Устройства защиты бытовых электрических сетей. Часть 1 — Защита по току.

Автоматические выключатели (автоматы)

Данный тип защитных устройств, пожалуй, один из самых распространенных и старых устройств защиты — ведь патент на изобретение данного устройство получен немецким предпринимателем и изобретателем Hugo Stotz в 1924м году, а сам принцип работы был описан Эдисоном в 1879 году.
Изобретение Штотца внешне напоминало пробку бутылки для вина и название "пробка" к нему замечательно и "прилипло".
С практически неизменным дизайном первые автоматические выключатели просуществовали до конца 20 века, да что были - во многих старых домах они до сих пор установлены.


Знакомо?
Кстати, к этим "пробкам" лайфхак от советских электриков: резьбовая часть одинакова с привычной нам лампочкой с цоколем Е27. Поэтому, после сборки проводки, электрики для проверки вкручивали вместо автоматического выключателя обычную лампу накаливания, и если лампа загоралась, то значит, что в схеме короткое замыкание и нужно исправлять проблему.

Конечно, современные автоматы имеют совершенно другой дизайн, но принцип работы остался тем же.

Что же такого изобрел Штотц, что применяется и поныне?
Основная идея базируются на двух фактах известных нам из школьных уроков физики:
— при нагреве металлы расширяются;
— при прохождении электрического тока металл нагревается.

Ну а теперь смотрим на картинку:



Электрический ток протекает через биметаллическую пластину, нагревая ее. Если протекающий ток больше номинального, то нагрев биметаллической пластины и, соответственно, ее расширение достаточное, чтобы пластина "толкнула" рычаг, выключив автомат. Таким образом, основное назначение автоматического выключателя — ограничивать силу тока, протекающего через него. Данное устройство не даст включить в защищаемую линию прибор более мощный, чем она рассчитана и/или практически мгновенно среагирует и отключит линию, если в ней произошло короткое замыкание (провода замкнулись между собой).

Хотелось бы сразу предостеречь от соблазна поставить автомат "как можно мощнее" — этого делать нельзя, автомат ставится "под проводку", так как иначе он ничего защищать не будет и у вас может "гореть" проводка при технически исправном, но неверно подобранном автомате.



Ну вот мы выбрали и установили автомат. Вроде как все отлично? Все да не все:Автоматический выключатель защищает от случаев, когда электрический ток "течет" через него, а если он "проходит" мимо?

И вот тут нам нужны совершенно другие устройства.

Устройства Защитного Отключения (УЗО)
Для чего же нужны УЗО и как они работают?Тут все сложнее и проще, если сравнить с рассмотренными ранее автоматическими выключателями. Давайте представим, что электрический ток — это вода или какая-либо другая жидкость, которая протекает через некий прибор. Тогда, сколько этой жидкости "втекает" в прибор, столько с него должно и "вытекать". Если же у нас количество этой жидкости на входе и выходе не совпадает, то значит где — то происходит "утечка". И если с реальной жидкостью "утечки" страшны только потерей этой самой жидкости, то когда "утекает" электрический ток, возникает опасность, что "утекать" он будет через человеческое тело.
Собственно говоря, наше Устройства Защитного Отключения этим и занимается — сравнивает токи, которые проходят по фазному и нулевому проводам, и, если разница между значениями этих токов выше определенного уровня, отключает защищаемую линию.
Нужно понимать, что на 100% ток в этих двух проводах не совпадёт — часть тока выделяется в тепло, нагревая провода, часть рассеивается в воздухе в виде статического электричества … Поэтому, выбор УЗО — это всегда компромисс: выберешь устройство со слишком маленьким значением тока утечки — возможны ложные сработки, большим — есть риск того, что устройство не сработает в нужный момент.

Устройства Защитного Отключения всегда ставится вместе с Автоматическим Выключателем и они не заменяют друг друга — у каждого свои задачи.

Важно. Каждому автоматическому выключателю должно соответствовать свое Устройство Защитного Отключения, нельзя ставить УЗО на группу автоматов.

Маленькое примечание: рекомендуется брать УЗО большего номинала, чем Автомат, чтобы они не мешали друг — другу. (Например, в пару к Автоматическому выключателю на 50 Ампер ставить Устройства Защитного Отключения на 63 Ампера и т.п.)

Так что же, получается на каждую линию нужно ставить два устройства защиты? А можно их объединить в одно?
Конечно же можно!

Дифференциальные автоматы

Как ясно из вышенаписанного, дифференциальный автомат — это одно устройство, где в одном корпусе скрываются два: Автоматический выключатель и Устройство Защитного Отключения.


Плюсы такого объединения очевидны: занимает меньше места, проще подключение, не нужно думать о согласовании параметров этих устройств, да и просто дешевле.
Минусы тоже есть: устройство выходит более сложным и чувствительным к внешнему воздействию, то есть менее надежным.

Что именно вы выберете: Автоматический выключатель + Устройство Защитного Отключения или Дифференциальный автомат — выбор за вами, однозначного совета вам никто не даст.
Самое главное: лучше пусть эти устройства будут установлены и никогда не пригодятся, чем их не будет в нужный момент.

Немножко подытожим и проанонсируем: мы рассмотрели устройства защиты по току; эти устройства защитят вашу бытовую сеть от поломок и неисправностей, которые могут произойти в ней самой.
Для защиты от отклонений параметров сети, вызванных внешним воздействием, применяют устройства защиты по напряжению; о них вторая часть нашего обзора.