключатели, у которых номинал утечки составляет максимум 30 мА. Такие модели устанавливаются в сетях с тремя, одной фазами. Перед тем, как перейти к их установке, следует как можно более точно определить функциональные характеристики оборудования, его возможности. Также рекомендуется принимать во внимание число потребителей электроэнергии, имеющих доступ к цепи. Это поможет снизить риск ложных срабатываний в условиях перегрузки.

Специфика выбора

Часто перед потребителями электроэнергии встает вопрос: что предпочесть — дифференциальный автомат или УЗО? Однозначного ответа на него просто нет, ведь выбор обуславливается целым рядом факторов.

• Конструкция щитка, наличие в нем свободного места — даже если проводка реконструируется, этот элемент практически не изменяется. Желание установить то или иное оборудование в щитке может не получиться реализовать — в нем попросту может не быть места для него. Дифференциальное оборудование занимает меньше места, чем УЗО. Однако УЗО должно иметь защиту, которую ему обеспечивает автомат. Таким образом, устанавливаются оба устройства, и УЗО займет в щитке больше места
• Цели подключения — если принципиальное значение имеет защита от тока бытовой техники, то вполне хватит и дифференциального автомата. В том случае, если требуется защита не отдельной единицы, но нескольких розеток, имеет смысл установить УЗО. Как только будет зарегистрировано превышение мощности, дифференциальный автомат сразу же будет деактивирован, что повлечет за собой необходимость в замене на более высокий номинал. Если речь идет об УЗО, то все, что потребуется сделать — заменить автомат. В данном случае, имеет значение финансовый вопрос: что обойдется дешевле — автомат или дифференциальное оборудование?

УЗО+автомат и дифавтомат

Вас могут заинтересовать:

Для чего нужен дифференциальный автомат

Для чего нужен дифференциальный автомат Skip to content

Информация для электрика

Информация и практические навыки для электрика

В бытовой электротехнике слово «автомат » подразумевает тип устройства, автоматически отключающего напряжение при перегрузках, или коротком замыкании (КЗ) в сети. Применяется с самого начала возникновения электротехники для защиты сетей и электроприборов. В последние десятилетия массовой популярности набрали устройства защитного отключения (сокращённо УЗО) от поражающего действия электричества.

Но непонимание пользователями, а иногда и электриками отличий и предназначения данных защищающих средств, приводило к случаям установки УЗО без защитных автоматов, вследствие чего возникали
пожары, так как данное устройство не выключается даже при КЗ и горит, устраивая при этом пожар и задымление в электрощитовой.

Производители электротехнических защитных приборов быстро откликнулись на эту распространённую ошибку и создали комбинированный электрозащитный прибор, заключающий в себе автомат, защищающий от сверхтоков, и устройство защиты от поражения в одном модуле, называемый дифференциальным автоматом, который также называют дифавтоматом, дифференциальным выключателем, автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ).

Внешний вид дифавтомата

Некоторые характеристики

Дифференциальный автомат применяется для:

•  защиты от перегрузок по току и КЗ;
•  предотвращения поражения электричеством при случайном прикосновении к оголённому проводу, или неисправном оборудовании, повлёкшим появление напряжения на корпусе;
•  недопущения пожароопасной

Базовый принцип работы дифавтомата отечественной марки

Многие защитные устройства, заботящиеся о безопасности человека, чрезвычайно важны в его жизни, поэтому что и как использовать зависит строго от того, как вы понимаете суть определенного варианта аппаратуры, установленной к электрической сети.

Предлагаем повторить, что же это за прибор- дифференциальный автомат. Прежде всего это система, которая представляется в виде комплекса и аналогична одновременной работе устройства защитного отключения и обычного автомата. Приобретая, дифавтомат, вы получаете возможность подсоединить его напрямую к электрической сети, не выдумывая различных схем.

Данный прибор максимально защищает систему электричества, проведенного в жилом помещении от характерных перегрузок напряжения и коротких замыканий, случившихся из-за выхода прибора из строя или естественной утечки тока. Поэтому прежде, чем приобрести автомат дифференциального тока, предлагаем рассмотреть принцип работы дифавтомата и дополнительные возможности наряду с функциями. Основными задачами подобного прибора считается предотвращение поражения электрическим током человека и возникновение возможного возгорания.

Общие представления об устройстве

Если взглянуть на прибор с конструктивной стороны, можно отметить, что сырьем, использующимся для устройства, считается диэлектрический материал. Также на внешней части корпуса дифавтомата присутствует специальная защелка, позволяющая крепить автомат на рейку. Установка этого автоматического средства производится аналогично УЗО и автоматам.

Общая схема работы дифавтомата

Стоит выделить несколько вариантов защитных средств для разных типов сетей, например:

• Для однофазной сети с постоянной мощностью в 220 В, выпускаются автоматы двухполюсного типа. При этом, основываясь на марку изготовителя и модель под которой выпущен защитный прибор, для установки на рейку могут занимать один и более модулей.
• Если планируется установка на трехфазную сеть с силой тока в проводке 380 В, используются четырехполюсные дифференциальные автоматы. На рейке этот вариант, в зависимости от марки будет занимать не менее четырех модулей.

Используя двухполюсные автоматы в домашних условиях, вы сэкономите место в щитовом отделе, а также упростите монтаж прибора. Этот аппарат считается альтернативой обычным автоматам, не только по особым внутренним комбинированным функциям, но еще в области экономии места.

Внимание! Монтаж дифференциального автоматического выключателя не требует дополнительных приборов для безопасности в электрической сети.

В завершении обсуждения общих сведений следует выделить факт, что цена дифференциального устройства существенно превышает общую стоимость раздельно установленных УЗО и автомата обычного.

Рабочий механизм дифавтомата

Прибор составлен из двух или четырех полюсного автономного регулятора и включенного последовательно модульного дифференциала для защиты. Модульный выключатель принято устанавливать в фазные провода также расположен тепловой расцепитель, работающий в качестве защитного механизма при перегрузке электрической проводки. Кроме того, имеется и электромагнитная деталь, которая представляет собой катушку с проводником и подвижным сердечником.

Принципиальнся схема подключения реле дифференциальной защиты

Принцип работы дифференциального автомата подобный обычному автоматическому выключателю, при возникновении перегрузки сети, пластина, выполненная из специального материала хорошо нагревается и отпускает пружинный механизм, таким образом происходит расцепление замкнутой сети. При резком повышении напряжения в квартирной проводке срабатывает катушка с проводником, таким образом прекращая подачу электричества. Также в таком устройстве имеется дифференциальная трансформаторная деталь тока, выполняющая дополнительную защиту.

При обычной работе, с отсутствием превышающего нужный показатель напряжения, через проводку «фаза» подходит ток к нагрузке, в это же время нулевой кабель переводит ток от нагрузки. В этом случае токи остаются равными и направлены на встречу друг другу.

Некоторые автоматические устройства позволяют уточнить причину по которой произошло обесточивание помещения или определенной системы бытовых приборов.

Четырехфазный дифференциальный автомат

1. Причина первая: перегрузка по току (тепловая защита, от тока, побудившего короткое замыкание.
2. Причина вторая: утечка тока (сработал дифференциальный прибор, установленный внутри прибора)

Важно! Не забывайте о проверке устройства на рабочую пригодность. Для этого нажмите на кнопку «тест», если автомат через некоторое время выключился, следовательно, он находится в исправном состоянии.

Нужно заметить, что мы исчерпывающе ответили на вопрос, как работает дифференциальный автомат, остается только учесть некоторые факторы по правильному монтажу устройства в электрическом щитке.

Вас могут заинтересовать:

Что такое процентное дифференциальное реле? Определение, рабочие, рабочие характеристики и типы

Определение: Процентное дифференциальное реле определяется как реле, которое работает от разности фаз двух или более одинаковых электрических величин. Это усовершенствованная форма реле дифференциальной защиты. Единственная разница между ними — сдерживающая катушка. Процентное дифференциальное реле состоит из ограничительной катушки для преодоления проблем, возникающих из-за разницы в соотношении токов при высоком значении внешнего тока короткого замыкания.

Система процентного дифференциала состоит из ограничительной катушки, подключенной к управляющему проводу, как показано на рисунке ниже, и через нее протекает ток, наведенный в обоих трансформаторах тока. Катушка управления находится между средней точкой удерживающей катушки.

Ограничивающая катушка контролирует чувствительную характеристику реле. Это ограничивает нежелательное отключение трансформатора из-за тока дисбаланса. Сдерживающая катушка также ограничивает гармоники в пусковом токе.

Работа реле процентного дифференциала

Крутящий момент из-за ограничительной катушки предотвращает замыкание цепи отключения, в то время как крутящий момент из-за рабочей катушки стремится замкнуть контакты цепи отключения. В нормальных рабочих условиях и в условиях нагрузки крутящий момент, развиваемый удерживающей катушкой, превышает крутящий момент рабочей катушки. Таким образом реле остается в нерабочем состоянии.

Когда происходит внутренняя неисправность, рабочий крутящий момент превышает ограничивающий момент, тогда контакты цепи отключения замыкаются, чтобы размыкать автоматический выключатель.Ограничивающий момент можно регулировать, изменяя количество оборотов ограничительной катушки.

Дифференциальный ток, необходимый для использования этого реле, является переменной величиной из-за действия ограничительной катушки. Дифференциальный ток в рабочей катушке пропорционален (I ₁ -I ₂ ), а ограничивающая катушка пропорциональна (I ₁ -I ₂ ) / 2, поскольку рабочий ток подключен к середина ограничительной катушки. При внешних неисправностях увеличиваются как I ₁ , так и I ₂ , и тем самым увеличивается сдерживающий момент, что предотвращает неправильную работу.

Рабочие характеристики реле процентного дифференциала

Рабочие характеристики реле показаны на рисунке ниже. График выше показывает, что соотношение их рабочего тока и тока ограничения фиксировано. Это реле также называется дифференциальным реле смещения, потому что ограничивающая катушка также называется катушкой смещения, поскольку она обеспечивает дополнительный магнитный поток.

Типы реле процентного дифференциала

Процентное дифференциальное реле в основном подразделяется на два типа.Они

1. Применение трехполюсной системы процентного дифференциального реле.
2. Дифференциальное реле с индукционным смещением.

Такие типы реле используют для защиты генераторов, трансформаторов, фидеров, линий электропередачи и т. Д.

1. Применение трех клеммной системы — Это реле может применяться к элементу, имеющему более двух клемм. Каждая из трех клемм имеет одинаковое количество витков, и каждая из этих катушек развивает крутящий момент, независимый друг от друга.Их крутящие моменты складываются арифметически.

Характеристика крутизны в процентах реле будет изменяться в зависимости от распределения тока между ограничивающими катушками. Эти реле бывают мгновенными или высокоскоростными.

2. Дифференциальное реле со смещением индукционного типа — Это реле состоит из поворотного диска, который перемещается в воздушных зазорах двух электромагнитов. Часть каждого полюса снабжена медным кольцом. Это кольцо может двигаться дальше от полюса, в него или из него.

Диск испытывает два крутящих момента — один из-за рабочего элемента, а другой из-за ограничивающего элемента. Если бы затеняющее кольцо находилось в одном и том же положении каждого элемента, то сдерживающий момент, испытываемый кольцом, был бы равен нулю. Но если затемненное кольцо ограничивающего элемента было продвинуто дальше в стальной сердечник, крутящий момент, создаваемый ограничивающим элементом, превысит крутящий момент ограничивающего момента.

.Датчик перепада давления

Принцип работы Инструментальные средства

Другая распространенная конструкция электрического датчика давления работает по принципу дифференциальной емкости. В этой конструкции чувствительный элемент представляет собой тугую металлическую диафрагму, расположенную на равном расстоянии между двумя неподвижными металлическими поверхностями, состоящую из трех пластин для дополнительной пары конденсаторов. Электроизолирующая заполняющая жидкость (обычно жидкий силиконовый компаунд) передает движение от изолирующей диафрагмы к чувствительной диафрагме, а также служит эффективным диэлектриком для двух конденсаторов:

Любая разница давлений в ячейке вызывает диафрагма изгибается в направлении наименьшего давления.Чувствительная диафрагма представляет собой пружинный элемент прецизионного изготовления, а это означает, что ее смещение является предсказуемой функцией приложенной силы. Приложенная сила в этом случае может быть только функцией перепада давления, действующего на площадь поверхности диафрагмы в соответствии со стандартным уравнением сила-давление-площадь F = PA.

В этом случае у нас есть две силы, вызванные двумя давлениями жидкости, работающими друг против друга, поэтому наше уравнение сила-давление-площадь можно переписать, чтобы описать результирующую силу как функцию от перепада давления (P1 — P2) и площади диафрагмы: F = (P1 — P2) А.Поскольку площадь диафрагмы постоянна, а сила предсказуемо связана со смещением диафрагмы, все, что нам сейчас нужно, чтобы вывести дифференциальное давление, — это точно измерить смещение диафрагмы.

Вторичная функция диафрагмы как одной пластины из двух конденсаторов обеспечивает удобный метод измерения смещения. Поскольку емкость между проводниками обратно пропорциональна расстоянию, разделяющему их, емкость на стороне низкого давления будет увеличиваться, а емкость на стороне высокого давления уменьшиться:

В цепи детектора емкости, подключенной к этой ячейке, используется высокий -частотный сигнал возбуждения переменного тока для измерения разницы в емкости между двумя половинами, переводя это в сигнал постоянного тока, который в конечном итоге становится сигналом, выводимым прибором, представляющим давление.

Эти датчики давления отличаются высокой точностью, стабильностью и прочностью. Интересная особенность этой конструкции — использование двух изолирующих диафрагм для передачи давления технологической жидкости на одну чувствительную диафрагму через внутреннюю «заполняющую жидкость» — это то, что твердая рама ограничивает движение двух изолирующих диафрагм, так что ни одна из них не может заставить чувствительная диафрагма превышает предел упругости.

Как показано на рисунке, изолирующая диафрагма с более высоким давлением подталкивается к металлической раме, передавая свое движение чувствительной диафрагме через заполняющую жидкость.Если к этой стороне приложить слишком большое давление, изолирующая диафрагма просто «сплющится» о твердый каркас капсулы и перестанет двигаться. Это положительно ограничивает движение изолирующей диафрагмы, так что она не может оказывать больше силы на чувствительную диафрагму, даже если приложено дополнительное давление технологической жидкости. Такое использование изолирующих диафрагм и заполняющей жидкости для передачи движения чувствительной диафрагме, которая также используется в других типах датчиков перепада давления, дает современным приборам дифференциального давления превосходную устойчивость к повреждениям из-за избыточного давления.

Следует отметить, что использование жидкой заполняющей жидкости является ключом к этой конструкции, устойчивой к избыточному давлению. Чтобы чувствительная диафрагма точно преобразовывала приложенное давление в пропорциональную емкость, она не должна контактировать с окружающим ее проводящим металлическим каркасом. Однако, чтобы какая-либо диафрагма была защищена от избыточного давления, она должна контактировать с твердым ограничителем обратного хода, чтобы ограничить дальнейший ход. Таким образом, необходимость в бесконтактном (емкостном) и контакте (защита от избыточного давления) исключают друг друга, что делает практически невозможным выполнение обеих функций с помощью одной чувствительной диафрагмы.Использование заполняющей жидкости для передачи давления от изолирующей диафрагмы к чувствительной диафрагме позволяет нам отделить функцию емкостного измерения (чувствительная диафрагма) от функции защиты от избыточного давления (изолирующие диафрагмы), так что каждая диафрагма может быть оптимизирована для отдельной цели.

Классическим примером прибора для измерения давления на основе датчика дифференциальной емкости является датчик перепада давления Rosemount модели 1151, показанный в собранном виде на следующей фотографии:

Удалив четыре болта с датчика, мы можем для снятия двух фланцев с капсулы давления, открывая изолирующие диафрагмы для общего обзора:

На фотографии крупным планом показана конструкция одной из изолирующих диафрагм, которая, в отличие от чувствительной диафрагмы, спроектирована как очень гибкая.Концентрические гофры в металле диафрагмы позволяют ей легко изгибаться под действием приложенного давления, передавая давление технологической жидкости через силиконовую заполняющую жидкость на тугую чувствительную диафрагму внутри ячейки дифференциальной емкости:

Внутри того же дифференциала емкостный датчик (выявленный путем разрезания датчика Rosemount модели 1151 пополам с помощью отрезной пилы) показывает изолирующие диафрагмы, чувствительную диафрагму и порты, соединяющие их вместе:

Здесь левая изолирующая диафрагма более четкая чтобы увидеть, чем правая изолирующая диафрагма.На этой фотографии отчетливо виден небольшой зазор между левой изолирующей диафрагмой и внутренней металлической рамой по сравнению с просторной камерой, в которой находится чувствительная диафрагма.

Напомним, что эти внутренние пространства обычно заняты заполняющей жидкостью, предназначенной для передачи давления от изолирующей диафрагмы на чувствительную диафрагму. Как упоминалось ранее, твердая металлическая рама ограничивает ход каждой изолирующей диафрагмы таким образом, что изолирующая диафрагма с более высоким давлением «опускается» на металлический каркас до того, как чувствительная диафрагма может выйти за пределы своего предела упругости.Таким образом, чувствительная диафрагма защищена от повреждений из-за избыточного давления, потому что изолирующие диафрагмы просто не могут двигаться дальше.

Датчик дифференциальной емкости по своей сути измеряет разницу в давлении, приложенном между двумя его сторонами. В соответствии с этой функциональностью, этот прибор для измерения давления имеет два порта с резьбой, в которые может подаваться давление жидкости. В следующем разделе этой главы будет подробно рассказано об использовании датчиков дифференциального давления.Вся электронная схема, необходимая для преобразования дифференциальной емкости датчика в электронный сигнал, представляющий давление, размещена в структуре синего цвета над капсулой и фланцами. Более современной реализацией принципа измерения дифференциального емкостного давления является датчик перепада давления Rosemount модели 3051:

Как и все устройства дифференциального давления, этот прибор имеет два порта, через которые давление жидкости может подаваться на датчик.Датчик, в свою очередь, реагирует только на разницу давления между портами.

Конструкция дифференциального емкостного датчика в этом конкретном приборе давления более сложна, поскольку плоскость чувствительной диафрагмы перпендикулярна плоскости двух изолирующих диафрагм. Эта «копланарная» конструкция более компактна, чем датчики более старого типа, и, что более важно, она изолирует чувствительную диафрагму от напряжения болтов фланца.

Обратите особое внимание на то, что узел датчика не встроен в прочный металлический каркас, как это было в случае оригинальной конструкции Rosemount.Вместо этого датчик в сборе относительно изолирован от корпуса и соединен только двумя капиллярными трубками, соединяющими его с изолирующими диафрагмами. Таким образом, напряжения внутри металлической рамы, создаваемые болтами фланца, практически не влияют на датчик.

Модель в разрезе преобразователя перепада давления Rosemount модели 3051S («супермодуль») показывает, как все это выглядит в реальной жизни:

Давление технологической жидкости, приложенное к изолирующей диафрагме (ам), переходит в заполняющую жидкость внутри капилляра. трубки, передающие давление к туго натянутой диафрагме внутри дифференциального емкостного датчика.Как и в классической конструкции Rosemount модели 1151, мы видим, что заполняющая жидкость выполняет несколько функций:

• Наполняющая жидкость защищает чувствительную чувствительную диафрагму от контакта с нечистыми или агрессивными технологическими жидкостями
• Наполняющая жидкость позволяет изолирующим диафрагмам обеспечивать защиту от избыточного давления для чувствительная диафрагма
• Наполняющая жидкость обеспечивает среду с постоянной диэлектрической проницаемостью для функционирования цепи дифференциальной емкости

Преобразователи давления Rosemount серии «супермодуль» имеют ту же компланарную конструкцию, что и предыдущие модели 3051, но добавляют новую конструктивную особенность : включение электроники в модуль из нержавеющей стали, а не в синий верхний корпус.Эта функция позволяет значительно уменьшить размер передатчика, если это необходимо для приложений с ограниченным пространством.

Кредиты: Тони Р. Купхальдт — Лицензия Creative Commons Attribution 4.0

.

Пошаговое руководство по работе с ODME и принципу его работы

Некоторое время назад я написал небольшой пост об ODME, но он будет более подробным. Все больше и больше компаний уделяют внимание сохранению окружающей среды. Нефтяная компания не стремится сотрудничать с компаниями, которые не принимают во внимание экологические аспекты в своей повседневной работе.

Пока что в настоящее время недостаточно просто выполнять требования закона. Все хотят, чтобы мы выходили за рамки требований законодательства.

ODME — одно из устройств, обеспечивающих соблюдение экологических требований на борту судов.

Но задержания по-прежнему происходят из-за несоблюдения ODME. Иногда это несоблюдение является преднамеренным, но во многих случаях непреднамеренным. Компания должна сосредоточиться на развитии культуры безопасности, которая поможет предотвратить умышленное несоблюдение требований.

Но доскональное знание оборудования, такого как ODME, — единственный способ избежать непреднамеренного несоблюдения требований. Это руководство может помочь нам лучше узнать ODME, узнав о нем больше.

Для чего нужен ODME?

Что ж, если вы это читаете, то, скорее всего, знаете, для чего нужен ODME. Но все же спросим. Зачем нам ODME? Разве мы не можем просто запретить выбрасывать масляную смесь за борт и высаживать ее баржей.

Мы заботимся об окружающей среде, но есть предприятия, которые нужно поддерживать. Судовладельцы будут утверждать, что им следует разрешить сбрасывать водную часть нефтесодержащей смеси в море?

ODME обеспечивает баланс между «не выбрасывать нефть в море» и «снижением эксплуатационных расходов» для судовладельцев.

Но иногда мы забываем, что цель ODME — удалить воду из помоев, а не столько нефти, сколько разрешено.

Как это делает ODME?

В общих чертах ODME управляет работой этих двух клапанов, показанных на диаграмме ниже.

Эти два клапана никогда не будут открываться или закрываться вместе. Если один открыт, другой будет в закрытом положении.

Нам известно, что правило 34 Приложения I к Marpol перечисляет условия, при которых нефтесодержащие смеси могут сбрасываться в море.

Когда условия № 4 и 5 выполнены, ODME откроет забортный клапан, чтобы разрешить сброс нефтяной воды. Когда мы превышаем любое из этих двух условий, ODME закроет забортный клапан и откроет отстойный клапан.

Теперь для выполнения этой задачи ODME необходимо измерить

• Мгновенный расход для обеспечения того, чтобы он не превышал 30 л / нм
• Общее количество выгружено, чтобы гарантировать, что оно не превышает требуемого

Итак, давайте посмотрим, какие компоненты помогают ODME измерять эти вещи.

Какие все компоненты делают ODME

Если вы помните, формула для мгновенной скорости разряда —

.

Теперь, если ODME необходимо измерить IRD, ему обязательно потребуются значения содержания масла в PPM и скорости потока. Скорость соединения обычно указывается либо из журнала, либо из GPS.

Все эти значения передаются в вычислительный блок ODME. Вычислительный блок выполняет все математические вычисления для получения требуемых значений. В большинстве случаев вы найдете вычислительный блок в диспетчерской.Теперь посмотрим, как и откуда вычислительный блок получает эти значения

Расход

Вычислительный блок

ODME получает значение расхода от расходомера. Небольшая пробоотборная линия идет от основной линии, проходит через расходомер и возвращается к основной линии. Расходомер рассчитывает расход в м3 / ч и передает это значение в вычислительный блок через сигнальный кабель.

Измерение PPM

Измерительная ячейка — это компонент, который измеряет количество масла (в миллионных долях) в воде.Измерительная ячейка находится в шкафу под названием «Блок анализа». В большинстве случаев вы найдете «Блок анализа» в бювете.

Принцип измерения основан на том факте, что разные жидкости имеют разные характеристики светорассеяния. Основываясь на диаграмме светорассеяния масла, измерительная ячейка определяет содержание масла.

Проба воды пропускается через трубку из кварцевого стекла. А содержание масла определяется путем последовательного пропускания этой пробы воды в разные детекторы.

Но для измерения PPM в пробе воды проба сбросной воды должна пройти через измерительную ячейку. Эту работу выполняет пробоотборный насос.

Насос для отбора проб отбирает пробу из нагнетательной линии перед выпускными клапанами. Этот образец отправляется в измерительную ячейку (в блоке анализа) для измерения содержания масла, а затем отправляется обратно в ту же линию нагнетания.

Важно, чтобы насос для отбора проб не работал всухую или при избыточном давлении нагнетания. Чтобы избежать этой ситуации, внутри анализатора установлен датчик давления.Этот датчик давления измеряет давление на входе и выходе насоса для отбора проб.

Измерительная ячейка всегда должна получать непрерывный поток пробы, чтобы анализировать самую свежую пробу. Датчик давления также исключает возможность работы ODME при закрытых пробоотборных клапанах.

Измерительную ячейку необходимо регулярно чистить во время работы. Это сделано во избежание отложения масляных следов вокруг измерительной ячейки, которые могут давать неверные показания. Для очистки измерительной ячейки ODME выполняет цикл очистки с заранее заданным интервалом во время работы.Цикл очистки включает промывание ячейки пресной водой.

Линия очистки и линии отбора проб в измерительные ячейки разделены пневматическими клапанами. Таким образом, при запуске цикла очистки происходит следующее:

• Пневматический клапан линии пресной воды в измерительную ячейку открывается
• Пневматический клапан линии отбора проб в измерительную ячейку закрывается.
• Если ODME имеет приспособление для впрыска моющего средства, необходимое количество моющего средства будет впрыснуто во время цикла очистки

Нам необходимо убедиться, что резервуары для моющего средства не пустые, и мы используем только моющее средство, рекомендованное производителем.

Итак, есть три дополнительные строки, которые вы найдете в блоке анализа для цикла очистки.

• Линия пресной воды для очистки измерительной ячейки
• Воздуховод для работы пневмоклапанов
• Линия чистящего раствора для лучшей очистки измерительной ячейки

Блок анализа отправляет значения данных, такие как давление и содержание масла, в вычислительный блок в CCR. В зависимости от марки блок анализа отправляет эти значения либо непосредственно в вычислительный блок, либо через блок преобразования.

Если установлен преобразователь, он может выполнять дополнительные задачи, например контролировать цикл очистки.

Вычислительный блок вычисляет IRD на основе всех этих значений, введенных в него. Если IRD меньше 30 л / миля, он дает команду блоку электромагнитного клапана открыть забортный клапан и закрыть обратный клапан рециркуляции. Когда IRD становится больше 30 л / миля, он закрывает забортный клапан.

Вычислительный блок также вычисляет количество фактической нефти, сброшенной в море.Требование состоит в том, что мы не можем выгружать более 1/30000 от общего количества перевозимого груза. Прежде чем мы запустим ODME, нам нужно вычислить и передать это максимально допустимое значение в ODME. Об этом мы поговорим позже в этом посте.

Но, как видите, постепенно мы создали базовую линейную диаграмму ODME. Теперь, если вы можете извлечь линейную диаграмму ODME на своем судне, проверьте, можете ли вы относиться к ней. Я наугад взял линейную диаграмму одного из производителей, чтобы посмотреть, сможем ли мы идентифицировать части и линию ODME? Я мог бы, вы также можете идентифицировать себя на изображении ниже?

Если бы вы могли, очень хорошо.Но если вам все еще нужны ответы, вот они на изображении ниже

Теперь, когда мы ясно понимаем, из чего состоит ODME и какие компоненты ODME, давайте посмотрим, как старший офицер должен управлять ODME.

Работа ODME

Как мы знаем, ODME требуется в соответствии с Приложением I Marpol, которое касается аспектов загрязнения, связанных с нефтяными грузами. Теперь за 10 шагов давайте посмотрим, как нам следует использовать ODME.

Предположим, мы находимся на танкере-продукте дедвейтом 45000 тонн, который только что выгружал нефтеналивной груз объемом 29000 тонн (30000 м3 при 15 ° C).Этот танкер должен очистить эти танки, в которых находился общий нефтяной груз в 29000 тонн. Как продолжить очистку и слив помои с помощью ODME?

Шаг 1: Установите общее количество масла в ODME

Marpol установила предел общего количества масла, которое мы можем слить в промывочную воду. Этот лимит составляет 1/30000 от общего количества перевозимого груза. Итак, в нашем примере с танкером-продуктовозом рассчитаем

Всего грузов, перевезенных в очищаемых танках: 30000 м3 при 15 ° C

Общее количество сливаемого масла из мойки = 1 м3 (1000 литров)

Установите общий предел масла в 1000 литров в ODME.Продемонстрируем это в ODME make Rivertrace engineering.

Чтобы установить общий предел масла, перейдите к разделу «Распределение масла» в разделе «Выбор режима», нажав кнопку ввода (центральная).

В разделе «Настройка сброса масла» перейдите к «пределу срабатывания сигнализации» и нажмите «Ввод».

Установите новое значение с помощью стрелок вверх и вниз и нажмите ввод.

Он попросит подтвердить, что мы и сделаем, и теперь мы установили максимальный предел слива масла.

2. Разрешить не менее 36 часов для осаждения

Мы будем мыть цистерны и собирать отстой в отстойную цистерну. Но прежде чем мы сможем откачивать нефтесодержащую воду через ODME, нам нужно дать время отстоя как минимум 36 часов. Это время отстаивания обеспечивает полное отделение масла от воды.

Мы можем возразить, что если наш расход ограничен 30 л / мор. Мили, то какая разница со временем установления? Но факт в том, что даже когда мы можем использовать ODME для сброса нефтесодержащей воды, мы должны обеспечить минимальное содержание масла в воде.

3) Проверьте все остальные условия в Приложении I Marpol, Reg 34

Мы должны гарантировать, что другие условия, связанные с движением судна по маршруту, минимальной скоростью и удаленностью от ближайшего берега, соответствуют требованиям.

4) Подготовить ODME к работе

После того, как мы будем удовлетворены всеми условиями, мы можем подготовиться к началу сброса шламов за борт.

Мы уже обсуждали, какие компоненты присутствуют в ODME и каковы их функции. Итак, мы знаем, что нам нужно сделать, чтобы настроить ODME для работы.Конечно, на разных судах все может немного отличаться, но большинство вещей будет общим. Мы должны проверить и найти каждый элемент, упомянутый в руководстве. Вот краткое изложение некоторых общих элементов, которые необходимо проверить перед работой ODME

.

• Проверить, открыты ли впускной и выпускной клапаны расходомера
• Проверить, есть ли подача пресной воды и все ли клапаны открыты
• Проверить, открыты ли впускной и выпускной клапаны пробоотборной линии
• Проверить, есть ли подача воздуха для пневматических клапанов.
• Проверить наличие чистящего раствора в емкости
• Проверить, включено ли питание преобразователя
• Проверьте и проверните рукой вал пробоотборного насоса, чтобы убедиться, что он движется свободно

Также проверьте и убедитесь, что все значения находятся в автоматическом, а не в ручном режиме. Эти значения для проверки относятся к расходу, скорости и частям в минуту.

5) Запустить грузовой насос в режиме рециркуляции

После того, как мы настроили ODME, мы можем запустить насос отстойного резервуара, содержащего нефтесодержащую воду, в режиме рециркуляции.Теперь, даже когда он работает в режиме рециркуляции и забортный клапан закрыт, на некоторых устройствах вы можете проверить IRD на экране CCR ODME. Если вы видите какие-то странные клапаны, например высокое содержание PPM масла в пробе, остановите насос и

• либо запустить цикл очистки вручную, если эта функция присутствует в ODME
• или Очистите измерительную ячейку вручную с помощью инструмента производителя, как описано в руководстве ODME

6) Пуск за борт

После того, как все вышеперечисленные шаги выполнены и проверены, мы можем запустить ODME, чтобы начать сброс за борт.

7) Монитор во время всей операции сброса за борт

Теперь, если все в порядке, внимательно следите за

Сбрасываемая вода не оставляет видимого блеска на поверхности моря. Помните, что вам не нужен фонарик, чтобы увидеть это. Выполнять сброс за борт необходимо только в светлое время суток.

Проверяйте и отслеживайте значения масла в воде (PPM) и IRD. Если IRD близок к 30 л / миля, вы не хотите, чтобы он пересек 30 л / миля и остановил операцию.В этом случае вы можете уменьшить скорость насоса, чтобы уменьшить расход. При уменьшении расхода уменьшается и IRD.

Контролируйте уровень поверхности раздела масло-вода с помощью ленты MMC или UTI. Это важно, потому что мы серьезно относимся к окружающей среде. Мы хотим остановить выброс за борт за несколько сантиметров до того, как мы достигнем поверхности масла. Это показывает нашу серьезность к сохранению окружающей среды. Также видно, что наша цель заключалась не в том, чтобы слить столько нефти, сколько мы можем, а в том, чтобы слить как можно больше чистой воды.

Более того, мы не хотим портить нашу систему ODME, позволяя маслу проникать в систему.

8) Остановить сброс за борт

ODME остановится автоматически, когда IRD превысит 30 л / м.миль или если мы превысим предел общего сброса масла. Но мы должны быть готовы остановить ODME и вручную. Мы должны остановить сброс за борт вручную, если произойдет одно из следующих событий

• Мы достигли уровня интерфейса
• Быстрое увеличение PPM.Мы можем продолжить, если уверены, что граница раздела нефть-вода еще очень далеко.
• Мы видим масляный блеск на поверхности моря

9) Не запускайте ODME несколько раз

Если ODME останавливается автоматически из-за того, что IRD превышает 30L / NM, мы не должны запускать ODME снова. Некоторые люди снова запускают ODME, чтобы проверить, могут ли они по-прежнему уменьшить количество на борту. Даже когда вы можете утверждать, что делаете это через ODME, вы на самом деле ненамеренно осуждаете МАРПОЛ.Многие суда были задержаны Парижским меморандумом о взаимопонимании за неоднократные попытки запустить ODME. Задержание имеет логику и следующие причины

• При многократных запусках оператор пытается выбросить за борт как можно больше масла
• После автоматической остановки ODME оператору необходимо подождать еще 24 часа для стабилизации, чтобы снова запустить ODME. Это связано с тем, что, если уровень смеси масло / вода будет очень низким, при рециркуляции она будет взбалтываться. Теперь, чтобы вода отделилась от масла, нам нужно подождать 24 часа.

Но если ODME остановился из-за какой-либо ошибки, когда уровень воды все еще был высоким, нет необходимости ждать еще 24 часа для установления времени.

9) Выполните цикл очистки

Каждый раз, когда ODME останавливается, запускается цикл очистки. Но если он не запускается автоматически, мы можем запустить цикл очистки вручную.

10) Закройте все клапаны и систему

После завершения операции ODME мы можем закрыть все клапаны и подачу электроэнергии.Затем мы можем сделать запись в журнале нефтяных операций по этой операции.

Заключение

Было зафиксировано множество задержаний и сотни наблюдений за неправильным использованием ODME. Эти задержания также включают умышленное неправильное функционирование ODME.

Было немного случаев, когда моряки обходили ODME, даже когда ODME находился в отличной форме и работал. Причина в том, что моряки иногда считают, что такое оборудование, как ODME, сложно в эксплуатации.

Но если мы хорошо знаем наше оборудование, оно не только будет казаться простым в эксплуатации, но и будет работать безупречно.

.

Дифференциальное реле давления Принципиальные инструменты Контрольно-измерительные приборы

Реле измерения давления

Дифференциальное реле давления, как и реле давления, представляет собой простое электромеханическое устройство, которое работает на основных принципах рычагов и противодействующих сил. В основном они используются для определения разницы давлений между двумя точками установки или системы.

Этими элементами являются:

(a) Чувствительный элемент из сильфона или диафрагмы (металлической или эластомерной)
(b) Стабильная пружина для определения уставки диапазона и
(c) Доступен микропереключатель мгновенного действия в большом количестве (SPDT, DPDT и т. д.)

Принцип работы :

Реле дифференциального давления предназначено для определения разницы в давлении между двумя источниками давления в установке для целей управления.Когда давления от двух разных источников в процессе соединяются через чувствительную диафрагму, металлическую или эластомерную, в зависимости от случая, разница давлений создает силу, которая затем преодолевает силу предварительно натянутой пружины и в процессе перемещает балансировочный рычаг. или механизм для осуществления минимального движения, необходимого для приведения в действие микровыключателя (ов) переключателя.

Высокое и низкое давление прикладываются с обеих сторон чувствительной диафрагмы специальной формы .Эта конструктивная особенность помогает устранить ошибки из-за разницы в площади, что часто является общей проблемой двухэлементных реле перепада давления.

Конкретная конструкция реле перепада давления описывается ниже, чтобы проиллюстрировать принцип работы. Обратите внимание, что существуют разные варианты переключателя от разных производителей, но основной принцип работы остается неизменным.

Как показано на диаграмме выше, порты давления для высокого и низкого технологического давления разделены эластичной диафрагмой.Разница в давлении, существующая между двумя портами, вызывает осевое перемещение (измерительный ход) диафрагмы относительно пружины диапазона измерения. Перепад давления, который пропорционален ходу измерения, передается через шатун с небольшим трением на поршни микровыключателя. Микровыключатель содержит электрические контакты переключателя. Электрические контакты переключателя срабатывают в зависимости от точек переключения или уставок. Защита от избыточного давления обеспечивается фигурными металлическими валиками для упругой диафрагмы.

Регулировка точки переключения или уставки выполняется с помощью винтов уставки , доступных с передней части корпуса реле перепада давления. Градуированные шкалы обеспечивают относительно точную настройку точек переключения и указывают на заданное значение , которое регулируется мгновенно.

В заключение, реле перепада давления, по существу, работает на основе разницы в давлении между портами высокого и низкого давления.Эта разница давления затем преобразуется в осевое движение, которое используется для приведения в действие контактов микровыключателя в зависимости от уставки (s) реле перепада давления.

.