Выключатель нагрузки: виды и применение

Конструкция и разновидности рубильников

Конструктивно рубильник состоит из нескольких частей, которые определенным образом соединены друг с другом. Его основой является панель, которая в обязательном порядке выполняется из диэлектрика. На ней закрепляются стойки с расположенными на них неподвижными контактными группами. Что касается подвижных контактов, то они представляют собой ножи, которые жестко крепятся на общем вале. В положении «Включено» они плотно прилегают к неподвижным контактам, что обеспечивает замыкание цепей по всем полюсам. Кроме того, рубильники часто оснащаются специальными дугогасительными камерами.

По способу привода рубильники подразделяются на рычажные и с центральной рукояткой. В первых приведение ножей в движение осуществляется с помощью системы рычагов, а во вторых — при перемещении рукоятки напрямую. Следует заметить, что рубильники с центральной рукояткой чаще всего применяются для разъединения цепей, которые не находятся под нагрузкой, а рычажные рубильники — тех, по котором протекает электрический ток.

Рубильники могут иметь один, два или три одновременно коммутируемых полюса, а также одно или два направления

Что касается такого важного показателя, как номинальный ток, то для этого электрооборудования. он может достигать значения 1 000 А, а максимальное напряжение — 500 В

Впрочем, для тех цепей, где эти показатели существенно выше, выпускаются специальные рубильники, которые имеют дистанционное управление и оснащаются специальными защитными кожухами

он может достигать значения 1 000 А, а максимальное напряжение — 500 В. Впрочем, для тех цепей, где эти показатели существенно выше, выпускаются специальные рубильники, которые имеют дистанционное управление и оснащаются специальными защитными кожухами.

Выключатель нагрузки и автомат в чем разница

Выключатель нагрузки: виды и применение

Некоторые пользователи электроэнергии, покидая помещение, обесточивают его, щелкая рычажками вводных автоматов на электрическом щитке. Согласитесь, это позволяет чувствовать себя намного увереннее, например, покидая рабочее место в конце дня, таким образом, отключают нагрузку, иногда это даже выделено отдельным пунктом в должностной инструкции. Однако стоит ли это делать, рассмотрим ниже. Ответ на поставленный вопрос однозначен – конечно, нет! Обесточивание электрической цепи обычным автоматическим выключателем, возможно, но оно не предусмотрено:

  • назначением самого автомата, который срабатывает при перегрузках или от токов КЗ;
  • ограниченным ресурсом (количеством циклов срабатывания).

Зачастую цепь отключают при работе электрических приборов и дуга, возникающая в момент разрыва контактов, способствует их подгоранию. Нагрузку отключают с помощью специального коммутационного устройства – выключателя нагрузки (ВН), аналога древнего рубильника, который так и называют «мини-рубильником».

Устройство выключателя нагрузки, особенности выбора и подключения

Выключатель нагрузки представляет собой обыкновенный модульный выключатель, выполненный в корпусе аналогичном автоматическому выключателю и производящий коммутацию электрических линий вручную. Внутри корпуса предназначенного для установки на DIN-рейку расположена мощная контактная группа с одинарным или двойным разрывом цепи. Контактные группы в модульных выключателях рассчитаны на коммутацию номинальных токов от 16 до 125 А (9 ступеней). Ресурс контактов модульных выключателей нагрузки значительно превышает аналогичный показатель автомата и составляет не менее 10 тыс. циклов.

По количеству коммутируемых линий выключатели нагрузки выпускаются 1, 2, 3 и 4-х полюсными. Это позволяет их использовать в любых схемах электрической сети с номинальным напряжением 230/400 В:

  • однофазной;
  • трехфазной;
  • с разрывом нулевого провода;
  • без разрыва нуля.

В зависимости от производителя, корпуса выключателей нагрузки могут быть глухими, а могут быть оснащены прозрачным окошком, позволяющим визуально определять положение контактных групп. Кроме того они оснащены блокировкой, которая предотвращает возможность его случайного включения.

Выбор выключателя нагрузки производится согласно номиналу вводного автомата, лучшим вариантом будет, если номинальный ток ВН будет на 1 – 2 ступени выше номинала автоматического выключателя. К примеру, при 40-ка амперном автомате лучше использовать выключатель номиналом 63А.

Поскольку в выключателях нагрузки токовая защита не предусмотрена использовать их следует только последовательно с автоматикой защитного отключения, в цепи входных или дифференциальных автоматов. Допускается установка ВН перед счетчиком электроэнергии.

Отличия ВН от автомата

Теперь мы видим разницу между выключателями нагрузки и вводным автоматом. Наверно проще говорить о сходствах, поскольку их объединяет всего лишь внешний вид. Но и здесь имеются отличия:

  • мини-рубильник имеет более мощный рычаг;
  • на корпусе приведена аббревиатура «ВН» с указанием номинального тока;
  • нанесена схема включения.

Кроме того в сравнении с автоматом коммутатор нагрузки имеет:

  • более мощные контактные группы, рассчитанные на высокие нагрузки, превышающие ограничения автоматикой;
  • повышенную износоустойчивость;
  • менее подвержены разрушительному воздействию дуги.

Применение этого устройства позволит корректно отключать нагрузку и продлит жизнь автоматике.

Испытания электрооборудования сети и проведение электроизмерительных работ выполняются с целью проверки параметров сети на соответствие проектным величинам и требованиям установленных норм.

Часто можно услышать, что одни, SH серии — Российской сборки, другие S оригинальные, Немецкой или Французской. На самом деле обе серии оригинальные, если приобретены у официальных поставщиков, отличия этих двух серий в другом.

Устройство и принцип работы

Конструкция высоковольтного выключателя нагрузки очень напоминает устройство трехполюсных разъединителей. На раме расположены поворачиваемые в вертикальной плоскости подвижные ножи, имеющие серповидную форму. Они входят в камеру, где расположены неподвижные контакты.

Управление поворотом ножей осуществляется с помощью механизмов, ручных приводов, либо полуавтоматических устройств. Электромагнитный привод, использующий соленоид обеспечивает дистанционное отключение нагрузки высоковольтных приборов, а в отдельных случаях работу в автоматическом управлении.

Популярные статьи  Беспроводной звонок на дверь в квартиру

На рисунке 3 представлен чертёж трёхполюсного ВН с ручным приводом.

Выключатель нагрузки: виды и применение
Рис. 3. Чертёж выключателя нагрузки ВНА

Обратите внимание (рисунок слева) на то, что в конструкции предусмотрено установку предохранителей, которые не показаны на чертеже. Все токоведущие части отделены от рамы мощными изоляторами (рисунок справа)

Для обеспечения необходимой скорости разъединения контактов применяются пружинные механизмы. При повороте вала пружина накапливает потенциальную энергию, которая в определённый момент высвобождается, направляя накопленную мощь на движение ножей. Пружинный механизм хорошо виден на рисунке 4.

Выключатель нагрузки: виды и применение
Рис. 4. Выключатель нагрузки ВНА с пружинным механизмом

В комплект выключателя нагрузки могут входить стационарные ножи заземления. Эти элементы дополнительной защиты имеют механизмы блокировки от ошибочных действий персонала.

Главное отличие ВН от разъединителей – это наличие дугогасительных устройств, обеспечивающих сохранность неподвижных и подвижных контактов при коммутации. Гашение электрической дуги, которая неизбежно зажигается при отключении или включении нагруженной цепи, происходит в дугогасительных камерах, оборудованных вкладышами, изготовленных из полимеров. Дуги гасятся потоком продуктов испарения вкладышей, образующихся под действием высоких температур возникающего разряда.

В зависимости от конструкции ВН принцип гашения может отличаться. Следует помнить, что камеры гашения не обеспечивают абсолютного отсутствия дуги, которая, хоть и на очень короткий период времени, всё-таки возникает. Задача состоит в том, чтобы как можно быстрее подавить разрастание разряда, устранив условия для его существования.

Эффект гашения достигается различными способами: путём сдувания ионизированного воздуха с контактов, заполнением камер специальными смесями газов или созданием вакуума. В зависимости от принципа подавления дуги различают разные типы выключателей.

Возможности и назначение многополюсных аппаратов

Установка двухполюсного АВ позволяет обеспечить контроль:

  • Двух независимых друг от друга цепей с их одновременным отключением при возникновении неполадок.
  • Параметров каждой из независимых линий (хотя при появлении проблем в одной из них обесточиваются обе одновременно).
  • Линии постоянного тока, имеющей аналогичные параметры отключения.

Исходя из этого, вводной автомат должен быть как минимум двухполюсным, поскольку он позволит отключить питание во всем доме, если по какой-либо причине АВ неисправного участка сети не сработал. Как и любой пакетник, он позволяет также обесточить квартиру вручную.

Рассмотрим такую ситуацию. В одной из линий домашней электропроводки произошло КЗ, на которое АВ проблемного участка не успел отреагировать и сгорел, превратившись из выключателя в проводник электротока. Если даже общая сеть защищена устройством защитного отключения, это в большинстве случаев не решит проблему, поскольку УЗО выключает питание в случае пробоя кабеля, чтобы не допустить поражения людей током. Поэтому оно тоже выйдет из строя, и в цепи, которую защищает вводной двухполюсный автомат, возникнет дисбаланс.

Наглядно про многополюсные автоматы на видео:

https://youtube.com/watch?v=0CKNaI3EwnI

При превышении разницы напряжений на входе и выходе более чем на 30% (а при коротком замыкании в одной из веток это произойдет очень быстро), сработает автомат ввода, отключив и фазный и нулевой кабель. При этом электрическая сеть будет обесточена целиком, и не будет утечки тока даже на кабель заземления. Таким образом, опасность выхода приборов из строя и возгорания линии будет ликвидирована. Устранив неисправность, можно будет вновь вручную включить автомат.

Бытовой выключатель нагрузки

С развитием электротехники начали появляться и выключатели нагрузки для бытовых потребителей. Они пришли на смену пробкам и простейшим разъединителям в квартирных электрических щитках. Называются автоматическими выключателями.

Автоматический выключатель

Обратите внимание! Автоматический выключатель (АВ) – это коммутационный прибор, предназначенный для отключения цепи потребителя в случае возникновения нештатной ситуации. Под нештатной ситуацией понимается появление ТКЗ, а также появление токов, превышающих номинал автоматического выключателя

Например, появление дополнительной нагрузки в сети ведёт к увеличению токов, что заставит АВ отключить перегруженную сеть. Часть устройств отрабатывает при изменении направления мощности. Включение производится в ручном режиме, после устранения причины отключения. Частое срабатывание может привести к отгоранию внутренних контактов и выходу аппарата из строя.

Приводы и устройство высоковольтного выключателя

Эксплуатация привода осуществляется посредством использования энергии, которая поступает от какого-либо источника из вне.

В зависимости от типа поступающей энергии, приводы можно условно классифицировать на такие виды:

  • электромагнитные;
  • пневматические;
  • пружинные.

Приводы по способу их работы могут быть полуавтоматами. Данный вид оборудования позволяет включать выключатели в результате использования физической силы, а их отключение может быть выполнено в автоматическом или ручном режиме, а также на некотором расстоянии.

Конструкция привода состоит из:

  • механизма вольного отключения и расцепления;
  • включателя;
  • устройства, отвечающего за первичный или вторичный запуск привода;
  • кнопки, с помощью которых выполняется процесс управления в ручном режиме;
  • счетчика для фиксирования количеств выключений;
  • контактного блока для обеспечения процесса отключения в аварийном режиме.

Высоковольтные выключатели должны соответствовать некоторым требованиям:

  • надежность эксплуатации;
  • безопасность;
  • высокая скорость работы;
  • простота обслуживания;
  • удобство монтажа;
  • низкий уровень шума во время работы;
  • доступная стоимость.

Современные выключатели еще не полностью соответствуют вышеперечисленным требованиям. Конструкторы разрабатывают новые технологии, для того чтобы создать более безопасные приборы.

Про модульные выключатели нагрузки

Сегодня хочу поговорить о модульных выключателях нагрузки на токи до 100 А. Несмотря на то, что здесь, казалось бы, все и так просто, но у меня был ряд вопросов к официальным представителям данной продукции, на которые они так и не ответили. Попробуем разобраться без них.

Я уже давно заметил, что китайские модульные выключатели нагрузи (ВН) можно разделить на 2 группы: 16-40 А и 63-100 А.

Дело в том, что цена ВН на 16 А ничем не отличается от стоимости ВН на 40 А, а порой даже выключатели нагрузи на 40 А дешевле. То же самое относится и к ВН 63-100 А.

Исходя из этого, я задал вопросы официальным представителям ЕКФ и ИЕК, чтобы как-то разъяснили такую ситуацию.

Зачем мне покупать выключатель нагрузки на 16 А, если за те же деньги я могу купить выключатель нагрузки на 40 А?

Мне нравится, что на официальном сайте ЕКФ имеется on-line поддержка. Но, к сожалению, в последнее время они мне мало чем помогают. Наверное, у меня не правильные вопросы

Ответ был такой:

Выключатель нагрузки: виды и применение

ЕКФ — техподдержка

В общем, расскажу, что на этот счет думает простой проектировщик.

Выключатели нагрузки я применяю в основном на вводе распределительных щитов, чтобы не завышать уставки автоматических выключателей, поскольку должна соблюдаться «как бы» селективность.

Хочу напомнить, что выключатель нагрузки – коммутационный аппарат, который в своем составе не имеет никаких автоматических расцепителей.

Как я понимаю, чем больше номинальный ток ВН, тем лучше, тем надежнее аппарат. К примеру, если у меня даже ток нагрузки 10 А, то какой смысл покупать ВН на 16 А, если за такую же цену можно купить ВН на 40 А? У такого аппарата будет больший запас прочности, в итоге ресурс работы у него должен оказаться больше.

В своих проектах я закладываю только 2 аппарата: на 40 А и на 100 А.

Если у них себестоимость одинаковая, то логичнее было бы убрать из номенклатуры выключатели нагрузки до 40 А и выключатель нагрузки на 63 А. Оставить лишь ВН 40 А и ВН 100 А. Возможно, таким образом можно было бы снизить себестоимость этих изделий еще больше, т.к. увеличились бы объемы продаж из-за сокращения других позиций.

На мой взгляд, все это маркетинговые игры, которые вводят только в заблуждение. Я не удивлюсь, если контакты ВН 16 А ничем не отличаются от ВН 40 А, а все дело лишь в маркировке

В некоторых каталогах можно увидеть, что ВН на меньший ток имеют большую износостойкость циклов В-О. Возможно, в каких-то ситуациях это имеет значение. Если это действительно так, то это может стать определяющим фактором при выборе ВН.

Это в большей степени относится к китайским выключателям нагрузки

Если не обращать внимание на цену ВН, то номинальный ток ВН я беру на одну ступень выше автоматического выключателя, который установлен выше. А лучше даже на 2 ступени

Например, на ВРУ устанавливаем автомат на 25 А, в распределительном щите ставим ВН на 40 А. Я не знаю, какой запас прочности у контактов ВН, но автоматический выключатель с номинальным током 25 А может длительное время работать с перегрузкой 1,45In, поэтому получаем 25*1,45=36,25 А и выключатель нагрузки в таком случае — 40 А. Помните об этом при проектировании.

Что вы думаете по поводу всего этого?

На самом деле выключатель нагрузки – автоматический выключатель, в который забыли установить тепловой и электромагнитный расцепитель

Советую почитать:

Выбор клеммной, ответвительной коробки при проектировании. Обзор клеммных коробок

Выбор металлической трубы для прокладки кабеля

Пример выбора сечения кабеля 10кВ

Сравнительная таблица аналогов арматуры СИП

Разновидности

Трёхклавишный выключатель с розеткой

В электротехнике присутствуют различные методы гашения электрической дуги. Поэтому существует подразделение видов выключателей нагрузки:

  1. Вакуумные. Распространённые современные аппараты. Принцип работы основан на отсутствие возможности горения в вакууме. Ценятся за свою надёжность, долговечность и относительно небольшие размеры. Высокая цена;
  2. Автогазовые. Чаще всего используются электросетевыми компаниями при построении и реконструкции сети. Гашение дуги происходит газом. Газ появляется при нагревании дугой вкладышей из стеклонаполненного полиамида. Достаточно просты в эксплуатации, недороги;

Дополнительная информация. В основном в отечественных электрических сетях применяется именно автогазовые аппараты, например, ВНАп и ВНА. Выключатели нагрузки автогазовые ВНА получили наибольшее распространение.

  1. Автопневматические. Гашение дуги происходит за счёт сжатия воздуха. За это отвечает специальная пружина;
  2. Электромагнитные. Принцип работы схож с автопневматическими. Отличие в том, что под действием поля есть возможность изменить направление дуги;
  3. Элегазовые. Дуга гасится в специально произведённом для этого газе. Основной компонент – фтористая сера. Она в несколько раз тяжелее воздуха, что создаёт сильное препятствие для развития и распространения возникшей электрической дуги.

Назначение и применение ВН

Стоимость силовых выключателей с приводами довольно велика. С учётом необходимых для управления выключателем трансформаторов тока и устройств релейной защиты стоимость современного распределительного устройства получается очень высокой. Если длительный ток установки невелик (400…600 А при напряжении 10 кВ), вместо выключателя с релейной защитой целесообразно использовать выключатель нагрузки и предохранители. Выключатель нагрузки представляет собой трёхполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1000 В, рассчитанный на отключение рабочего тока (порядка номинального продолжительного) и снабжённый приводом для неавтоматического или автоматического управления. Выключатели нагрузки предназначены для включения отдельных участков электрической цепи высокого напряжения при токах нагрузки до нескольких сотен ампер и при отсутствии тока, для защиты электрических сетей от токов короткого замыкания. В этом последнем случае к раме выключателей последовательно присоединяются предохранители типа ПК или ПКТ напряжением 6-10 кВ. Выключатели нагрузки без предохранителей применяются в маломощных сетях, например сельских, в виде самостоятельного коммутационного аппарата. Выключатели нагрузки допускают коммутацию батарей конденсаторов мощностью до 400 кВА. Основные технические характеристики выключателя нагрузки на 6-10 кВ: Номинальное напряжение, кВ 6.10 Номинальный ток, А 400; 200 Предельный сквозной ток, кА: амплитудное значение 30 действующее значение 17,3 Десятисекундный ток термической стойкости, кА 6 Габаритные размеры, мм: длина 930 высота 400 ширина 608 Масса, кг 36 Тип привода ПР-17; ПРА-17 Выключатель нагрузки имеет ДУ небольшой мощности для отключения номинальных токов. В случае КЗ используется высоковольтный предохранитель. В выключателях нагрузки для гашения дуги применяются камеры с автогазовым, электромагнитным, элегазовым дутьевым и вакуумными элементами. При включении выключателя сначала замыкаются дугогасительные контакты, затем главные, при отключении — наоборот. В отключённом положении подвижный дугогасительный контакт образует видимый воздушный зазор с дугогасительной камерой. Выключатели нагрузки могут снабжаться стационарными заземляющими ножами с блокировкой от неправильного включения. Выключатели нагрузки получили широкое распространение в распределительных сетях 6-10 кВ для включения и отключения линий, трансформаторов в нормальном режиме работы, а также в схемах автоматического включения резерва. При операциях, проводимых оперативным персоналом вручную, значение тока, проходящего через аппарат, не должно превышать номинального тока аппарата. В соответствии с этим перед плановым отключением выключателя нагрузки необходимо проверять значение тока в отключаемой цепи. При отсутствии в цепи измерительного прибора максимально возможное значение тока в коммутируемой цепи должно определяться заранее и указываться в местной инструкции. При устранении аварийных ситуаций выключатели нагрузки используются для выделения (отключения) повреждённого участка сети. Операции выполняются действием автоматических устройств в периоды времени, когда с электроустановки снято напряжение, т.е. в так называемые «бестоковые» паузы (качество отделителя). В эксплуатации находятся выключатели нагрузки серий ВНР — с ручным приводом и ВПН — с пружинным приводом, а также выключатели нагрузки прежних серий ВН и их модификации: с заземляющими ножами (стационарными заземлителями), с предохранителями, соединяемыми последовательно с выключателем нагрузки, для отключения тока КЗ и т. д. Выключатели нагрузки не предназначены для отключения токов КЗ. Но в схемах с АВР допускается автоматическое включение выключателей нагрузки серий ВНП с подачей напряжения на электроустановку от резервного источника питания. Не рекомендуется применение выключателей нагрузки с ручным и полуавтоматическим приводами для подачи напряжения на линии, трансформаторы и шины, отключившиеся действием релейной защиты без осмотра, оборудования и устранения повреждения.

Популярные статьи  Как снимать показания электросчетчика

Разновидности высоковольтных выключателей нагрузки

Автогазовые:

BHA-10/630. Такой тип выключателя обеспечивает коммутацию электрических трехфазных цепей на напряжение в 6000 и 10000 В, частота которых равна 50 Гц, находящихся под нагрузкой. Предусматривается автоматическое заземление выключенных линий специальными заземляющими ножами. Эти модели устройств устанавливают в основном на трансформаторных подстанциях, в устройствах распределительных и в боксах обслуживания. Тип дугогасителя – автогазовый, привод может быть как ручного управления, так и электрического. Рассчитаны агрегаты на двадцатипятилетний срок работы с промежуточными капитальными ремонтами через каждые две тысячи операций.

  • ВНБ-10/630. Выключатель нагрузки 10 кв повышенной скорости отключения используют в нагруженных цепях с силой тока до 630A. У него нейтральный провод заземлен либо изолирован. Узлы применения – это одностороннего обслуживания камеры стационарные, подстанции трансформаторных устройств, шкафы распределителей комплектных, также ими проводят замену старых модификаций выключателей. Система гашения дуги при помощи выделения газа.
  • BHP-10/630. Работает по аналогии с выключателем BHA-10/630, но привод имеет только ручное исполнение. Может быть укомплектован заземляющими контактами и дополнительными предохранителями.

Вакуумные:

  • ВБСК-10-20/1000. Выключатели нагрузок, рассчитанные на напряжение до 12000 В, которые способны коммутировать цепи электрические (трехфазные с нейтралью изолированной) в режимах нормальной работы и в аварийных ситуациях. Устройства применяют во всех вышеперечисленных системах, а также когда проводят замену выключателей маломасляных. Выключатели этого типа имеют малые габариты, поэтому удобны для монтажа в разных типах распредкоробок.
  • BBTEL. Универсальный разъединительный прибор, система гашения дуги которого основана на затухании ее в глубоком вакууме. Фиксирует контакты дугогашения при замыкании электромагнитный механизм. Отличаются эти системы большим ресурсом и высокой износостойкостью. Они малогабаритны и не требуют ремонта.
  • BBT-10-20. Вакуумный тип выключателя с моторно-пружинным приводом, который предназначен для тех же целей, что и ВБСК-10-20/1000, но этот выключатель нагрузки 10 кв выдерживает только.

Устройства разъединители:

  • РВЗ-10/630 разработаны для коммутационных целей при работе с высоким напряжением, но отсутствием нагрузочных токов. При помощи их можно проводить переподключение и изменение схем, осуществляются ремонтные работы в безопасном режиме (обесточенные линии). Имеют конструкцию привода рычажного принципа действия.
  • РЛНД — выполняют те же функции, но допустимы для установки вне помещения.

Читать далее: Приточный вентиляционный клапан на пластиковые окна установка устройство виды

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Денис Серебряков/ автор статьи
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: