Дифференциальный ток

Понятие дифференциального тока

В природе не существует физического процесса, подобного дифференциальному току. Это понятие представляет собой векторную величину, выраженную в виде суммы имеющихся в цепи токов, взятой в среднеквадратичном значении. Для возникновения дифференциального тока должен произойти физический процесс, называемый током утечки.

Но необходимо, чтобы выполнялось одно условие: помещение с оборудованием, где появился ток утечки, должно быть заземлено. В противном случае, если корпус не заземлен, возникновение тока утечки не приводит к возникновению дифференциального тока. И устройство защитного отключения (УЗТ) не сработает.

Технические характеристики узо

Технологии совершенствуются и развиваются с каждым годом, чтобы обеспечить людям максимальный комфорт и безопасность. С другой стороны, комфорт и удобство современных электроприборов не означает, что они полностью безопасны.

Серьезные проблемы вызывают перебои в работе домашней электропроводки. Короткое замыкание, перегрузка сети, токи утечки — список проблем можно продолжать долго. Но эти проблемы легко решить, предотвратив их появление.

Например, устройство защитного отключения (УЗО), известное как устройство защитного отключения (УЗО), защищает от токов утечки. Далее мы расскажем, как правильно выбрать ВДТ (УЗО) для дома.

Важность правильного выбора УЗО?

Сегодня на рынке представлено большое количество самых разных моделей УЗО, которые существенно отличаются друг от друга. Отличия заключаются в технических параметрах, способе установки и месте использования.

При неправильном выборе модели ВДТ (УЗО) с неверными характеристиками возможны следующие последствия.

Автоматика ошибочно среагирует и примет за аварийную ситуацию небольшие утечки электроэнергии, которые обычно встречаются в домашней сети. В старых линиях эти утечки встречаются чаще.

Часто люди выбирают ВДТ (УЗО) с завышенными характеристиками, в результате чего ВДТ может срабатывать с некоторой задержкой во времени или вообще не ощущать аварийную ситуацию как таковую. В этом случае вероятны электрические повреждения.

Бывают случаи, когда ВДТ подключается по неправильной схеме. Производители на самом устройстве показывают схему подключения с расположением контактов для подключения фазных и нулевых проводников. При неправильном подключении или подаче питания сзади, это тоже может привести к «мертвому» ВДТ в аварийной ситуации.

Чтобы избежать подобных ошибок, изучим основные характеристики УЗО (ВДТ) перед покупкой.

Расшифруем основные характеристики УЗО

На любой коммутационный аппарат, будь то автоматический выключатель или дифференциальный выключатель тока, наносится специальная маркировка его технических характеристик. На основании этих данных подбирается устройство для заданных условий эксплуатации.

Давайте, как говорится на пальцах, разберем все основные характеристики УЗО. Постараюсь подробно описать каждый из них.

1) Торговая марка устройства и серийный номер

Все технические характеристики автоматического выключателя защиты от замыканий на землю указаны производителем на лицевой стороне крышки. Первое, что бросается в глаза, это конечно же этикетка на устройстве.

Но на картинке вы видите устройства защитного отключения от трех разных производителей, и на каждом из них производитель обозначает свою марку и серию (линейку). УЗО фирм Hager, IEK, Schneider Electric.

2) Номинальный рабочий ток УЗО

После указания серии на крышке устройства можно увидеть значение номинального тока. Что такое номинальный ток? Это максимальное значение тока, которое может длительное время проходить через УЗО, не повреждая его.

Номинальный ток — одна из важнейших характеристик узо, которая определяется способностью силовых контактов и внутренних проводников устройства выдерживать нагрузки при сохранении своих защитных функций и работоспособности. Шкала номинального тока стандартная: 16 А, 25 А, 40 А, 63 А, 80 А, 100 А, 125 А.

При выборе УЗО помните, что оно не обеспечивает внутренней защиты от перегрузки по току, УЗО только защищает и реагирует на ток утечки. Поэтому автоматический выключатель должен быть установлен последовательно с автоматическим выключателем замыкания на землю. Номинальный ток машины должен быть меньше или равен номинальному току автоматического выключателя защиты от замыканий на землю.

Но с учетом того, что автоматические выключатели способны пропускать через себя 13 % перегрузки в течение длительного времени и не отключаться (1,13 I ном.), а при перегрузке от 13 до 45 % автомат переключится отключение только в течение 1 часа.машина. Например, если в цепи установлен автоматический выключатель на 16 Ампер, УЗО берется на 25 А.

3) Номинальный отключающий дифференциальный ток УЗО IΔn

Номинальный остаточный ток — это ток утечки, при котором узо ослабевает. Ток утечки обязательно указывается на корпусе прибора и обозначается как IΔn. Что касается рабочего тока, дифференциальный ток имеет свои настройки по умолчанию (номиналы). Номинальный дифференциальный ток УЗО может быть следующего значения: 6 мА, 10 мА, 30 мА, 100 мА, 300 мА, 500 мА.

С каким током утечки выбрать УЗО для дома? Величина неотпускающего тока при неспособности человека самостоятельно разжать руки в случае поражения электрическим током составляет 30 мА. Соответственно, для защиты человека УЗО следует выбирать с дифференциальным током не более 30 мА.

УЗО с номиналом 10 мА применяются для защиты в помещениях с повышенной влажностью, таких как ванные комнаты, душевые, туалеты, балконы и т д. Их также устанавливают на линии таких потребителей, как стиральные машины, бойлеры, посудомоечные машины, теплые полы, и т.п.

УЗО номиналом 30 мА применяются в жилых помещениях и устанавливаются на обычные розеточные группы и сеть освещения.

В качестве противопожарной защиты используются УЗО на номинал 100 мА, 300 мА и 500 мА. Их задача – не допустить возникновения пожара в случае пробоя изоляции в проводах. Такие устройства устанавливаются сразу после введения машины. Использовать УЗО с таким дифференциальным током для отводящей линии нельзя, так как ток в 100 мА смертелен для человека.

4) Номинальное напряжение

Еще одной важной характеристикой УЗО является номинальное напряжение. Для однофазных блоков значение составляет 230 вольт, для трехфазных 400 вольт. Значения указаны для напряжения переменного тока.

Почему это одна из важных характеристик? Дело в том, что устройства защитного отключения электронного типа очень чувствительны к колебаниям напряжения. Основным рабочим органом таких устройств является электронная плата, для питания которой берется напряжение из сети.

Следовательно, если напряжение в сети не соответствует паспортным данным УЗО, работоспособность может оставлять желать лучшего.

5) Номинальный условный ток короткого замыкания Inc

Одной из характеристик, по которой можно определить качество работы устройства, является условный номинальный ток короткого замыкания УЗО. Обозначается Inc и указывается на передней панели.

Что показывает этот параметр? В сети постоянно происходят повреждения, что приводит к возникновению токов короткого замыкания и перегрузок.

Хотя УЗО устанавливается совместно с автоматическими выключателями, это не препятствует протеканию через него перегрузки по току. Как бы быстро автомат не отключил поврежденную деталь, через УЗО в течение определенного периода проходит ток короткого замыкания (КЗ).

Параметр Inc показывает устойчивость к токам короткого замыкания, то есть величину тока, которую УЗО может пропустить через себя без потери работоспособности.

Значения по умолчанию для условного тока короткого замыкания Inc следующие: 3000 А, 4500 А, 6000 А, 10000 А. Чем больше этот параметр, тем лучше.

6) Номинальная включающая и отключающая способность Im

Эта характеристика аналогична предыдущему параметру, но в отличие от тока короткого замыкания, который устраняется при использовании автоматического выключателя, этот показатель отключается самим УЗО.

Это значение эффективного тока, который устройство защитного отключения способно включить, пропустить через себя за время размыкания и отключить, а дифференциальный ток вызывает срабатывание УЗО без ущерба для производительности.

Я бы охарактеризовал этот параметр как показатель нагрузочной способности контактной группы. НЕ путайте ток срабатывания и выходной ток (Iм) с номинальным током УЗО — это разные показатели!

В соответствии с нормативными требованиями ГОСТ Р 51326.1-99 пункт 5.3.8 минимальное значение тока отключения и включения должно быть в 10 раз больше номинального тока выключателя защиты от замыканий на землю или равно 500 Ампер (Im=10*In или 500 А).

Для качественных марок этот показатель может составлять 1000 А, 1500 А и даже 3000 А.

7) Номинальная дифференциальная включающая и отключающая способность IΔm

Этот параметр показывает способность УЗО включаться, пропускать через себя за время выключения и выключать дифференциальный ток короткого замыкания без нарушения его работоспособности.

Для примера представим ситуацию, когда внутри электроприбора произошло повреждение, прорвало фазу на корпус и произошла утечка. Причем утечка довольно большая, скажем 300 А и соответствует току короткого замыкания.

Токовые контакты УЗО рассчитаны на размыкание тока такой величины без риска потери работоспособности. Это относится и к ситуации, когда выключатель замыкания на землю включается на поврежденный участок с такой утечкой.

В соответствии с нормативными требованиями п. 5.3.9 ГОСТ Р 51326.1-99 минимальное значение дифференциального тока отключения и включения должно быть в 10 раз больше номинального тока выключателя защиты от замыканий на землю или равно 500 Ампер (IΔm=10*In или 500 А).

В самом деле, величина номинальной производственной мощности и дифференциальной производственной мощности равны между собой Im = IΔm .

Номинальный неотключающий дифференциальный ток IΔn0

Продолжаем рассматривать основные характеристики УЗО, и очень важна следующая (некоторые новички о ней даже не слышали).

Это значение дифференциального тока, которое при данных условиях эксплуатации не приводит к срабатыванию УЗО. Согласно указанному ГОСТ Р 51326.1-99 п.5.3.4 значение номинального некоммутационного остаточного тока является нормативным и соответствует 0,5 уставки номинального тока утечки (IΔn0 = 0,5 IΔn).

Что характеризует этот параметр? И этот параметр характеризует порог срабатывания устройства. Например, если ток утечки через УЗО меньше, чем «непереключающий дифференциальный ток IΔn0», УЗО не сработает. УЗО срабатывает только при прохождении через него тока утечки в диапазоне от номинального дифференциального тока несрабатывания (I∆n0) до номинального дифференциального тока отключения (I∆n) .

Естественно, если утечка больше номинального остаточного тока (IΔn), автоматический выключатель замыкания на землю также сработает.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что если в вашем доме установлено УЗО с дифференциальным током 10 мА, то оно будет работать только при утечке от 5 мА и выше. УЗО с номиналом 30 мА сработает при утечке 15 мА и выше.

9) Время отключения УЗО

Интервал времени между моментом внезапного возникновения тока утечки (отключающего дифференциального тока), срабатыванием механизма отключения, размыканием контактов и гашением дуги между ними. Время срабатывания часто называют временем срабатывания автоматического выключателя защиты от замыканий на землю.

Согласно ГОСТ Р 51326.1-99 пункт 5.3.12 для автоматических выключателей переменного тока время срабатывания не должно превышать 30 мс при номинальном токе утечки.

10) Тип УЗО

Эта характеристика показывает, как устройство будет реагировать на токи утечки с составляющими постоянного тока и пульсирующего тока.

Тип УЗО можно узнать по маркировке, нанесенной на лицевую панель. Обозначается буквами и символами (или просто символом). Есть тип AC, A, B, S, G. Наиболее распространены из них первые два типа, они чаще всего используются в быту. Кстати, я уже публиковал статью о разнице между УЗО типа А и переменного тока .

Например, УЗО переменного тока реагирует только на синусоидальный переменный ток. На лицевой панели таких устройств можно увидеть значок в виде синусоиды.

Устройство защитного отключения типа А будет работать как от синусоидального переменного тока, так и от пульсирующего постоянного тока утечки.

Кстати, учитывая широкое распространение электронной техники (компьютеры, телевизоры, старые станки), для бытового применения рекомендуется использовать автоматические выключатели защиты от замыканий на землю типа А.

11) Схема подключения питания

Почти все производители на передней панели показывают схему подключения с обозначением клемм для подключения проводов. Таким образом, нейтральный проводник должен быть подключен к клемме с обозначением нейтрали «N». Клемма для подключения фазного провода имеет обозначение «1» — «2» (можно без обозначений).

Меня часто спрашивают, куда подключать питание к УЗО сверху или снизу? К выключателю замыкания на землю электромеханического типа ток может подаваться как на верхние выводы, так и на нижние. У качественных производителей для этих целей есть даже специальные разъемы для кулачковой рейки на нижних выводах.

Для УЗО электронного типа питание подается ТОЛЬКО НА ВЕРХНИЕ КЛЕММЫ. Это также должно быть указано в руководстве пользователя.

Ввиду того, что многие пользователи не могут точно определить, какой тип УЗО перед ним электронный или электромеханический, РЕКОМЕНДУЮ всегда подключать питание на верхние выводы.

Вот собственно и все дорогие друзья, мы рассмотрели основные технические характеристики УЗО, ознакомившись с которыми вы сможете сделать правильный выбор в сторону того или иного необходимого вам устройства.

Обращаю внимание, что характеристики именно самые важные и не совсем все, многие из не упомянутых я оставил, иначе статья получилась бы очень объемной. За кадром остались, например, номинальная частота, механическая и электрическая износостойкость, рабочая температура, степень защиты (IP), выдержка времени, согласование изоляции и т д. Но это уже другая история.

Связь между дифференциальным и током утечки

Когда в цепи возникает утечка тока, он поступает на элементы, имеющие токопроводящий материал (металлические корпуса приборов, трубы отопления и т д.), с токоведущих частей (электрических цепей, проводов). Под этими протечками нет закороченных участков. А потому фактов нарушения работоспособности схемы (явных повреждений) нет).

Поскольку дифференциальный ток, если выразить его математически, представляет собой разность (в векторном выражении) между током на выходе источника и током после нагрузки, то ясно, что он практически идентичен току утечки.

Но если последний действительно существует при нарушении, например, изоляции, повышенной влажности среды, через которую он может проходить, или чего-то еще, то дифференциальный ток появляется при его соединении с землей.

Отключающий и неотключающий дифференциальные токи

Под рабочим током (или током отключения) понимается такой дифференциальный ток, протекание которого приводит к отключению ВДТ в случае утечки в цепи.

Ток, протекание которого допускается в цепи устройства защитного отключения (УЗО) и не срабатывает, называется дифференциальным неотключающим током.

В нагруженной цепи, где работают устройства импульсного типа: выпрямители, дискретные цифровые устройства управления питанием — все это современные бытовые приборы, есть дифференциальные фоновые токи.

Но такие токи не являются токами замыкания, и электрическая цепь в этом случае не может быть отключена. Поэтому порог УЗО выбирается не для реагирования на значение рабочего фона, а для отключения тока утечки, превышающего это значение.

УЗО или дифференциальный автомат

Для защиты цепи от замыканий на землю при больших токах были разработаны специальные автоматические выключатели. Схема устройства постоянно проверяет контролируемую цепь на наличие утечек.

Как только сумма векторных значений линейных токов станет больше нуля и будет пройден предел чувствительности прибора, он немедленно отключит цепь. Такие системы устанавливаются как в однофазных, так и в трехфазных линиях.

Характеристики дифференциальных выключателей

Различные модификации защитных устройств отличаются друг от друга:

• особенности дизайна;
• тип утечки тока;
• параметры чувствительности;
• спектакль.

В зависимости от конструктивных особенностей бывают:

• Устройства ВДТ (дифференциальный выключатель), где нет защиты от больших токов. Они реагируют на токи утечки, но для защиты их цепи необходимо последовательно включать предохранители.
• АВДТ, где предусмотрен выключатель автоматического типа. Это универсальные устройства с двойной функцией – для защиты от коротких замыканий и перегрузок, а также для контроля утечек.
• Блок БДТ с возможностью подключения автоматического триггера в точке подключения. Устройство, предназначенное для совместной установки с автоматическим выключателем. Конструкция была подготовлена ​​таким образом, что допускает только однократное подключение к машине.

В зависимости от формы токов утечки разработаны группы устройств защиты следующих модификаций:

• AC – устройства, работающие на синусоидальном переменном токе. Они не реагируют на дифференциальные импульсные токи, возникающие в момент включения, например, люминесцентных ламп, рентгеновских аппаратов, устройств обработки информационных сигналов, тиристорных преобразователей.
• А — устройства для защиты от постоянного пульсирующего и переменного тока. Не распознавать пиковые значения утечки пульсирующих дифференциальных токов. Работают в схемах электронных выпрямителей, фазоимпульсных регуляторах преобразования. Предотвратить утечку на землю пульсирующего электричества, имеющего постоянную составляющую напряжения.
• Б — системы, работающие с переменными, постоянными и пульсирующими токами утечки.

По чувствительности дифференциальный выключатель бывает следующих видов:

• Системы имеют низкую чувствительность, которая отключает цепь при непрямом прикосновении.
• Системы с высокой чувствительностью. Защитить, если есть прямой контакт с менеджером.
• Огненное действие.

За время работы устройства:

• Немедленное действие.
• Быстродействующий.
• Для общих целей.
• Отсроченный — селективный тип.

Устройства токовой защиты дифференциального селективного устройства способны отключить только ту часть оборудования, где произошел обрыв.

Как работает выключатель дифференциального тока

УЗО состоит из сердечника в виде кольца и двух обмоток. Эти обмотки совершенно одинаковые, то есть выполнены проводом одного сечения и количество витков идентично. Ток протекает через одну обмотку в направлении входа нагрузки, затем возвращается через нагрузку к другой обмотке. Так как через каждую нагрузку проходит номинальный ток, то суммарные токи на входе и выходе должны, по Кирхгофу, быть равными.

В результате токи создают в обмотках одинаковые магнитные потоки, направленные в противоположные стороны. Эти токи компенсируют друг друга, и система остается неподвижной. Если же появился только ток утечки, магнитные поля будут другими, сработает реле дифференциального тока, что приведет к размыканию электрических контактов. Электрическая линия будет полностью обесточена.

Нумерация выводов

Сразу стоит запомнить:

1) Каждый вывод на такой схеме имеет свой номер.

2) Выводы всех интегральных схем, произведенных в этих корпусах, пронумерованы одинаково — начните с первого вывода и двигайтесь вниз, затем переходите к другой стороне схемы и двигайтесь вверх.

3) Нам нужно знать, как найти первый выход (стадию) — здесь все очень просто. Мы всегда смотрим на такую ​​систему сверху (ножки смотрят вниз). Так на одной стороне тела находим бороздку или бугорок. Штифт слева от этой метки имеет номер 1.

Универсальный способ нумерации выводов интегральной схемы

Как и в биполярных транзисторах, в одном корпусе может быть несколько электронных компонентов. Поэтому всегда нужно проверять маркировку: в этом случае наименование товара будет просто напечатано на корпусе. Конечно, на корпусе могут быть какие-то дополнительные знаки, но основной должен совпадать — «311”.

Функции выводов LM311

Пришло время узнать о функциях выводов. Обычно в такой ситуации смотрим информацию в каталоге — вводим в поисковике Google «LM311 datasheet» и читаем найденный PDF файл, подготовленный производителем. Но в этот раз для простоты мы собрали здесь самую важную информацию.

Символическое изображение внутренней части схемы LM311

Как показано на рисунке выше, функции отдельных выходов следующие:

1. эмиттер выходного транзистора (обычно присоединяется к земле цепи),
2. неинвертирующий вход (+),
3. инвертирующий вход (-),
4. отрицательный полюс источника питания (земля цепи),
5. баланс,
6. баланс/блокировка,
7. коллектор выходного транзистора,
8. положительный полюс источника питания.

Правильное подключение контактов 5 и 6 позволяет вручную отрегулировать смещение напряжения и снизить его практически до нуля. Это сложная тема, но теперь вам не о чем беспокоиться. Кроме того, пин 6 позволяет отключать цепь, но сейчас эта функция нам не нужна.

Символ компаратора и транзистора «внутри схемы» на рисунке служит только для удобства, чтобы помочь вам быстро понять, что представляет собой схема и как она работает. На самом деле внутренняя часть этой схемы намного сложнее.

Выход LM311 имеет тип OC (открытый коллектор), что означает наличие в схеме транзистора, который в зависимости от выхода схемы либо закрывается, либо насыщается. Коллектор этого транзистора подключен к выводу 7 и, следовательно, является выходом нашего компаратора. Более подробную информацию об этом вы найдете в конце этой статьи. Теперь пришло время начать практиковать!

Читайте также: Защитное заземление: назначение, принцип действия, схема, монтаж

Компаратор LM311 на практике

Пришло время запустить компаратор и проверить работу на практике. Мы построим схему, которая позволит нам точно наблюдать, что происходит, когда изменяется разница напряжений между двумя входами компаратора. Для выполнения упражнения вам потребуются следующие предметы:

• 1 х LM311,
• Сопротивление 4 × 10 кОм ,
• Сопротивление 1×330 Ом ,
• Потенциометр 1 × 5 кОм,
• Конденсатор 1×100 нФ,
• 1 × конденсатор 220 мкФ,
• 1 × светодиод (выберите свой любимый цвет),
• Батарея 4 × АА,
• 1 × корзина для 4 батареек АА,
• 1 × поднос для хлеба,
• Комплект соединительных кабелей.

Эти элементы должны быть соединены согласно приведенной ниже схеме. Если вы все поняли, то можете попробовать собрать эту схему на плате самостоятельно. Только помните правильную полярность светодиода и электролитического конденсатора. Также обратите внимание на нумерацию выводов (ножек) LM311. Если вы не хотите рисковать или не знаете, как монтировать такую ​​схему на плату, следуйте приведенным ниже инструкциям, в которых пошагово описан весь процесс сборки.

Обратите внимание на углубление в корпусе компаратора — сравните элемент с изображением выше, чтобы найти правильные выводы схемы.

Схема первой схемы с компаратором LM311

Шаг 1. Начните с размещения компаратора в центре макетной платы — углубление в центре платы должно пройти под схему. Если сомневаетесь, вспомните, как устроена макетная плата — иное расположение схемы могло привести к замыканию контактов.

Примеры неправильного и правильного размещения интегральных схем на макетной плате

При размещении схемы на плате обратите внимание на расположение метки (или точки) на упаковке, позволяющей найти первый вывод схемы.

Шаг 2. Добавьте два конденсатора фильтра источника питания (C1 и C2 на схеме).

Шаг 1: Поместите на противень для хлеба	Шаг 2: Конденсаторы фильтра питания

Шаг 3: берем два резистора по 10 кОм (в цепи R3 и R4), делаем делитель напряжения, центр которого совмещаем с инвертирующим входом компаратора (вывод 3).

Шаг 4. Подключить питание к восьмому выводу (выходу) компаратора. Кроме того, подключите к плате светодиод с сопротивлением (LED1 и R5 на схеме).

Шаг 3: делители напряжения	Шаг 4: Ток ИС, светодиод и резистор

Шаг 5. С помощью следующих резисторов на 10 кОм (R1 и R2 на схеме) и потенциометра на 5 кОм (Р1) создаем делитель напряжения, который подключаем к неинвертирующему входу компаратора LM311.

Шаг 6. Добавьте недостающие соединения, т.е подключите контакты 1 и 4 к заземлению цепи. Вам также необходимо подключить положительные провода на макетной плате для передачи напряжения с одной стороны платы на другую.

Шаг 5: Другие натяжные детали	Шаг 6: последние штрихи

На практике схема может выглядеть так, как показано на рисунке ниже. Намотка проводов только для того, чтобы сделать сборку более понятной. На практике вся схема может выглядеть более хаотично — это вполне нормальный вид для монтажа на макетной плате.

Соединение с помощью спиральных кабелей	Подключение без обмоточных проводов

Как работает вышеуказанная схема?

На макетной плате есть делитель напряжения (R3 и R4), благодаря которому напряжение на инвертирующем входе LM311 составляет около 3 В. Аналогичный делитель подключен к инвертирующему входу, но есть потенциометр, влияющий на сопротивление всего раздела, что позволяет вручную настроить подключение в небольшом диапазоне (от ~2,4В до ~3,6В).

Благодаря этому мы можем наблюдать, как ведет себя LM311 при разных напряжениях на неинвертирующем входе.

Включаем питание и наблюдаем за диодом, медленно поворачивая потенциометр. При низком уровне светодиод должен гореть, при высоком — нет.

Низкий уровень выходного сигнала — горит светодиод	Выход высокий — светодиод не горит

В случае, когда потенциометр повернут в крайнее положение, на неинвертирующем входе будет около 2,4 В, что на инвертирующем входе меньше 3 В. Компаратор сравнивает напряжение на обоих входах. Итак, вспомним фрагмент из предыдущего описания:

• Если напряжение на неинвертирующем входе меньше напряжения на инвертирующем, то выходное напряжение близко к отрицательному полюсу тока (например, к земле, 0 В).

Таким образом, в данной ситуации на выходе компаратора появляется потенциал, близкий к 0 В. Если упростить, то это масса, т.е. «минус от аккумулятора». Следовательно, диод, подключенный к выходу компаратора, включается, потому что он соединен анодом (через резистор) с положительной шиной тока, поэтому при появлении «минуса» на катоде с выхода компаратора ток будет поток и диод сгорит.

После поворота потенциометра в другую сторону неинвертирующий вход будет иметь более высокое напряжение, поэтому на выходе компаратора мы получим напряжения, близкие к шине положительного тока. Проще говоря, он становится «батарейным плюсом». В этой ситуации светодиод будет подключен к плюсу «с обеих сторон» (анод через резистор батареи, а катод к компаратору) и поэтому светиться не будет.

Неожиданные сбои

Однако есть положение (около половины оборота потенциометра), когда светодиод горит тускло или быстро мигает. В этом положении схема может быть чувствительна даже к приближению руки.

Откуда берутся помехи?

Компаратор на самом деле называется дифференциальным усилителем напряжения. Коэффициент усиления LM311 достигает 200 В/мВ, что означает, что дифференциальное напряжение 1 мВ на входах усиливается до 200 В на выходе. Но успокойтесь: такого высокого напряжения на выходе этой схемы нет — это только пропорциональные расчеты.

В данном случае схема питается от 6В, поэтому (теоретически) дифференциального напряжения 30мкВ достаточно, чтобы полностью включить эту схему.

Что, если нам удастся установить, скажем, дифференциальное напряжение в десять микровольт? Это очень сложно, но возможно — медленно поворачивая потенциометр, мы однажды найдем такую ​​настройку. Затем схема делает то, что может, то есть усиливает, но не может полностью заменить диод.

Дифференциальное напряжение слишком мало, чтобы определить, является ли оно положительным или отрицательным. Тогда можно сказать, что мы находимся в переходной зоне компаратора.

Где применимо устройство защитное дифференциального тока

В современном строительстве и электрооборудовании районов, а также при реконструкции все чаще применяются устройства, отключающие дифференциальный ток. Это обосновывается повышением безопасности эксплуатации электрических сетей, а также снижением повреждаемости. УЗО используются в:

• общественные здания: учебные заведения, здания культуры, больницы, гостиничные комплексы, спортивные сооружения;
• здания индивидуальных жилых и многоквартирных домов: жилые дома, коттеджи, общежития, хозяйственные постройки;
• торговые помещения, особенно выполненные на основе металлоконструкций;
• административные здания;
• промышленные компании.

Варианты схем подключения УЗО

Дифференциальная токовая защита изготавливается на разное количество контролируемых фаз. Различают однофазные, двухфазные и трехфазные дифференциальные автоматические выключатели.

Если линия однофазная и к ней надо подключить УЗО и одиночный автоматический выключатель, то принципиальной разницы, что ставить на первое место, нет. Все эти устройства расположены на входе в контур.

Просто практичнее сначала поставить автомат на фазу, а дифференциальный выключатель уже после. Так как нагрузка тогда подключается к обоим контактам УЗО, вместо фазы — к автомату, а вместо нуля — к защитному устройству.

Если магистраль делится на несколько линий с нагрузками, сначала устанавливается УЗО, а затем на каждую линию устанавливается свой автоматический выключатель. Важно, чтобы номинальный ток, который может пропустить УЗО, был больше тока отключения автомата, иначе защитить само устройство не получится.