Для чего нужен дифференциальный автомат: виды выключателей нагрузки и для чего нужен ДИФ типа А? Назначение, номиналы и характеристики устройства

Содержание

Зачем нужен дифавтомат: применение, полезные функции

Дифавтомат, или дифференциальный автомат, является устройством защиты, применяемым в электрических сетях. Зачем нужны такие приборы, если существуют обычные автоматические выключатели и УЗО? Они защищают человека от поражения электрическим током и одновременно обеспечивают безопасность при эксплуатации электроприборов, не допуская возгорания проводов, которое может привести к разрушительным пожарам.

Защитные устройства

Самым распространенным устройством защиты на сегодняшний день являются автоматические выключатели (автоматы). Они призваны отключить подачу тока в цепи, если его значение превышает номинал автомата.

Характеристики этого прибора должны соответствовать характеристикам защищаемой цепи. При возникновении в ней сверхтоков (в случае короткого замыкания, или в случае подключения нагрузки, превышающей допустимые параметры) автомат отключает подачу электричества.

Автоматический выключатель устанавливается в разрыве фазного провода внутри распределительного щита. В опасной ситуации он срабатывает, отключая фазу.

В сетях, где возможна утечка электроэнергии, например во влажных помещениях, будет оправдано применение второго вида защитных устройств – дифференциального реле, или УЗО (устройства защитного отключения).

Такие устройства отключают подачу электричества, если будет обнаружена утечка тока в цепи.

Утечка может произойти при повреждении изоляции кабеля или пробое на корпус электроприбора.

Возможна также ситуация, когда изоляция проводов, подвергшихся воздействию влажности (особенно в местах соединений), начинает проводить ток.

В случае прикосновения человека к такому неисправному проводу или прибору, дифреле практически мгновенно отключит подачу тока. Устройство защитного отключения устанавливается на фазный и нулевой проводник. Оно выключается при возникновении разницы между токами в обоих проводниках. При срабатывании УЗО отключает оба проводника.

Два в одном

Чтобы обеспечить максимальный уровень безопасности, необходимо предусмотреть аварийное отключение и при коротком замыкании, и при повышенной нагрузке, и при возникновении утечки тока.

До недавнего времени эти задачи выполнялись только путем установки одновременно и автоматических выключателей и дифференциальных реле. Устанавливались они один за другим, относительно направления тока, и выполняли последовательно каждый свою функцию.

С появлением дифавтомата – прибора нового поколения защитных устройств, необходимость ставить в распределительный ящик автоматического выключателя и УЗО исчезла.

Назначение дифференциального автомата – защита сетей при всех перечисленных выше неисправностях. Чтобы уяснить, для чего же нужен дифавтомат, достаточно знать, что этот прибор является как бы объединением автоматического выключателя и устройства защитного отключения, и способен выполнять функции обоих одновременно.

Внешний вид

Внешне дифференциальный автомат представляет собой устройство из пластмассы, обладающей высокой стойкостью к возгоранию и оплавлению. В конструкцию включен рычажок, задачей которого является принудительное включение и выключение прибора.

Для проверки работоспособности и правильности монтажа, на корпусе присутствует кнопка «ТЕСТ», в некоторых вариантах исполнения она обозначается буквой «Т».

Для подключения дифференциальный автомат имеет клеммы с винтовыми зажимами. У однофазного устройства их четыре, у трехфазного – восемь. Нулевая и фазные клеммы обозначены соответствующими буквами. Менять их местами при подключении недопустимо.

Крепится дифавтомат на стандартную 35-миллиметровую DIN-рейку, для чего, как и во всех современных устройствах защиты, предусмотрен кронштейн со специальной защелкой.

Использование дифавтомата, в значительной мере оправдано в распределительных щитах больших электроустановок, когда является актуальной экономия места в щите.

Дифференциальный автомат намного компактнее, чем автоматический выключатель и дифференциальное реле вместе взятые.

Если учесть еще и количество проводов, которыми необходимо будет соединить эти два устройства, преимущество применения дифавтомата в компоновке распределительного ящика становится очевидным.

Характеристики

При выборе дифавтомата учитывается фазность и напряжение сети. Как правило, для однофазной сети оно составит 220 В, для трехфазной – 380 В.

Следует учесть, что при монтаже однофазный дифавтомат займет место для 2-4 модулей, а трехфазный – 6-7 модулей.

В зависимости от характеристик электропроводки, определяются параметры устройства, при которых будет обеспечена его корректная работа.

Основными параметрами дифференциального автомата являются:

класс (обозначается буквой латинского алфавита и зависит от характеристик деталей, из которых изготовлено устройство), для бытовых нужд достаточно применение класса С;
номинальный ток – цифры, указывающие значение тока, при котором допустимо использование дифавтомата, и, одновременно, максимальное значение, при превышении которого, автомат отключится. Указываются после буквы, обозначающей класс;
значение тока утечки, при котором отключается устройство. Указывается в миллиамперах цифрами после символа IΔn. В жилых и хозяйственных помещениях используют дифавтоматы с дифференциальным током 30 mA.

На корпусе дифавтомата может стоять торговый знак производителя, а также отображаться внутренняя схема устройства.

Особенности монтажа

Монтаж и подключение дифавтомата производится в соответствии со схемой электропроводки в помещении.

При подключении необходимо учесть некоторые нюансы, несоблюдение которых может привести к некорректной работе прибора и небезопасности всей электроустановки в целом.

В верхней части устройства находятся вводные клеммы. Фазу и нуль обязательно нужно подавать на них, иначе будет отсутствовать питание дифавтомата и работать он не сможет. Нагрузка подключается к нижним клеммам устройства. Менять этот порядок недопустимо.

Нагрузка или вся группа подключается именно к выводным клеммам дифавтомата. Если, к примеру, нулевой контакт подключить от общей шины, минуя прибор, то дифавтомат будет всегда выключаться при включении нагрузки, так как будет происходить утечка тока по нулевой шине.

Нулевой провод группы недопустимо соединять с заземляющим проводником, иначе дифавтомат зафиксирует нагрузку и отключится.

Допускается заземлять корпус нагрузки-электроприбора, если конструктивно он не связан с нулевым контактом. В этом случае отключение дифавтомата произойдет при пробое на корпус еще до касания его человеком.

Если в электроустановке присутствует несколько групп, цепей, защищаемых дифавтоматами, не следует объединять их нулевые проводники. Не следует подключать нулевой и фазный проводник к разным дифавтоматам.

В упрощенном виде правила подключения дифавтомата можно выразить тремя фразами. Сколько проводников вошло в устройство, столько их должно и выйти. Подключать к ним можно нагрузку только в пределах одной группы

При правильном выборе параметров дифавтомата и соблюдении требований схемы электропроводки, будет гарантирована безопасность эксплуатации защищаемой электросети, и, как следствие этого, станет безопасным использование электроприборов и оборудования, а срок их эксплуатации до выработки ресурса, существенно увеличится.

Что такое дифавтомат и для чего его применяют?

Рассмотрение конструкции, принципа действия и области применения дифференциального автомата.

Дифференциальный автомат — это низковольтный комбинированный электрический аппарат, совмещающий в одном корпусе функции двух защитных устройств — УЗО и автоматического выключателя. Благодаря этому данное изделие является достаточно популярным и широко применяется как в бытовых условиях, так и на производстве. В этой статье мы рассмотрим устройство, назначение и принцип работы дифавтомата. Содержание:

Назначение

Рассмотрим вкратце для чего нужен дифавтомат. Внешний вид его изображен на фото:

Во-первых, данный электрический аппарат служит для защиты участка электрической сети от повреждения из-за протекания по нему сверхтоков, которые возникают при перегрузке или коротком замыкании (функция автоматического выключателя). Во-вторых, дифференциальный автомат предотвращает возникновение пожара и поражение людей электрическим током в результате возникновения утечки электричества через поврежденную изоляцию кабеля линии электропроводки или неисправного бытового электроприбора (функция устройства защитного отключения).

Устройство и принцип действия

Для начала приведем обозначение на схеме по ГОСТ, по которому наглядно видно, из чего состоит дифавтомат:

На обозначении видно, что основными элементами конструкции дифавтомата является дифференциальный трансформатор (1), электромагнитный (2) и тепловой (3) расцепители. Ниже кратко охарактеризуем каждый из приведенных элементов.

Дифференциальный трансформатор имеет несколько обмоток, в зависимости от количества полюсов устройства. Данный элемент осуществляет сравнение токов нагрузки по проводникам и в случае их несимметричности на выходе вторичной обмотки данного трансформатора появляется так называемый ток утечки. Он поступает на пусковой орган, который без выдержки времени осуществляет расцепление силовых контактов автомата.

Также следует упомянуть о кнопке проверки работоспособности защитного аппарата «TEST». Данная кнопка подключается последовательно с сопротивлением, которое включается или отдельной обмоткой на трансформатор либо параллельно одной из имеющихся. При нажатии на данную кнопку сопротивление создает искусственный небаланс токов – возникает дифференциальный ток и дифавтомат должен сработать, что свидетельствует о его исправном состоянии.

Электромагнитный расцепитель представляет собой электромагнит с сердечником, который воздействует на механизм отключения. Данный электромагнит срабатывает в случае достижения тока нагрузки порога срабатывания — обычно это случается при возникновении короткого замыкания. Данный расцепитель срабатывает мгновенно, за доли секунд.

Тепловой расцепитель осуществляет защиту электрической сети от перегрузки. Конструктивно представляет собой биметаллическую пластину, которая деформируется при протекании через нее тока нагрузки, превышающего номинальный для данного аппарата. При достижении определенного положения биметаллическая пластина воздействует на механизм отключения дифавтомата. Срабатывание теплового расцепителя происходит не сразу, а с выдержкой времени. Время срабатывания прямо пропорционально величине тока нагрузки, протекающего по дифференциального автомату, а также зависит от температуры окружающей среды.

На корпусе указывается порог срабатывания дифференциального трансформатора — ток утечки в мА, номинальный ток теплового расцепителя (при котором работает неограниченное время) в А. Пример маркировки на корпусе — С16 А / 30 мА. В данном случае маркировка “С” перед значением номинала показывает кратность срабатывания электромагнитного расцепителя (класс аппарата). Буква “С” указывает, что электромагнитный расцепитель сработает при превышении номинала 16А в 5-10 раз.

На видео ниже подробно рассказывается, как работает и из чего состоит дифавтомат:

Область применения

Для чего применяют дифференциальный автомат, если существует два отдельных защитных аппарата (УЗО и автомат), каждый из которого выполняет свою функцию?

Основное преимущество дифавтомата — компактность. Он занимает меньше места на DIN-рейке в электрическом распределительном щитке, чем в случае установки двух отдельных аппаратов. Эта особенность особенно актуальная при необходимости установки в распределительном щитке нескольких устройств защитного отключения и автоматических выключателей. В данном случае посредством установки дифавтоматов можно значительно сэкономить место в распределительном щитке и соответственно уменьшить его размер.

Дифференциальный автомат широко применяется для защиты электропроводок практически повсеместно, как в быту, так и в помещениях другого назначения (в различных учреждениях, на предприятиях).

Дифавтомат ничем не уступает аналогичным по характеристикам УЗО и автоматическому выключателю, поэтому каких-либо ограничений в его применении нет. Данный защитный аппарат можно устанавливать, как на вводе (в качестве резервирующего), так и на отходящих линиях электропроводки для обеспечения пожаробезопасности, безопасности людей в отношения поражения электричеством, а также для защиты от сверхтоков.

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип работы дифавтомата. Надеемся, предоставленная информация была для вас полезной и интересной!

Наверняка вы не знаете:

Схема подключения дифференциального автомата
Как найти короткое замыкание в сети
Что такое УЗО в электрике

Нравится

Что такое дифавтомат и для чего его применяют?

0)Не нравится

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

Дифавтомат: устройство, принцип работы, назначение

Назначение

Рассмотрим вкратце для чего нужен дифавтомат. Внешний вид его изображен на фото:

Устройство и принцип действия

Для начала приведем обозначение на схеме по ГОСТ, по которому наглядно видно, из чего состоит дифавтомат:

На видео ниже подробно рассказывается, как работает и из чего состоит дифавтомат:

Область применения

Наверняка вы не знаете:

для чего нужен, схема подключения (в том числе в однофазной сети)

Как подключить дифавтомат по схеме и зачем это нужно

Развитие технологии защиты в электрических сетях различного назначения привело к появлению удобного и практичного устройства — дифференциального автоматического выключателя тока. Статус практичного прибора дифавтомат заслуживает благодаря объединению нескольких защитных функций. В отличие от устройств узкого профиля, использующихся для осуществления защиты от конкретных явлений в электрической сети, дифавтоматы обеспечивают комплексную защитную технологию. Принцип действия и условия работы защиты описаны далее.

Для чего нужен дифавтомат в электропроводке

Прежде всего, дифавтомат — это защитное устройство. Как и обычный автоматический выключатель, дифавтомат защищает участок цепи, на котором он установлен, от перегруза и короткого замыкания. При возникновении таких явлений в цепи, дифавтомат отключит участок, находящийся под его защитой аналогично обычному автоматическому выключателю.

Дополнительно дифавтомат оснащён функцией защиты человека от поражения электрическим током при случайном прикосновении человека к токоведущим частям. В этом смысле дифавтомат выполняет функцию УЗО.

Такое сочетание необходимых видов защит делает дифавтомат востребованным в процессе монтажа и эксплуатации электрических сетей различного назначения.

Универсальность этого устройства подтверждается его размерами, которые особо не увеличились при объединении функций двух других устройств. Дифавтомат устанавливается на дин-рейку аналогично другим приборам.

Объединение функций УЗО и автоматического выключателя

Сохранность и работоспособность электрической сети во многом зависит от используемых устройств защиты. Но самой большой ценностью во все времена остаётся человеческая жизнь. Защита людей, обслуживающих и эксплуатирующих электрические сети, всегда должна оставаться в приоритете. В этом смысле дифавтомат является оптимальным решением в оборудовании защищаемой электросети.

При несомненных практических преимуществах, дифавтоматы ещё и несколько экономичнее, чем отдельная установка УЗО и автоматического выключателя.

Об особенностях подключения перекрёстного выключателя можно прочитать в данном материале: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/perekryostnyj-vyklyuchatel-dlya-chego-nuzhen-i-kak-ego-podklyuchit.html

Принцип работы и методы срабатывания

Принцип работы дифавтомата также объединяет принципы работы автоматического выключателя и УЗО. Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки в сети дифавтомат оснащён электромагнитным и тепловым расцепителями, а для защиты от тока утечки — дифференциальным трансформатором и отключающей катушкой.

В случае попадания человека под действие тока на участке цепи, защищаемом дифавтоматом, сработает отключение от появления тока утечки. В дифференциальном трансформаторе нарушиться баланс магнитных потоков и отключающая катушка на это отреагирует мгновенно.

Принцип срабатывания отключающей катушки дифавтомата

Возникновение тока утечки

В случае же перегруза электрической цепи работу по отключению выполнит тепловой расцепитель, конструктивно и номинально не отличающийся от тепловых расцепителей обычных автоматических выключателей. А при возникновении в цепи тока короткого замыкания, свою работу выполнит магнитный расцепитель, который также не отличается от магнитных расцепителей автоматических выключателей.

Конструктивная схема расположения исполнительных механизмов

Расположение магнитного и теплового расцепителей

В зависимости от схемы монтажа дифавтоматов, различают селективный и неселективный методы срабатывания.

Селективность — это избирательность в процессе защиты. При возникновении аварии селективная защита должна отключить минимальное количество потребителей, находящихся на защищаемом участке.
В качестве примера: при возникновении неисправности в бытовом электроприборе, предохранитель должен сработать в самом приборе, а не в распределительном щите всего здания.

Селективная схема предусматривает использование дифавтомата с обозначением S на передней панели, что собственно и обозначает «селективный».

Селективная схема монтажа реализовывается за счёт установки одного дифавтомата (селективного) на вводе (центральный распределительный щит, электрощит на лестничной клетке и т. п.) и нескольких неселективных дифавтоматов в отходящей цепи. По одному на каждый участок.

Вводной дифавтомат и три отходящих участка цепи

Такая схема монтажа предпочтительнее из-за того, что при возникновении аварии на любом из трёх защищаемых участков, отключение выполнит неселективный дифавтомат, а основной останется включённым. Такой способ срабатывания обеспечивает существенное снижение риска отключения всех потребителей одновременно.

Неселективная схема монтажа реализована аналогично предыдущей, но с существенным отличием. Вводной дифавтомат не селективного исполнения, а такого же, как и отходящие дифавтоматы. В случае возникновения аварии на любом из участков цепи отключится дифавтомат, защищающий этот участок, а также вводной дифавтомат, что, в свою очередь, приведёт к отключению всех групп потребителей.

Функционально неселективная схема выполняет защиту правильно, но в плане эксплуатации она непрактична.

Монтаж селективной схемы защиты более предпочтителен.

Об обозначении розеток и выключателей на строительных чертежах и электрических схемах можно прочитать здесь: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/oboznachenie-rozetok-i-vyklyuchatelej-na-stroitelnyx-chertezhax-i-elektricheskix-sxemax.html

Схема подключения дифференциального автоматического выключателя тока

Схема подключения дифавтомата рассмотрена на примере бытовой электросети 220 В.

Схему можно реализовать по-разному, в зависимости от бюджета и личных предпочтений в формировании защиты домашней электрической сети.

Относительно экономичный вариант предусматривает установку одного дифференциального автомата на вводе в квартиру или дом, а на каждый защищаемый участок установку обычного автоматического выключателя. При такой схеме защита от перегруза и короткого замыкания осуществляется на каждом из участков благодаря работе автоматических выключателей. А защита от тока утечки реализована во всей цепи за счёт дифавтомата на вводе.

Подключение вводного дифавтомата в бытовой сети 220В

Следующий вариант подключения предусматривает установку дифавтоматов на каждый участок цепи. В этом случае нет необходимости устанавливать вводной дифавтомат. Каждый из защищаемых участков обеспечен защитой от перегруза, короткого замыкания и тока утечки. Следует заметить, что такой вариант дороже чем предыдущий. Хотя и более правильный, с точки зрения формирования защиты, в электросети.

Схема без вводного дифавтомата в электросети 220 В

Второй вариант схемы подключения предпочтительнее для помещений с повышенной влажностью. В таких помещениях возрастает риск появления токов утечки на землю из-за влажной среды. Для защиты людей необходимо максимально эффективно сформировать защиту от токов утечки. Установка дифавтоматов на каждую группу электроприборов обеспечит высокую степень защиты.

Как правильно подключить

Схема подключения дифавтоматов в сети 220 В рассмотрена выше.

Схема подключения дифавтоматов в сети 380 В имеет существенные отличия. Прежде всего, для такой схемы нужен четырёхполюсный дифавтомат. Такой дифавтомат предназначен специально для трёхфазной сети, имеет более крупные габариты, но также устанавливается на дин-рейку.

Автоматический выключатель дифференциального тока

Исполнение для трёхфазной сети

Схема установки такого дифавтомата предусматривает его монтаж после счётчика. Такой тип установки можно реализовать селективным способом, если вводной дифавтомат использовать селективного исполнения.

Установка в сети 380 В

При отсутствии заземляющего проводника в схеме питания помещения (дома), установка дифавтомата является обязательной.

Самым уязвимым местом у лампы накаливания является вольфрамовая спираль, которая чувствительна к резким перепадам напряжения. Для того чтобы сгладить эти каскады используют специальные приспособления. Подробности: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/plavnoe-vklyuchenie-lamp-nakalivaniya-220.html

Защита людей от электрического тока прежде всего.

Схема подключения в такой сети реализовывается следующим образом.

Установка дифавтомата в сети без заземления

Простейшая схема установки в сети 220 В

При такой схеме сам дифавтомат будет выполнять функцию заземлителя, мгновенно реагируя на появление в сети тока утечки на землю. Это обеспечит защиту людей использующих бытовые электроприборы или просто находящихся в защищаемом помещении.

Независимо от вида электрической сети, в которой монтируется дифавтомат, существует ряд правил, обеспечивающих правильность эксплуатации:

Питающие провода всегда нужно подводить к устройству сверху, а отходящие вниз. Практически на всех моделях дифавтоматов нанесено обозначение присоединений проводов и положение входа и выхода. При случайном подключении нагрузки не стой стороны, можно вызвать аварию, вызывающую выход из строя дифавтомата. Иногда приходится работать в условиях, требующих установки дифавтомата в перевёрнутом положении. На эффективность его работы такое положение не повлияет, главное, не перепутать клеммы подключения.
Важно соблюдать правильность подключения фазных и нулевого провода. В стандартной международной маркировке клемма подключения фазного провода имеет обозначение L, а клемма подключения нулевого проводника N. Приходящий проводник имеет обозначение — 1, а отходящий обозначение — 2.
Для нормальной корректной работы дифавтомата, его нулевой проводник должен быть соединён лишь со своей цепью. Запрещено объединять нули всех групп в общую цепь.

Важно помнить, что неправильное подключение устройства защиты не всегда вызовет его поломку. Неправильное подключение всегда не обеспечит должного уровня защиты и правильности её работы.

Видео: устройство и принцип работы устройства

Обеспечение своего жилого пространства защитой — это всегда актуальный вопрос. А обеспечение защитой близких — ещё более актуальный. Автоматические выключатели дифференциального тока помогают решить одну из наиболее важных задач — задачу безопасного использования электроэнергии. Важно, что решение вопроса построено комплексно. Это позволяет оптимально использовать средства монтажа, пространство и время работы, потраченное на оборудование схемы защиты.

Дмитрий. 29 лет. Образование — инженер-механик. Работаю в горнодобывающей промышленности. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

отличия, что лучше выбрать, и как установить

Для многих людей слова дифавтомат и УЗО ни о чем не говорят. Но приходит время замены электропроводки в доме или начинается строительство дачи и специалисты постоянно упоминают о них, о необходимости защиты от поражения электрическим током, и предлагают разные варианты. Вот тут владельцу дома нужно сделать выбор, причем правильный.

Ему хочется получить надежную защиту от электрического тока за приемлемые деньги, без переплаты и излишнего оборудования. Для этого надо немного разобраться с приборами, их назначением, отличиями, достоинствами и недостатками. Понять, в чем разница между дифавтоматами УЗО, будет полезно любому начинающему электрику.

Назначение устройств защитного отключения

УЗО обеспечивает защиту изоляции электропроводки и предотвращает возникновение пожара. А человека оно предохраняет от воздействия электрического тока при прикосновении к частям устройств, на которых имеется фазное напряжение.

УЗО срабатывает на дисбаланс токов в фазном и нулевом проводах защищаемой электросети. Это бывает, когда происходит пробой изоляции и появляется дополнительная утечка.

Протекание тока через не предназначенные для этого материалы может привести к возгоранию. В зданиях с ветхой электропроводкой пожары от повреждения изоляции случаются довольно часто.

Другой опасный случай – это прикосновение к токоведущим частям приборов, которые в нормальном состоянии не должны быть под напряжением. Ток начинает протекать на землю через человека, минуя нулевой провод.

Автоматический выключатель в таком случае не сработает, так как для отключения ему необходимы токи как минимум в десятки ампер. Для жизни человека опасны токи, начиная с 30 мА и выше. Способность устройства защитного отключения реагировать на 10-30 мА является надежной защитой от воздействия электричества.

Следует знать, что УЗО, не обеспечивает защиту от сверхтоков, это основное отличие УЗО от дифавтомата. В ситуации, когда стоит только УЗО и происходит короткое замыкание, устройство не среагирует, при этом может еще и само сгореть. Отдельно, без автоматического выключателя, оно не используется.

Если стоит вопрос, что выбирать – УЗО или дифавтомат, – надо понимать, что вместе с УЗО в цепь обязательно придется устанавливать автоматический выключатель.

Назначение дифференциального автомата

Дифавтомат используется для предохранения электрической сети от перегрузки, короткого замыкания и утечек. В дополнение к возможностям УЗО он выполняет функции автоматического выключателя.

Бывает так, что человек присоединяет к одной розетке удлинитель с пятью, шестью дополнительными розетками, а через них подключает несколько мощных приборов. В таких обстоятельствах перегрев проводников неизбежен.

Или, допустим, при включении электродвигателя заклинило вал, обмотка начинает греться, через какое-то время происходит пробой, с последующим коротким замыканием проводов.

Чтобы это избежать, устанавливается дифавтомат. Если превышение тока значительное, то дифавтомат в течение нескольких секунд, не дожидаясь пока расплавится изоляция, отключит линию, тем самым предотвратив пожар.

Быстрота отключения дифавтомата зависит от того, во сколько раз протекающий ток превышает номинальный для данной линии. При многократном превышении вплоть до короткого замыкания мгновенно срабатывает электромагнитный расцепитель.

Если протекающий по линии ток превышает номинальный более чем на 25%, то примерно через час устройство отключит линию, сработает тепловой расцепитель.

Если превышение будет больше, то отключение произойдет гораздо раньше. Время срабатывания можно определить по время-токовым характеристикам, дающимся на каждый прибор.

Внешний вид

Всеобщая унификация привела к тому, что по форме и размерам корпуса очень сложно уловить разницу между дифавтоматом и УЗО.

Для однофазной сети корпуса этих приборов имеют размер равный двум корпусам однополюсного автоматического выключателя. Каждый из них имеет тестовую кнопку, они двухполюсные. Установка УЗО на DIN-рейку ничем не отличается от монтажа дифавтомата.

Внешне дифференциальные автоматы отличаются от УЗО:

по надписям на лицевой панели;
маркировке;
функциональной схеме.

Обычно в верхней части прибора ниже названия фирмы производителя идет название прибора. К примеру, ВД и несколько цифр. ВД означает выключатель дифференциальный, то есть это УЗО.

Если присутствует аббревиатура АВДТ (сокращение от выражения: автоматический выключатель дифференциального тока), то это дифавтомат. На случай повреждения надписи на лицевой панели производитель предусмотрительно выдавил название устройства на боковой стороне прибора.

Правда, для определения типа устройства придется снимать его с DIN-рейки. Но этот способ касается в основном отечественных производителей.

Зарубежные поставщики на этот счет не заморачиваются. Поэтому приходится ориентироваться по маркировке и схеме.

Обозначение номинального тока

Разница наблюдается в обозначении номинального тока. В УЗО его записывают в виде цифры, например 16 А, которая означает, что прибор будет нормально работать при токах не превышающих 16 ампер. Главная характеристика для него – это значение тока отключения.

Для дифавтомата, кроме тока отключения по утечке, важной является время-токовая характеристика. От нее зависит, при каких токах перегрузки и насколько быстро отключится устройство.

Поэтому перед значением номинального тока стоит буква, обозначающая предел превышения номинала, при котором произойдет мгновенное срабатывание прибора. Если на передней панели стоит надпись, например, «С16», значит, перед вами дифавтомат.

Электромагнитный расцепитель данного дифавтомата мгновенно отключит линию при превышении номинального тока в 5-10 раз.

Функциональная схема

На схеме УЗО на передней панели, можно видеть изображение магнитопровода дифференциального трансформатора, тестового резистора, трех ключей и управляющей обмотки.

Два ключа отключают фазовый и нулевой провода в случае токов утечки, превышающих уставку. Третий ключ нужен для протекания ограниченного резистором тока, минуя трансформатор. Таким образом, создается дисбаланс между токами, протекающими через фазу и ноль.

На схеме дифавтомата, в дополнение к схеме УЗО, изображается ключ, подсоединенный к фазовому проводу на выходе трансформатора. Или может быть другое изображение.

Вместо дополнительного ключа показывают квадрат с фигурой внутри положительной синусоиды и прямоугольного импульса. Синусоида означает электромагнитный расцепитель, а прямоугольный импульс – тепловой расцепитель.

Другие различия

Уже из назначения приборов становится понятным, в чем между ними разница. Дифавтомат более универсален, он включает в себя функции УЗО. Но, помимо функций и внешнего вида, есть и другие различия.

Стоимость

Немаловажная разница состоит в цене. Дифференциальный автоматический выключатель значительно выше в цене, чем УЗО. Даже, если функционально УЗО уравнять с дифавтоматом, подсоединив дополнительный автоматический выключатель, все равно стоимость дифавтомата будет выше.

Размеры и ремонтопригодность

Занимаемый объем такой конструкции за счет добавочного автомата будет в полтора раза больше, чем место для дифавтомата. Это имеет значение при небольших электрических щитках.

Зато ремонтопригодность приборов при равном функционале лучше в системе УЗО+ автомат, чем просто дифавтомат. Кроме этого сразу становится ясна причина отключения – токи утечки или перегрузка в сети.

Подключение

Но при монтаже дифференциального выключателя не надо думать, как ставить УЗО, подключить до или после автомата. Вообще-то, большинство специалистов рекомендуют устанавливать сначала автоматический выключатель, затем дифференциальный.

Что касается УЗО, то здесь возможно два варианта. Если УЗО ставят на несколько групп потребителей, то оно идет первым, а за ним уже автоматические выключатели на каждую группу.

Если одну линию защищает одно УЗО и один автомат, то автомат идет первым.

Еще один момент, который нужно учитывать при выборе между дифференциальным автоматом и УЗО+ автомат. Это надежность устройств. Как известно, чем проще устройство, тем оно надежнее. В этом отношении дифавтомат проигрывает.

Итак, основная разница между дифавтоматом и УЗО состоит в их функциях, маркировке, стоимости, способе подключения и занимаемом месте в щитке.

Что использовать лучше, решает каждый собственник самостоятельно. Главное, правильно подключить все приборы и обеспечить надежную защиту от пожара или удара током.

Советы по выбору дифференциального автомата для дома и квартиры

Актуальные советы по выбору характеристик дифференциального автомата. Узнайте, когда лучше использовать дифавтомат вместо автоматического выключателя и УЗО.

Требования безопасности обустройства электрических сетей, предназначенных для частного дома, квартиры или для дачи, предусматривают установку и подключение двух видов защиты. Первая — от короткого замыкания (КЗ) и контроль по токовой нагрузке. Вторая — защита жизни и здоровья человека от поражающего воздействия электричества в случае соприкосновения с токоведущими частями электрооборудования, а также в случаях токовых утечек. В обоих случаях защититься можно, подключив в щитке дифференциальный автомат. Однако чтобы аппарат работал правильно, нужно с пониманием подойти к выбору его характеристик. Далее мы расскажем, как выбрать дифавтомат по мощности и току утечки. Содержание:

Какие бывают аналоги?

Функции защиты от короткого замыкания и токовых перегрузок выполняют электрические автоматы (АВ), давно вытеснившие из обихода пробковые предохранители. Срабатывание по токовым утечкам обеспечивают изделия, сравнительно недавно ставшие обязательным элементом электрических сетей, получившие название устройства защитного отключения (УЗО). В последнее время особую популярность приобретают дифференциальные автоматы, обладающие защитными функциями, как от коротких замыканий, так и от токов утечек. Человек, особенно не искушенный в вопросах электротехники, порою не может решить, что выбрать в качестве защиты электрооборудования электрической сети, дифференциальный автомат или сочетание автоматического выключателя и УЗО.

На вопрос, в пользу какого оборудования сделать выбор, однозначного ответа нет, потому что и дифавтомату, и устройству защитного отключения свойственны, как преимущества, так и недостатки. В конечном счете, все зависит от конкретных обстоятельств. В одной из своих статей мы рассматривали вопрос, что выбрать: дифференциальный автомат или УЗО.

Когда рационально выбирать дифференциальный автомат?

Существует ряд факторов, свидетельствующих в пользу установки УЗО, но бесспорным остается одно из важнейших преимуществ выбора дифавтомата – это экономия места для установки оборудования в распределительном щите. Высокая степень энергонасыщенности жилья современного человека требует соответствующего уровня защиты оборудования от токов коротких замыканий, перегрузок по мощности, а также надежной электробезопасности. Особое внимание следует обустройству и выбору защиты от токовых утечек, предназначенной для стиральной машины, электрокотла, водонагревателя, бани, ванной комнаты и насоса.

При проектировании схемы электрической сети необходимо учесть, что УЗО, подключенное в цепь каждого из вышеперечисленных потребителей, необходимо обеспечить защитой от короткого замыкания и перегрузок по току, то есть на каждый УЗО потребуется установка автоматического выключателя. В итоге может получиться так, что для этого не будет хватать места на din-рейке щитка. Выбор дифавтовтомата, сочетающего в себе функции АВ и УЗО позволяет более рационально использовать электрический щит.

Критерии выбора

Отдав предпочтение дифавтомату, необходимо внимательно отнестись к процессу его выбора. Первоначально необходимо ознакомиться с рабочими характеристиками изделия.

Номинальное напряжение и фазность. Правильно выбрать дифференциальный автомат в соответствии с необходимыми параметрами не сложно. Аппараты, предназначенные для работы в однофазной сети (220 В), снабжены тремя клеммами подключения, дифавтоматы для трехфазных сетей (380 В) снабжены четырьмя полюсами. Номинальное рабочее напряжение указывается в паспорте и маркируется на корпусе изделия.

Токовый номинал и характеристика. Для того чтобы обеспечить качественную работу дифференциального автомата, важно правильно выбрать токовый номинал и характеристику. Информация об этих параметрах обозначается буквой латинского алфавита и цифрой, например, С25, что означает, аппарат характеристики С, при номинальном рабочем токе 25 А. Самыми ходовыми дифавтоматами для квартир и частных домов являются изделия характеристики С. При выборе дифференциального автомата по мощности рекомендуется придерживаться значений указанных в таблице:

Ток утечки. Обозначается значком «дельта» с числом, соответствующим величине номинального тока утечки в миллиамперах. Правильно выбрать дифавтомат по току утечки помогут данные второй таблицы:

Важно! На водонагреватель, стиральную машинку, ванную комнату либо баню нужно выбирать аппарат, который срабатывает при 10 мА. На групповую линию достаточно выбрать характеристику в 30 мА, если вы решили разделить электропроводку на группы. На ввод в частный дом, для защиты от возникновения пожара рекомендуется ставить дифавтомат на 300 мА, а в квартирах достаточно использовать аппарат, рассчитанный на 100 мА.

Класс УЗО. Встроенные в дифференциальный автомат УЗО, подразделяются на два класса:

А – срабатывающие в результате воздействия утечек постоянного тока. Для подключения в сеть потребителей бытовой электроники следует выбрать УЗО данного класса
АС – отключают дифавтомат при появлении в сети и на электрооборудовании утечек переменного тока.

Защита от обрыва нулевого проводника. Часть дифавтоматов укомплектована блоками отключающими потребителей при обрыве нулевого провода. Обустраивая защиту оборудования от утечек тока, целесообразно выбрать именно такое изделие. Еще одна важная характеристика — время отключения (обозначается, как Tn). Оно не должно быть более 0,3 с.

Для человека неуверенного в том, что он сам сможет выбрать дифавтомат, рекомендуется делать приобретение в торговых предприятиях с высокой репутацией, в которых следует обратиться за помощью квалифицированному консультанту. С ним можно обсудить вопросы приемлемой цены и в пользу какой фирме-производителю дифференциальных автоматов следует отдать свой выбор.

Напоследок рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Вот мы и рассмотрели, как выбрать дифавтомат по мощности и току утечки. Надеемся, предоставленная информация помогла вам разобраться в выборе подходящего дифференциального автомата для дома, дачи либо квартиры!

Рекомендуем также прочитать:

Лучшие производители автоматических выключателей
Как выбрать УЗО для квартиры
Подключение дифавтомата своими руками

Нравится

Советы по выбору дифференциального автомата для дома и квартиры

0)Не нравится

Дифференциал (механическое устройство) — Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Дифференциал — это механическое устройство, состоящее из нескольких шестерен. Применяется практически во всех механизированных четырехколесных автомобилях. Он используется для передачи мощности от карданного вала на ведущие колеса. Его основная функция — позволить ведущим колесам вращаться с разной скоростью, позволяя колесам проходить повороты, получая при этом мощность от двигателя. ^[1]

Открытый дифференциал (OD) является наиболее распространенным типом.К тому же это самый дешевый. Открытый дифференциал позволяет автомобилю проходить повороты, не таща за собой внешнее колесо. Однако мощность передается на колесо с наименьшим тяговым усилием (сцеплением с дорогой). Если это колесо находится на льду или другой скользкой поверхности, транспортное средство не будет двигаться вперед, а колесо с мощностью просто вращается. В автомобилях с приводом на два колеса, если они имеют открытый дифференциал, они имеют только одно ведущее колесо. В полноприводных автомобилях с открытыми дифференциалами (обычно стандартными с завода) только одно колесо на каждой оси приводит в движение автомобиль.Преимущества включают в себя редкую поломку оси, меньший износ шин и бесплатность, поскольку большинство новых автомобилей поставляются с открытыми дифференциалами. ^[2]
Дифференциал повышенного трения (LSD) решает эту проблему. Используя серию сцеплений (называемых пакетом сцепления), LSD позволяет ограничить пробуксовку колес, сохраняя мощность на обоих ведущих колесах. ^[3] LSD популярны в гоночных автомобилях, так как часто бывают ситуации, когда они выходят из поворота и им нужно разогнаться без потери мощности на одном ведущем колесе.^[3]
Блокировка дифференциала (шкафчик) позволяет заблокировать два ведущих колеса на оси. Преимущество в том, что оба колеса всегда имеют мощность. Недостатком является то, что поворот намного сложнее, поскольку оба колеса должны вращаться с одинаковой частотой вращения. Поэтому при резких поворотах большинство шкафчиков необходимо отключать. Шкафчики также могут представлять водителю опасные ситуации. Например, при движении по склону (переходу по перекрестку), если одно ведущее колесо теряет сцепление с дорогой, теряется сцепление с дорогой, и автомобиль может скользить вбок по склону.Водителей часто предупреждают не пересекать склон, если поверхность рыхлая или скользкая. ^[4] Шкафчики могут включаться и выключаться механически, электронным способом (электронный шкафчик) или сжатым воздухом (воздушный шкафчик). Шкафчики желательны на внедорожниках, но обычно бесполезны на улицах и шоссе.
Золотник — открытый дифференциал, оси которого механически скреплены между собой. ^[2] Это не позволяет колесам двигаться быстрее или медленнее на поворотах.Это дешево и почти не добавляет веса автомобилю, но обычно ограничивается соревнованиями по бездорожью и трейлраннингом. ^[2] Они не подходят для движения по улице, так как они будут «чирикать» при движении по поворотам. ^[2]

Torsen — тот же торцевой эффект, что и ограниченное скольжение, но не использует сцепления или колеблется, чтобы сделать это

Дифференциальное машинное обучение. Неоправданно эффективная функция… | Антуан Савин

Неоправданно эффективная аппроксимация функций с новым использованием производных

5-минутный видеообзор, записанный для семинара Bloomberg по барбекю 28 мая 2020 г.

Брайан Хьюдж и я только что опубликовали рабочий документ после шести месяцев исследований и разработок по аппроксимации функций с помощью искусственного разведка (AI) в Danske Bank. Одним из основных открытий было то, что модели обучения машинного обучения (ML) для регрессии (т.е. прогнозирование значений, а не классов) может быть значительно улучшено, когда доступны градиенты обучающих меток относительно обучающих входов . Учитывая эти дифференциальных меток , мы можем написать простые, но неоправданно эффективные алгоритмы обучения, способные изучать точные аппроксимации функций с замечательной скоростью и точностью из небольших наборов данных, стабильно, без необходимости дополнительной регуляризации или оптимизации гиперпараметров, например путем перекрестной проверки.

В этом посте мы кратко резюмируем эти алгоритмы под названием дифференциальное машинное обучение , выделяя основные идеи и преимущества и комментируя код реализации TensorFlow.Все подробности можно найти в рабочем документе, онлайн-приложениях и записных книжках Colab.

В контексте аппроксимации ценообразования финансовых деривативов обучающие наборы смоделированы с помощью моделей Монте-Карло. Каждый обучающий пример моделируется на одном пути Монте-Карло, где метка представляет собой окончательную выплату транзакции, а входными данными является вектор начального состояния рынка. Дифференциальные метки — это путевых градиентов выигрыша по отношению к состоянию, которые эффективно вычисляются с помощью автоматического сопряженного дифференцирования (AAD).По этой причине дифференциальное машинное обучение особенно эффективно в финансах, хотя оно также применимо во всех других ситуациях, когда доступны высококачественные производные первого порядка по отношению к обучающим материалам.

Модели обучаются на расширенных наборах данных не только входов и меток, но и дифференциалов:

за счет минимизации совокупной стоимости ошибок прогнозирования для значений и производных :

Даны значения и производные меток .Мы вычисляем предсказанных значений путем вывода, как обычно, и предсказанных производных методом обратного распространения ошибки. Хотя методология применима к архитектурам произвольной сложности, мы обсуждаем ее здесь в контексте обычных сетей с прямой связью в интересах простоты.

Вспомните обычные уравнения прямой связи:

уравнения прямой связи
, где обозначения являются стандартными и указаны в статье (индекс 3 соответствует документу).
Весь код в этом посте извлечен из демонстрационного блокнота, который также включает комментарии и детали практической реализации.
стандартный импорт
Ниже представлена реализация уравнений прямой связи в TensorFlow (1.x). Мы решили писать матричные операции явно вместо высокоуровневых слоев Keras, чтобы выделить уравнения в коде. Мы выбрали активацию softplus. ELU — еще одна альтернатива. По причинам, изложенным в документе, активация должна быть непрерывно дифференцируемой, исключая, например, RELU и SELU. Уравнения с прямой связью
в коде
Производные выходных данных по входам прогнозируются с обратным распространением.Напомним, уравнения обратного распространения получаются как , примыкающие к уравнений прямого распространения, или см. Наш учебник для обновления: уравнение обратного распространения
Или в коде, вспоминая, что производная от softplus является сигмоидной: уравнения обратного распространения
в коде
Мы снова написали Уравнения обратного распространения ошибки явно вместо вызова tf.gradients () . Мы решили сделать это таким образом, во-первых, чтобы снова выделить уравнения в коде, а также, чтобы избежать вложенных слоев обратного распространения во время обучения, как показано ниже.Во избежание сомнений, замена этого кода одним вызовом tf.gradients () тоже работает.
Затем мы объединяем прямую связь и обратное распространение в одной сети , которую мы называем двойной сетью , нейронной сетью с удвоенной глубиной, способной одновременно прогнозировать значения и производные за двойную стоимость вычислений:
двойная сеть, двойная сеть комбинация прямого и обратного распространения
Двойная сеть имеет два преимущества. После обучения он эффективно предсказывает значения и производные на основе входных данных в приложениях, где желательны прогнозы производных. В финансах, например, они представляют собой чувствительность цен к переменным состояния рынка, также называемые греками (потому что трейдеры называют их греческими буквами), а также соответствуют коэффициентам хеджирования .
Двойная сеть также является фундаментальной конструкцией для дифференциального обучения . Комбинированная функция стоимости вычисляется путем вывода через двойную сеть, прогнозирования значений и производных.Градиенты функции стоимости вычисляются путем обратного распространения через двойную сеть, включая часть обратного распространения, которая выполняется TensorFlow в рамках своего цикла оптимизации. Вспомните стандартный цикл обучения для нейронных сетей:
vanilla training loop
Дифференциальный обучающий цикл практически идентичен, безопасен для определения функции стоимости, теперь объединяет среднеквадратичные ошибки значений и производных:
дифференциальный цикл обучения
TensorFlow различает двойника сеть незаметно для нужд оптимизации.Неважно, что часть сети сама по себе является обратным распространением. Это просто еще одна последовательность матричных операций, которую TensorFlow без труда различает.
Остальная часть записной книжки посвящена стандартной подготовке данных, обучению и тестированию, а также применению нескольких наборов данных из учебников по финансам: европейские звонки в Black & Scholes и варианты корзины в коррелированном Bachelier. Результаты демонстрируют необоснованной эффективности дифференциального глубокого обучения.
Некоторые результаты тестов, демонстрирующие возможности дифференциального глубокого обучения, воспроизводимые на ноутбуке
В онлайн-приложениях мы исследовали приложения дифференциального машинного обучения к другим типам моделей машинного обучения, таким как регрессия базисных функций и анализ главных компонентов (PCA), с одинаковым замечательные результаты.
Дифференциальное обучение накладывает штраф на неправильные производные так же, как обычная регуляризация, такая как Ридж / Тихонов, способствует малым весам. В отличие от обычной регуляризации, дифференциальный ML эффективно снижает переоснащение , не внося смещения .Следовательно, нет компромисса смещения и дисперсии или необходимости настраивать гиперпараметры путем перекрестной проверки. Просто работает.
Дифференциальное машинное обучение больше похоже на увеличения данных , которое, в свою очередь, можно рассматривать как лучшую форму регуляризации. Увеличение данных применяется последовательно, например в области компьютерного зрения с подтвержденным успехом. Идея состоит в том, чтобы создать несколько изображений с метками из одного, например путем кадрирования, масштабирования, поворота или перекраски. В дополнение к расширению обучающего набора с незначительными затратами, увеличение данных учит модель машинного обучения важным инвариантам.Точно так же метки производных не только увеличивают объем информации в обучающем наборе за очень небольшую стоимость (при условии, что они вычисляются с помощью AAD), но также обучают модели машинного обучения модели и функций ценообразования.
Рабочий документ : https://arxiv.org/abs/2005.02347
Репозиторий Github : github.com/differential-machine-learning
Colab Notebook : https://colab.research.google.com / github / дифференциальное-машинное обучение / записные книжки / blob / master / DifferentialML.ipynb
Антуан Савин
.
Что такое дифференциальная подача? | WeAllSew

Вы когда-нибудь шили трикотажем и завершали шов только для того, чтобы заметить, что край теперь длиннее, чем когда вы начали? И, возможно, в нем есть забавная волнистость, которой раньше не было. . . Ну, вы не одиноки. Сегодня у большинства оверлоков есть функция, называемая дифференциальной подачей, и эта простая настройка поможет вам улучшить качество обработки шва. Помимо исправления растянутого шва на трикотажных тканях, эту функциональную настройку также можно использовать для создания сборок или зубчатых краев салата.Как только вы поймете основы того, как это работает, легко найти способы использовать его при работе над вашим следующим проектом.
Представленная машина: BERNINA L 460

Обзор: Что такое дифференциальная подача?
Этот термин часто путают с двойной подачей (функция на некоторых швейных машинах BERNINA, которая позволяет верхней гребенке транспортера равномерно перемещать ткань по машине) или неправильно используется для обозначения давления прижимной лапки (величина давления, с которым прижимная лапка встречается с транспортером), но это не так.Когда я впервые узнал об оверлоках, я обнаружил, что дифференциальная подача сбивает меня с толку, и я не знал, что именно он делает, когда я его менял. Конечно, опыт — лучший учитель, и после нескольких возможностей использовать его в некоторых проектах концепция стала для меня более ясной.
Подобно швейной машине, оверлок также использует систему транспортера для перемещения ткани через машину. Однако, в отличие от швейной машины, у оверлока ДВА набора гребенок транспортера! И это, друзья мои, ключ к пониманию дифференциальной подачи.

Когда вы регулируете ручку дифференциальной подачи на вашей машине, вы фактически регулируете скорость, с которой движется передняя зубчатая рейка. Собачка обратной подачи всегда будет делать одно и то же вращение. В руководстве оверлока есть схематический рисунок, иллюстрирующий эту концепцию.
Схема руководства по эксплуатации станка

Основная идея заключается в том, что при установке дифференциальной подачи на 2 передняя транспортер будет вращаться примерно в два раза больше, чем задняя, таким образом перемещая гораздо больше ткани, чем задняя транспортер.Это то, что устраняет растянутую волну, которая возникает при шитье большинства трикотажных тканей.
Напротив, когда ручка дифференциальной подачи установлена на 0,7, передняя зубчатая рейка совершает меньшее вращение, чем обратная рейка. Собачка обратной подачи теперь тянет больше ткани, чем передняя транспортер, и поэтому растягивает ткань при шитье.
Конечно, когда ручка установлена в положение 1, обе гребенки транспортера движутся с одинаковой скоростью. Еще одна особенность дифференциальной подачи, которую следует отметить, — это то, что она регулируется во время шитья.Это означает, что вы не ограничены числами / пропорциями, показанными в качестве настроек, и, что наиболее важно, вы можете регулировать их во время шитья своего проекта — привет, косые края и вставки рукавов!
Так как узнать, где его установить и почему? Давайте рассмотрим некоторые варианты в примерах ниже.
Строчка 1. Настройка дифференциальной подачи на 1

Выбор ткани действительно определяет, где установить настройку дифференциальной подачи, больше, чем любые жесткие правила.Как правило, на большинстве тканых материалов получается хороший плоский шов вдоль края обрезки без перекоса при настройке 1, как в этом примере, показывающем два слоя желтого денима.

Строчка 2. Настройка дифференциальной подачи на 1,5

Часто, хотя и не всегда, трикотажные ткани растягиваются во время шитья и образуют волнистый краевой шов, когда дифференциальная подача установлена на 1. Чтобы исправить эту волнистость, отрегулируйте настройку дифференциальной подачи в сторону 1.Отметьте 5, пока шов не станет ровным и ровным. Посмотрите, как эта регулировка может повлиять на показанный здесь трикотаж.

Строчка 3. Настройка дифференциальной подачи на 2

Мой любимый способ использовать настройку дифференциальной подачи 2 — это создавать оборки. Фактически, я узнал простой способ запомнить этот конкретный параметр: собрать «2» вместе . Я могу или не могу говорить это себе каждый раз, когда использую эту функцию. Поскольку передняя транспортерная рейка проталкивает больше ткани, чем задняя, почти в два раза быстрее, она легко собирает ткани в красивый рюш.Сочетайте эту технику с обработкой закрученного края кромки, и вы можете создать оборки для подушек, сумок и милой детской одежды.

Строчка 4. Настройка дифференциальной подачи на 0,7

Свернутая кромка — прекрасный способ обработать края многих тканей. Добавив настройку дифференциальной подачи на 0,7, вы можете создать зубчатую кромку салата. Эту настройку также можно использовать для устранения нежелательного сморщивания тканей.
Совет: Использование эластичного трикотажа из спандекса действительно усилит эффект края салата.

Я надеюсь, что это помогло определить использование дифференциальной подачи и дополнительно объяснить, как вы можете использовать ее в будущих проектах. Оверлок — это мощный инструмент, обеспечивающий профессиональную отделку любого проекта. Удачной сшивки!

.
Что такое дифференциальная сигнализация? | ОРЕЛ
Есть что-то удивительное в возможности использовать новейшие технологии и интерфейсы в конструкции вашей печатной платы. Мы говорим о таких вещах, как USB 3.0, HDMI, Ethernet; список продолжается. Все, что добавляет вашему устройству современных функций и выделяет его. Но есть компромисс при добавлении некоторых из этих передовых технологий на вашу доску; они внезапно бросают вас в мир высокоскоростного дизайна. Именно в этом мире вы должны обращать внимание на большее количество переменных, чем когда-либо, например на целостность сигнала (SI), электромагнитные помехи (EMI) и, что наиболее важно, на дифференциальную передачу сигналов.Хотя в прошлом вы могли использовать однолинейные трассировки, если вы хотите работать с новейшими технологиями, подготовьтесь к добавлению парной трассировки в микс. Так что же такое дифференциальная сигнализация и зачем вам вообще ее использовать на высокоскоростной печатной плате? Давайте разберемся.
К чему вы привыкли
Чтобы понять дифференциальную сигнализацию, вы сначала должны понять ее противоположность — несимметричную сигнализацию. Не позволяйте причудливому имени сбить вас с толку; это именно тот вид сигналов, с которым вы работали над любой конструкцией печатной платы, которая не считается высокоскоростной.Как следует из названия, несимметричная сигнализация — это отправка сигнала от передатчика к приемнику с одним следом. Это оно.

Пример несимметричной сигнализации на схеме, обратите внимание на одиночную сигнальную линию от Data Into Data Out. (Источник изображения)
Это означает, что у вас будет одна медная дорожка, несущая ваш сигнал до конечного пункта назначения, а оттуда он направляется к вашей общей земле и обратно к вашему источнику. Это обычная практика для каждой стандартной компоновки печатной платы, над которой вы, возможно, работали в прошлом.Каждый раз, когда вы рисуете трассу в Autodesk EAGLE и соединяете ее от одного вывода к другому; то вы работаете с несимметричным сигналом.
Когда вы начинаете втиснуть кучу трасс и компонентов в очень ограниченное пространство, вам нужен способ обойти проблемы с потенциальными электромагнитными помехами (EMI). Потому что, если есть что-то, что нужно знать о проблемах с электромагнитным излучением, так это то, что он отлично справится с ухудшением качества сигналов, которые вы отправляете. Вот пример:
Допустим, вам нужно сохранить фрагмент данных в определенном месте в памяти DDR, поэтому вы отправляете сигнал из точки A в точку B.
Что происходит на пути этого сигнала, если он встречает электромагнитные помехи? Помехи могут повлиять на данные внутри сигнала. Превращаем нашу красивую квадратную волну в нечеткий беспорядок.
И прежде чем вы это узнаете, отправленный вами сигнал оказывается беспорядочным и неузнаваемым.
Чтобы помочь защитить целостность сигналов на пути их прохождения в высокоскоростной конструкции, вам нужен более надежный способ защиты передаваемой информации, чем может обеспечить односторонняя сигнализация.И это именно то, что помогает прикрыть дифференциальную сигнализацию.
Что такое дифференциальная сигнализация
В отличие от несимметричных сигналов, дифференциальные сигналы используют не одну, а две трассы, которые работают вместе в тандеме. Вот как это работает: у вас есть две трассы, каждая из которых несет один и тот же сигнал, одна из которых считается положительным сигналом, а другая — отрицательным.

Вот дифференциальная сигнализация (внизу) и односторонняя сигнализация (вверху) рядом.(Источник изображения)
Когда информация передается по этой схеме с двумя трассами и достигает места назначения, приемник затем может извлечь данные, анализируя разность потенциалов между положительным и отрицательным сигналом. И анализируя этот двойной сигнал и его разность напряжений, ваш приемник может понять, передает ли этот сигнал 1 или 0, высокое или низкое напряжение.
Итак, для каждого дифференциального сигнала, который вам нужно добавить на вашу плату, вам нужно будет расположить две дорожки рядом друг с другом.Например, если у нас есть доска с 20 различными цепями, которые необходимо соединить, нам потребуется всего 40 отдельных трасс для выполнения работы.
Мы знаем, о чем вы теперь можете подумать — какого черта я мог бы когда-либо захотеть удвоить количество трасс на моем макете платы? Это займет некоторое ценное пространство на печатной плате, которое можно было бы использовать для размещения компонентов и облегчить мою работу по трассировке. На первый взгляд, вы правы, дифференциальные сигналы действительно занимают больше места на вашей печатной плате, но они имеют некоторые удобные преимущества в приложениях для высокоскоростного проектирования, например:
Сохранение отдельных энергосистем
Поскольку дифференциальные сигналы равны и противоположны, они не обязательно посылают обратный сигнал на землю; тогда вы можете сделать что-то вроде аналогового сигнала, поступающего на цифровое устройство, не беспокоясь о пересечении границ мощности.Это значительно упрощает разделение энергосистем. Однако следует иметь в виду одну вещь: если вы работаете с технологиями USB или RS-485, вам, скорее всего, понадобится общая земля, чтобы ваши дифференциальные сигналы оставались в пределах требуемого порогового напряжения.
Сопротивление входящим электромагнитным помехам
Дифференциальная передача сигналов также имеет дополнительное преимущество, заключающееся в уменьшении любых входящих электромагнитных помех или перекрестных помех от других зашумленных трасс. Любая помеха, которую поглощает дифференциальный сигнал, равномерно распределяется между положительной и отрицательной трассами, что уменьшает любое изменение амплитуды, которое может вызвать внешние электромагнитные помехи.

Как определить, что включается и выключается в этом зашумленном цифровом сигнале? (Источник изображения)
Сопротивление исходящим электромагнитным помехам
Ваши дифференциальные сигналы также будут генерировать собственные электромагнитные помехи при передаче информации, как и несимметричные сигналы. Однако, поскольку положительный и отрицательный сигналы в дифференциале имеют одинаковую полярность и расстояние, это эффективно нейтрализует любые электромагнитные помехи.

Еще один отличный пример того, как электромагнитные помехи в виде шума могут влиять на сигнал на его пути.К счастью, здесь использовались дифференциальные сигналы. (Источник изображения)
Нижнее напряжение
Дифференциальные сигналы также обладают дополнительным преимуществом, поскольку они могут работать при более низких напряжениях, чем несимметричные сигналы, при сохранении их отношения сигнал / шум (SNR). А при более низком напряжении вы получаете преимущество, заключающееся в возможности использовать более низкое напряжение питания, сниженное энергопотребление и уменьшенное излучение EMI.
Точность синхронизации
Несимметричных сигналы имеют кучу факторов, чтобы рассмотреть, чтобы определить, какой тип логического состояния они могут быть, как напряжение питания, опорное напряжение и т.д.Но с дифференциальными сигналами это определить намного проще. Если отрицательная кривая в дифференциальном сигнале имеет более высокое напряжение, чем положительная кривая, то у вас высокое логическое состояние, а если наоборот, то у вас низкое логическое состояние.

Логические состояния имеют как высокий, так и низкий диапазон, чтобы сигнализировать о передаче 1 или 0. (Источник изображения)
Использование дифференциальных сигналов в вашем проекте
Теперь, когда вы понимаете все огромные преимущества, которые дает использование дифференциальной сигнализации в вашей высокоскоростной конструкции, вы можете задаться вопросом, какие ограничения они требуют.Как вы, вероятно, догадались, все преимущества дифференциальной передачи сигналов сильно зависят от возможности постоянно держать эти трассы на постоянной длине и расстоянии друг от друга, иначе вы испортите преимущества равного напряжения и полярности между два. Вот три быстрых совета при настройке правил проектирования для дифференциальных сигналов в Autodesk EAGLE:
Правило 1 — Следы должны быть одинаковой длины . Если вы этого не сделаете, то вы испортите все преимущества двух трасс, соединенных вместе на всем пути их передачи от передатчика к приемнику.И потерять это означает иметь дело с некоторыми неприятными выбросами EMI, которые могут повредить ваши данные. В большинстве устройств разница в длине дорожек может составлять до 500 мил, но при этом сохраняйте их как можно ближе.
Правило 2 — Прокладывайте дифференциальные следы близко друг к другу . Это называется связью. Это опять же связано с проблемой электромагнитных помех. Чем ближе вы маршрутизируете свои дифференциальные сигналы вместе, тем меньше площадь контура наведенного тока, что напрямую влияет на количество электромагнитных помех, излучаемых вашими дорожками.Если две трассы расположены близко друг к другу, ваша способность устранять проблемы с электромагнитными помехами значительно улучшается.
Правило 3 — Сохраняйте постоянный импеданс . Важно поддерживать постоянное дифференциальное сопротивление трассы на всем протяжении пути от передатчика до приемника. Ваш импеданс будет зависеть от многих вещей, таких как ширина ваших следов, толщина вашей меди и материалы, которые вы используете в своем слое. Наберите эти переменные, точно рассчитайте, каким должен быть импеданс, и придерживайтесь его.
В ногу со временем
Если вы собираетесь работать с новейшими технологиями в конструкции вашей печатной платы, такими как USB 3.0, HDMI, DDR, Ethernet и т. Д., То дифференциальные пары станут вашим новым лучшим другом. Эти тесно связанные трассы не только помогают снизить входящие и исходящие электромагнитные помехи, но также упрощают разделение энергосистем и могут снизить общее напряжение, необходимое для питания вашего проекта. Помните, однако, чтобы получить все преимущества дифференциальной сигнализации, вам необходимо строго определить правила проектирования, чтобы ваши трассы имели одинаковую длину с небольшими интервалами и точным импедансом.Если вы этого не сделаете, вы испортите их выгодный баланс!
Готовы начать работу с дифференциальной сигнализацией в своем первом высокоскоростном проектном проекте? Попробуйте Autodesk EAGLE бесплатно сегодня!
.