Выключатель нагрузки: функции, устройство, особенности выбора и установки
Для реализации ремонта в энергосистеме, находящейся под нагрузкой, или для замены техники необходимо отключить электрический поток. Выключатель нагрузки служит для этой цели, корректно разделяя токоведущую цепь и гасит электрическую дугу, которая появляется при размыкании контактов благодаря своей дугогасительной камере.
В данной статье мы подробно рассмотрим различные типы выключателей нагрузки и их принцип работы, обеспечивающие защиту оборудования и безопасность выполнения последующих работ. Также будут представлены технические характеристики популярных в бытовых условиях моделей и рекомендации по выбору и эксплуатации этих устройств.
Подробное описание устройства
Выключатель нагрузки — это современное коммутационное оборудование, оснащенное дугогасительной камерой и механизмом для автоматического или ручного управления.
Он используется для механического размыкания и соединения группы контактов на участке электрической цепи переменного тока, находящейся под нагрузкой. Подходит для переключения цепей как низкого, так и высокого напряжения.
Устройства отключения характеризуются увеличенной рукояткой, а диапазон рабочей температуры колеблется от -40 до +50 °C. Специальные насечки на зажимах контактов уменьшают тепловые потери и повышают прочность соединения.
Выключатель не предназначен для эксплуатации в случае короткого замыкания, так как он предназначен для гашения маломощных дуг и отключения номинальной нагрузки.
Автогазовые выключатели нагрузки обычно устанавливаются в производственных помещениях и на широких площадях предприятий. Такие устройства легко в эксплуатации и могут обслуживаться персоналом, даже не имеющим высокой квалификации.
Эти приборы относятся к категории высоковольтных и в основном устанавливаются в электрических системах, работающих на напряжении от 6 до 10 киловольт, где отсутствует автоматическая защита от короткого замыкания.
Выключатель оснащён усиленными контактами, срок службы которых значительно превышает эксплуатационный период обычных автоматов. Это обеспечивает безопасное отключение энергии на линии, находящейся под нагрузкой, для проведения необходимых операций.
Некоторые высокотехнологичные модели имеют специальные просмотровые окна, позволяющие визуально оценить состояние контактов рубильника — сомкнуты они или разомкнуты.
Конструкция устройства для отключения нагрузки основана на прочной сварной раме, имеющей специальный вал и шесть опорных изоляторов.
К трем изоляторов, находящимся внизу, на петлях прикреплены контактные ножи, а на верхней части находятся главные и дугогасительные контакты. Изоляционные тяги передают движение от валов рычажных элементов к контактным ножам.
Убедитесь, что агрегат оснащён отключающими пружинами, приваренными к концам вала, которые обеспечивают быструю деактивацию устройства после освобождения механизма расцепления провода.
Контакты, способствующие гашению дуги, размыкаются в специально разработанных дугогасительных камерах, изготовленных из фенопласта, обладающего высокой механической прочностью и коррозионной стойкостью, а также выдающимися электроизоляционными характеристиками.
Внутренние элементы камер сделаны из стеклонаполненного полиамида, известного своей плотной структурой и устойчивостью к ударам. Уникальная форма камер позволяет подвижным контактам проходить внутрь без дополнительных усилий.
Приборы отключения нагрузки в электросетях применяются для прекращения и возобновления подачи напряжения на подстанциях, отвечающих за распределение электроэнергии в городской и сельской местности.
При включении устройства сначала замыкаются дугогасительные контакты, а затем основное соединение. В процессе отключения происходит обратный порядок: сначала размыкаются главные контакты, а затем дугогасительные.
Монтаж переносного заземления на устройство отключения напряжения является залогом безопасности сети, позволяя проводить любые запланированные или ремонтные работы на электросистеме без риска.
В неактивном режиме подвижный дугогасительный контакт образует видимый воздушный промежуток с камерой, аналогично тому, как это сделано в обычном разъединителе. При отключении между дугогасительными контактами возникает дуга.
При высокой температуре дуги вставка из стеклонаполненного полиамида выделяет специфические газы, которые, попадая в камеру, эффективно гасят дугу, обеспечивая безопасность дальнейшей работы с токовой цепью и электрическим оборудованием.
Элементы для отключения нагрузки отличаются друг от друга следующими техническими параметрами:
- метод крепления;
- уровень номинального тока;
- основная комплектация;
- наличие дополнительных функций;
- конструктивные особенности модуля;
- номинальное напряжение.
Большинство бытовых выключателей, в отличие от промышленных моделей, выполнены с ручным управлением и отключают ток не более 100 ампер. Чтобы избежать перегрева контактов во время работы, следует выбирать выключатели так, чтобы их номинальный ток превышал общий ток нагрузки.
Приборы для отключения нагрузки имеют маркировку «ВН» и усиленную рукоятку управления, что помогает избежать путаницы с внешне схожими устройствами – автоматами.
В отличие от традиционных автоматических выключателей, деактиваторы нагрузки оснащены прочными контактами, способными долго работать без сбоев.
Повышенная надежность модулю предоставляется следующими характеристиками:
- автоматическая блокировка рукоятки управления от непреднамеренного включения;
- наличие просмотровых окон для визуального контроля состояния контактов на всех этапах работы;
- двойное размыкание цепных контактов, что обеспечивает полное отключение питания и безопасность при проведении ремонтных работ.
Всё это делает выключатели нагрузки крайне полезными и привлекает потребителей к покупке этих устройств для повышения надежности и безопасности эксплуатации электросистемы.
Классификация выключающих устройств
Приборы, отвечающие за отключение нагрузки в электрических системах, выпускаются в различных вариантах. Классификация выполнена по методу гашения дуги и по типу дугогасительной камеры.
Автогазовые выключатели чаще всего устанавливаются в распределительных устройствах, подстанциях и трансформаторных боксах. Приводы модулей могут быть как ручными, так и электрическими.
Производственные компании, занимающиеся электрическим оборудованием, предлагают выключатели нагрузки следующих видов:
- автогазовые – в камерах, нагревающихся под действием дуги, выделяется газ, способствующий её гашению;
- вакуумные – используют свойства среды, где электрическая дуга не распространяется;
- электромагнитные – воздействуют на дугу с помощью электромагнитного поля, изменяя её направление;
- автопневматические – гасят электрическую дугу, используя сжатый воздух внутри камеры;
- элегазовые – камеры этих выключателей заполнены гелем, состоящим из шестифтористой серы, который быстро гасит дугу.
Телескопические устройства пользуются большой популярностью, однако вакуумные выключатели считаются наиболее перспективными и эффективными на сегодняшний день.
В вакуумных выключателях используется дополнительная надежная изоляция камер, что увеличивает срок службы и устойчивость к износу по сравнению с автогазовыми моделями.
Управление устройствами осуществляется ручным приводом с рычагом и встроенным электромагнитом для дистанционного отключения.
Кроме перечисленных характеристик, выключатели нагрузки различаются по количеству полюсов. В настоящее время на рынке доступны одно-, двух- и трехполюсные модели, подходящие для корректного отключения нагрузки в энергоснабжающей системе.
Еще одной важной характеристикой является конструкция механизма действия.
Исполнительные механизмы могут быть:
- электромагнитными;
- тепловыми;
- полупроводниковыми;
- комбинированными.
Также стоит обратить внимание на принцип установки модуля: он может быть выдвижным, стационарным или неподвижным и выбирается в зависимости от размещения электросети и климатических условий.
Технические характеристики устройства
Устройства, которые отключают нагрузку, размыкая электрическую цепь, обладают разнообразными технико-эксплуатационными характеристиками. Эти параметры играют ключевую роль в выборе подходящего оборудования и его корректной установке.
Параметр номинального напряжения показывает рабочее напряжение, на которое прибор ориентирован по данным производителя.
Максимальное рабочее напряжение обозначает предельно допустимое высокое значение напряжения, при котором устройство может функционировать нормальным образом, не теряя работоспособность. Как правило, этот параметр превышает номинальное значение на 5-20%.
Электрический ток, который может проходить через устройство без негативного влияния на его компоненты и изоляцию, называется номинальным током. Его значение критически важно при выборе и покупке устройства для отключения нагрузки.
Допустимый сквозной ток показывает уровень тока, который может пройти через выключатель в условиях короткого замыкания, оставаясь при этом в рабочем состоянии.
Ток электродинамической стойкости отражает способность устройства выдерживать ток короткого замыкания без механических повреждений в первые моменты воздействия.
Ток термической стойкости обозначает максимальный порог тока, нагрев которого не повлияет на работоспособность устройства в течение определенного времени.
Кроме того, важны также конструктивные особенности приводов и физические параметры устройств, такие как размер и вес. Эти характеристики помогают определить оптимальное место для установки, чтобы устройства работали эффективно и выполняли поставленные задачи.
Среди безусловных преимуществ выключателей нагрузки выделяются следующие пункты:
- простота производства;
- легкость в использовании;
- доступная цена по сравнению с другими типами выключателей;
- удобство включения и выключения номинальных токов;
- явный разрыв контактов, обеспечивающий безопасность работ на подключенных линиях (дополнительные разъединители не требуются);
- недорогая защита от перегрузок с помощью предохранителей, обычно заполненных кварцевым песком (например, ПКТ, ПК, ПТ).
Хотя такие устройства имеют невысокую стоимость и просты в обслуживании, автогазовые модели воспринимаются как устаревшие, и их планово заменяют более современными вакуумными системами в процессе ремонта или обновления электрообеспечения.
Автогазовым модулям часто ставят в недостаток ограниченный срок службы, связанный с постепенно возникающим эффектом выгорания деталей, которые формируют газ в камере гашения дуги.
Тем не менее, этот вопрос можно решить, используя недорогостоящие компоненты, такие как элементы газогенерации и парные контакты, которые легко заменяются даже людьми с низкой квалификацией.
Что следует учитывать при выборе?
При выборе выключателя нагрузки важно помнить, что его основное назначение заключается не столько в защите электроприборов, сколько в предотвращении перегрева и повреждения проводки.
Чтобы правильно выбрать оборудование, необходимо заранее узнать сечение кабеля, который идет в квартирный или домовой щиток, а также значение тока, на который он рассчитан.
Вакуумные модули становятся все более популярными благодаря своим компактным размерам, что облегчает их интеграцию в различные распределительные коробки.
Полученные данные следует сопоставить с заводскими параметрами выключателя. Ток отсечки аппарата должен быть немного ниже предельного допустимого тока для проводки.
Вакуумные выключатели нагрузки – это современный тип электрических компонентов, который повышает уровень безопасности, не образуя отходов горения и не загрязняя атмосферу.
Если пропускная способность провода значительно превышает потребляемую нагрузку, рекомендуется рассмотреть возможность приобретения автоматического выключателя.
Чтобы определить необходимые параметры устройства, сначала суммируют мощности всех электрообладений в помещении. К общей сумме добавляют 5-15% для запаса и, применяя закон Ома, вычисляют общий ток потребления. Затем выбирается автомат с немного большим током срабатывания, чем рассчитанный.
Область применения выключателей в обиходе
В частных жилых домах и квартирах в основном используются автоматические выключатели, позволяющие обесточивать помещения для проведения ремонтных работ или технического обслуживания электрических систем.
Тем не менее, эти устройства не являются панацеей. Их основная задача заключается в обеспечении защиты кабелей и потребителей от негативного воздействия перегрузок. Отключение цепи является второстепенной функцией, выполняемой этими устройствами.
Производители электросистем всегда подчеркивают в документации, что автомат не предназначен для частых переключений. Максимальная частота отключений не должна превышать 6 раз в час.
Регулярное отключение электроэнергии с использованием автоматов не считается хорошей практикой, особенно если нагрузка не снимается с розетки. Это ведет к более быстрому износу модуля и сокращению заявленного заводом срока его службы.
Если устройство работает некорректно или обнаруживается дефект, лучше не разбирать прибор, а просто заменить его новым.
В процессе эксплуатации контакты внутри корпуса начинают выгорать и чернеть, что приводит к снижению номинальной пропускной способности и потере функционала. В таких случаях владельцам придется срочно заменить устройство.
Игнорирование данной проблемы может привести к обострению ситуации, когда следующее короткое замыкание повредит проводку, вызовет воспламенение автомата и возможные серьезные последствия.
В групповых электрощитах устройства отключения нагрузки часто используются в качестве вводных выключателей. Через них осуществляется подключение силового кабеля от подстанции или другого щитка.
Именно поэтому специалисты советуют для частых отключений применять надежные и современные выключатели нагрузки, а не стандартные автоматы.
Эти устройства сделают электрощит большей безопасностью, обеспечат надежное электроснабжение помещений и позволят быстро отключить цепь для проведения профилактических или ремонтных работ.
Установка выключателя для отключения нагрузки на входе распределительного щитка позволяет обезопасить сам щиток и корректно заменить неисправные автоматические устройства.
С помощью такого аппарата можно легко отключить любое помещение от центральной сети для проведения планового обслуживания или ремонта, обеспечивая полную безопасность и быстроту действий для сантехников и электриков.
Выводы и полезное видео по теме
Дополнительную информацию о выключателях нагрузки можно найти в приведенных ниже видеороликах, где специалисты делятся своим опытом и советами по монтажным работам.
Тонкости установки выключателей нагрузки: подробная пошаговая инструкция от мастера.
Ясное и доступное объяснение правил и назначения устройства от квалифицированного электрика.
Обзор модульного выключателя нагрузки от компании Hyundai — доступное решение для коммутации электрической цепи.
Особенности работы выключателя нагрузки ВН32-100 и его применение в электрических цепях переменного тока с номинальным напряжением 230-400В.
Надежный выключатель нагрузки повышает уровень безопасности электросистем и помогает своевременно отключать токовую цепь для устранения неисправностей или замены оборудования.
Наличие выключателя способствует защите проводки в домах и квартирах от преждевременного износа и значительно удлиняет срок ее службы.
Если у вас есть опыт выбора защитного устройства для электросистемы вашего дома или квартиры, поделитесь им в комментариях. Ваши вопросы, советы побуждающие к обсуждению и фотографии будут полезны для посетителей нашего сайта.
