Устройство и принцип работы выключателя нагрузки

Содержание

Как устроен механизм выключателя

Устройство выключателя нагрузки состоит из рамы и вала. На раме закреплены шесть изоляторов опорных. Из этих изоляторов к раме, в нижней ее части, закреплены три, на которых расположены ножи-контакты. Оставшиеся контакты установлены на раме вверху. На них контакты главного назначения и дугогасительные. Чтобы осуществить движение к ножам-контактам, рычаги вала соединены с тягами из электроизоляционного материала.

В конечных точках вала имеется по паре пружин отключения. Они ускоряют процесс разъединения выключателя в момент высвобождения системы, где привод свободно расцепляется. В этих же местах установлены буферные резиновые прокладки, предотвращающие механические удары во время отключения.

В камерах дугогашения происходит процесс разъединения специальных контактов дугогасительных. Материал исполнения контактов – фенопласт с вкладышами на основе полиамида стеклонаполненного. Форма вкладышей и самих камер дугообразна. Такое конструктивное решение позволяет плавно заходить в них контактам дугогашения.

В процессе включения цепи в первую очередь происходит соединение дугогасительных контактов, далее замыкаются главные контакты с ножами. Когда нагрузку отключают, весь процесс происходит в обратной последовательности.

Положение контактов дугогашения при отключенной нагрузке характеризуется наличием видимой воздушной прослойки между ними и камерой, по принципу разъединителя обычного. В момент отключения появляется электрическая дуга, и все это сопровождается сильным излучением тепла, нагревающего полиамид стеклонаполненный. Последний образует газовыделение, гасящее дугу.

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: Высота розеток от пола по евростандарту — PMSR

Классификация выключающих модулей

Изделия, отвечающие за деактивацию нагрузки в электросети, производятся в нескольких разных вариантах. Классификация приборов осуществляется по методу гашения дуги, возникающей при деактивации нагрузки, и по типу дугопогашающей камеры. Выключатель нагрузки автогазового типа чаще всего монтируется в распределительных устройствах, обслуживающих боксах и на трансформаторных подстанциях. Активирующий привод в модуле бывает ручным и электрическим

Производители, работающие на рынке электрического оборудования, выпускают выключатели нагрузок следующих видов:

автогазовые – стенки камеры, нагреваясь под воздействием электрической дуги, выделяют специальный газ, который ее и поглощает;
вакуумные – в вакуумных выключателях используются свойства среды, в которой не распространяется электрическая дуга;
электромагнитные – электромагнитные реле воздействуют на дугу электромагнитным полем и таким способом меняют ее направление;
автопневматические – гасят электрическую дугу посредством сжатия воздуха, находящегося в камере, мощным пружинным элементом;
элегазовые – полость поглотительной камеры элегазовых выключателей наполнена электротехническим газом, состоящим из шестифтористой серы. Этот бесцветный тяжелый элемент в шесть раз тяжелее воздуха и очень быстро гасит возникшую при разъединении контакта электрическую дугу.

Автогазовые устройства сегодня распространены наиболее широко и пользуются максимальным спросом. Однако им буквально «наступают на пятки» вакуумные агрегаты, признанные специалистами самыми перспективными, прогрессивными, эффективными и надежными выключателями напряжения. В вакуумных выключателях камеры гашения снабжены дополнительной надежной изоляцией. Благодаря этому срок их службы и устойчивость к эксплуатационному износу существенно выше, нежели у автогазовых аналогов

Непосредственное управление приборами осуществляется с помощью ручного привода рычажного типа, оснащенного встроенным электромагнитом, позволяющим осуществлять дистанционное отключение.

Помимо выше описанных параметров выключатели нагрузки отличаются друг от друга по количеству полюсов контактов. Сегодня на рынке предлагаются одно-, двух- и трехполюсные модули, предназначенные для корректного отключения нагрузки в токоподающей системе.

Еще одна важна особенность – это конструкция исполнительного механизма.

Этот узел может бывает:

электромагнитным;
тепловым;
полупроводниковым;
комбинированным.

Последняя черта касается принципа установки модуля. Он может быть выдвижным, стационарным или неподвижным. Выбор осуществляется в зависимости от расположения электросети и внешних погодных условий в месте размещения.

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.

Выключатели вакуумного типа

Вакуум обладает электрической прочностью, многократно превышающей этот показатель у масла, элегаза и других сред, используемых в высоковольтных выключателях. Здесь увеличивается средний свободный пробег электронов, молекул, атомов и ионов при снижении давления.

Вакуумная камера включает в себя подвижный и неподвижный контакты, помещенные в плотную оболочку из керамического или стеклянного изоляционного материала. Сверху и снизу установлены металлические крышки и общий металлический экран. Подвижный контакт перемещается относительно неподвижного контакта с помощью специального сильфона. К выводам камеры подключается главная токоведущая цепь выключателя.

Вакуумный выключатель работает в следующем порядке.

В исходном положении контакты находятся разомкнутыми, поскольку на них через тяговый изолятор воздействует отключающая пружина.
Под действием приложенного к катушке электромагнита напряжения со знаком «плюс», в зазоре магнитной системы происходит нарастание магнитного потока.
Поток воздействует на якорь с силой, превышающей усилие отключающей пружины, после чего начинается движение якоря вверх совместно с тяговым изолятором и подвижным контактом вакуумной камеры.
Пружина отключения сжимается, в катушке возникает противо-ЭДС, снижающая ток и препятствующая его дальнейшему нарастанию.

Высокая скорость движения якоря исключает появление пробоев и шума работы контактов. Когда контакты замыкаются, якорь резко замедляет движение, поскольку на него начинает действовать пружина дополнительного поджатия контактов. Однако, по инерции он все равно двигается вверх, сжимая пружины отключения и дополнительного поджатия контактов. Чтобы отключить устройство к выводам катушки прикладывается напряжение с отрицательной полярностью.

https://youtube.com/watch?v=vL6jaEw9pRI

Конструктивные особенности

Каждая модификация низковольтного и высоковольтного вакуумного выключателя различается по своей компоновочной схеме. Это связано с работой при разном номинале значения тока и напряжения. Производители тоже не остаются в стороне. Каждый реализует свои инновационные идеи в железе, что сказывается на комплектности аппарата дополнительными элементами и компоновке. Мы же не будем разбираться в , а посмотрим на конструкцию аппарата в целом и разберемся, как он устроен и работает.

Выключатель состоит из общего корпуса с приводом коммутации, на котором закреплены 3 полюса силовых цепей. Внутри каждого установлена герметичная вакуумная камера, состоящая из контактной группы и специальных экранов, защищающих внутренние изолирующие поверхности от металлического налета, вследствие эрозии контактов.

Контактная система включает 2 элемента: неподвижный контакт, жестко закрепленный к нижнему фланцу, и подвижный, соединенный с верхним фланцем так, что герметичность вакуумной дугогасительной камеры не нарушается.

Конструкция вакуумного выключателя включает два элемента: подвижный и неподвижный контакты. Устройство оснащается тремя полюсами, на каждом из которых имеются пофазно установленные электромагнитные приводы. Эти приводы монтируются на одном основании.

Читать далее: Грунтовка бетоноконтакт кнауф технические характеристики

Размещенные внутри прибора фазные приводы соединяются друг с другом за счет вала, который осуществляет синхронизацию фаз и защищает от неполных фаз. Кроме того, вал предназначен для механической блокировки расположенных поблизости распределительных систем и управления индикацией расположения контактов.

В качестве примера рассмотрим особенности вакуумного выключателя от (серия BB/TEL).

Условные обозначения:

Вакуумная камера с функцией дугогашения.
Основание.
Крышка.
Вал синхронизации.
Дополнительные контакты.
Блокировочная тяга.
Привод.
Узел блокировочный торцевой.

На рисунке видно, что вакуумный выключатель нагрузки включает в себя три полюса, которые имеют пофазно встроенные приводы электромагнитного типа. Приводы установлены на общем основании. Все приводы соединяются друг с другом при помощи вала.

Особенности одного из полюсов с номинальным током 2 тысячи ампер показаны на рисунке ниже.

Вывод в верхней части.
Дугогасящая камера, вмонтированная в полые изоляторы. Подвижные контакты за счет изоляционных тяг скреплены жестким соединением с приводами.
Дополнительные контакты.
Кулак.
Блокировочная тяга.
Вал синхронизации.
Электромагнитный вал, оснащенный защелкой на магните.
Пружина для прижатия контактов.
Пружина отключения контактов.
Приводной якорь.
Кольцевой магнит.
Приводная катушка.
Плоский привод.
Тяговый изолятор.
Опорное изолирующее устройство.
Нижний вывод.

Магнитный привод может располагаться в одном из двух положений: «включено» или «выключено». Закрепление якоря в указанных положениях осуществляется без использования механических щеколд. Фиксация возможна благодаря упругой пружине в положении «выключено» и кольцевому магниту в положении «включено». Подключение и отключение производится за счет передачи управляющих импульсов разнополярных напряжений на обмоточную катушку привода.

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:

Во вложении паспорт на изделие. В нем Вы можете ознакомиться с техническими характеристиками более детально.

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

Выключатель нагрузки и автомат в чем разница

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.

Разновидности высоковольтных выключателей нагрузки

Автогазовые:

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: Коллектор для отопления: принцип работы, правила установки и подключения. Что такое распределитель тепла: преимущества, особенности работы и монтаж

Отличия от автоматического выключателя

Автоматический дифференциальный выключатель В домашних условиях часто используются другие устройства – автоматические дифференциальные выключатели. Их устанавливают на различные бытовые приборы для защиты от скачков напряжения. Они могут обесточить помещение при необходимости, защитить токоприемники и проводку от агрессивного воздействия высоких токов. Автоматические выключатели не подходят для частых отключений и выключений. Это может привести к быстрому износу модуля и выгоранию рабочего ресурса, после чего устройство придется менять. Для таких целей рекомендуется использовать модульные выключатели нагрузки. Коммутаторы ввода обеспечивают высокую безопасность распределительных щитов, бесперебойную подачу электричества, удобство размыкания цепи. Оптимальным вариантом является использование переключателя нагрузки и автомата одновременно. Тогда повышается безопасность электросети.

Главным отличием от автомата является невозможность работы в автоматическом режиме. Для переключения требуется внешнее вмешательство – ручное или дистанционное. Автомат срабатывает при достижении предельного тока. Также приборы могут отличаться по маркировке и внешнему виду.

Устройство и принцип работы автоматического выключателя.

На рисунке ниже представлено устройство автоматического выключателя с комбинированным расцепителем, т.е. имеющий и электромагнитный и тепловой расцепитель.

1 — корпус;
2,3 — нижняя и верхняя винтовые клеммы для подключения провода;
4 — неподвижный контакт;
5 — подвижный контакт;
6 — дугогасительная камера;
7 — гибкий проводник (применяется для соединения подвижных частей автоматического выключателя);
8 — механизм взвода и расцепления
9 — катушка электромагнитного расцепителя;
10 — рычаг управления;
11 — тепловой расцепитель (биметаллическая пластина);
12 — регулировочный винт;

Синими стрелками на рисунке показано направление протекания тока через автоматический выключатель.

Основными элементами автоматического выключателя являются электромагнитный и тепловой расцепители:

Электромагнитный расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов короткого замыкания. Он представляет из себя катушку с находящимся в ее центре сердечником который установлен на специальной пружине, ток в нормальном режиме работы проходя по катушке согласно закону электромагнитной индукции создает электромагнитное поле которое притягивает сердечник внутрь катушки, однако силы этого электромагнитного поля не хватает что бы преодолеть сопротивление пружины на которой установлен сердечник.

При коротком замыкании ток в электрической цепи мгновенно возрастает до величины в несколько раз превышающей номинальный ток автоматического выключателя, этот ток короткого замыкания проходя по катушке электромагнитного расцепителя увеличивает электромагнитное поле воздействующее на сердечник до такой величины, что его силы втягивания хватает на то что бы преодолеть сопротивление пружины, перемещаясь внутрь катушки сердечник размыкает подвижный контакт автоматического выключателя обесточивая цепь:

При коротком замыкании (т.е. при мгновенном возрастании тока в несколько раз) электромагнитный расцепитель отключает электрическую цепь за доли секунды.

Тепловой расцепитель обеспечивает защиту электрической цепи от токов перегрузки. Перегрузка может возникнуть при включении в сеть электрооборудования общей мощностью превышающей допустимую нагрузку данной сети, что в свою очередь может привести к перегреву проводов разрушению изоляции электропроводки и выходу ее из строя.

Тепловой расцепитель представляет из себя биметаллическую пластину. Биметаллическая пластина — эта пластина спаянная из двух пластин различных металлов (металл «А» и металл «В» на рисунке ниже) имеющих разный коэффициент расширения при нагреве.

При прохождении по биметаллической пластине тока превышающего номинальный ток автоматического выключателя пластина начинает нагреваться, при этом металл «B» имеет больший коэффициент расширения при нагреве, т.е. при нагреве он расширяется быстрее чем металл «A», что приводит к искривлению биметаллической пластины, искривляясь она воздействует на механизм расцепителя, который размыкает подвижный контакт. В простой схеме это выглядит так:

Время срабатывания теплового расцепителя зависит от величины превышения тока электросети номинального тока автомата, чем больше это превышение тем быстрее сработает расцепитель.

Как правило тепловой расцепитель срабатывает при токах в 1,13-1,45 раз превышающих номинальный ток автоматического выключателя, при этом токе превышающем номинальный в 1,45 раза тепловой расцепитель отключит автомат через 45 мин — 1 час.

Время срабатывания автоматических выключателей определяется по их время-токовым характеристикам (ВТХ)

При любом отключении автоматического выключателя под нагрузкой на подвижном контакте образуется электрическая дуга которая оказывает разрушающее воздействие на сам контакт, причем чем выше отключаемый ток, тем мощнее электрическая дуга и тем большее ее разрушающее воздействие. Для сведения к минимуму ущерба от электрической дуги в автоматическом выключателе она направляется в дугогасительную камеру, которая состоит из отдельных, параллельно установленных пластин, попадая между этих пластин электрическая дуга дробится и затухает.

Классификация оборудования

Для обеспечения стабильной работы электрооборудования могут использоваться следующие типы масляных выключателей:

Система с большой емкостью и маслом в ней – баковые.
Использующие диэлектрические элементы и небольшое количество масла – маломасляные.

Схема масляного выключателя имеет специальное устройство для гашения образованной дуги во время разрыва цепи. По принципу действия дугогасительных устройств подобное оборудование делится на следующие группы:

С использованием принудительного дутья рабочей среды. Подобное устройство имеет специальный гидравлический механизм для создания давления и подачи масла в месте разрыва цепи.
Магнитное гашение в масле проводится при использовании специальных электромагнитах элементов, которые создают поле, перемещающее дугу в узкие каналы для разрыва созданной цепи.
Масляный выключатель с автодутьем. Схема масляного выключателя данного типа предусматривает наличие специального элемента в системе, который осуществляет выделение энергии из образованной дуги для передвижения масла или газа в баке.