Выключатель нагрузки: назначение, устройство, особенности выбора и монтажа

Чтобы провести ремонт находящегося под нагрузкой фрагмента электросети или осуществить замену оборудования, необходимо прервать подачу тока в систему. Сделать это поможет выключатель нагрузки. Он корректно разъединит токоведущую цепь и благодаря наличию камеры погасит электрическую дугу, возникающую при размыкании контактов.

В представленной нами статье детально описаны разновидности и принцип действия приборов, обеспечивающих сохранность оборудования и безопасность проведения последующих работ. Приведены технические характеристики востребованных в быту моделей. Даны рекомендации по выбору и эксплуатации защитного устройства.

Подробное описание прибора

Выключатель нагрузки представляет собой прогрессивный коммутационный прибор, снабженный дугогасительной камерой и приводом для автоматического или механического управления.

Предназначается для механического размыкания/смыкания группы контактов на участке находящейся под нагрузкой электрической цепи переменного тока. Подходит для коммутирования цепей низкого и высокого напряжения с рабочей нагрузкой.

Отключающие устройства имеют расширенную рукоятку. Диапазон рабочих температур колеблется в пределах от –40 — +50 °С. Насечки на контактовых зажимах уменьшают теплопотери и увеличивают механическую устойчивость соединения

При коротком замыкании не используется, так как разработан для погашения маломощной дуги и снятия номинальной нагрузки.

В производственных цехах и на предприятиях, занимающих большую площадь, обычно устанавливают автогазовые выключатели нагрузки. Эти элементы просты в эксплуатации и легко ремонтируются персоналом даже с невысокой квалификацией

Относится к классу высоковольтных приборов и, как правило, размещается в электрических установках, функционирующих под напряжением 6-10 киловольт, не оснащенных автоматической системой, предохраняющей сеть от короткого замыкания.

Прибор снабжен усиленными контактами, имеющими пролонгированный срок службы, значительно превышающий эксплуатационный период контактных соединений у простых автоматов. Это обеспечивает возможность абсолютно безопасно обесточить находящуюся под нагрузкой линию и произвести все необходимые мероприятия.

Отдельные продвинутые модули выключателей нагрузки снабжены специальным просмотровым окошкам. Через него можно наглядно убедиться в каком состоянии – сомкнутом или разомкнутом – в конкретный данный момент находятся контакты рубильника

Устройство для отключения нагрузки состоит из прочной сварной рамы, снабженной специальным валом. На ней стоят 6 опорных изоляторов.

К трем, располагающимся в нижней части, шарнирно прикрепляются контактные ножи, а на остальных элементах, находящихся наверху, держатся главные и дугогасительные контакты. Изоляционные тяги корректно осуществляют передачу движения от валовых рычажных элементов непосредственно к контактным ножам.

Агрегат снабжен отключающими пружинами, приваренными к концам вала. Они позволяют с определенной скоростью деактивировать выключатель после того, как механизм свободного расцепления провода оказывается освобожденным

Контакты, отвечающие за дугогашение, размыкаются в специальных дугогасительных камерах, изготовленных из фенопласта. Этот материал имеет высокую механическую и коррозийную стойкость, демонстрирует чрезвычайную прочность и обладает беспрецедентно высокими электроизоляционными характеристиками.

Внутренние вкладыши, находящиеся в камерах, сделаны из стеклонаполненного полиамита, отличающегося плотной структурой и ударной устойчивостью. Дугообразная форма камер и вкладышей дает возможность подвижным дугогасительным контактам входить внутрь легко и без напряжения.

Приборы для выключения нагрузки в электрических сетях применяют для прерывания/возобновления подачи напряжения на подстанциях, отвечающих за распределение электроэнергии в городской и сельской местности

При активации прибора в первую очередь замыкаются дугогасительные контакты, а уже следом за ними ножи замыкают основные контакты. В момент отключения все происходит наоборот: сначала размыкаются главные и только после них дугогасительные контакты.

Монтаж переносного заземления на устройство отключения напряжения обеспечит безопасность сети и позволит без риска проводить любые плановые или ремонтные работы с электросистемой и оборудованием

В неактивном режиме подвижный дугогасительный контакт создает четко видимый воздушный промежуток с дугопоглащающей камерой, точно такой же, как в традиционном разъединителе. Непосредственно в момент отключения между дугогасительными контактами образуется дуга.

Под воздействием высокой температуры дуги вкладыш из стеклонаполненного полиамида выделяет специфические газы. Этот поток, появившийся в камере, гасит дугу, обеспечивая дальнейшую безопасность для работы с токовой цепью и электрооборудованием.

Элементы, отвечающие за выключение/включение нагрузки, отличаются друг от друга по следующим техническим характеристикам:

• способ крепления;
• уровень номинального тока;
• базовая комплектация;
• наличие и количество дополнительных функций;
• конструкционные особенности модуля;
• номинальное напряжение.

Большинство бытовых выключателей, в отличие от промышленных приборов, управляются вручную и отключают токовый поток не более 100 ампер. Чтобы контакты не перегревались в процессе работы и потенциально возможной перегрузки, изделие приобретают так, чтобы показатель его номинального тока обязательно превышал общий токовый поток нагрузок потребителей.

Прибор, предназначенный для отключения нагрузки, имеет буквенную маркировку – ВН и более широкую рукоятку управления. Эти позиции служат ориентиром потребителю и не дают ему перепутать агрегат с другим внешне похожим устройством – автоматом

В отличие от классического выключателя-автомата нагрузочный деактиватор оснащен усиленными контактами, способными выдерживать продолжительную работу.

Повышенную надежность модулю обеспечивают такие позиции, как:

• автоматическая блокировка управляющей ручки от несанкционированного включения;
• наличие просмотровых окошек, позволяющих визуально убедиться в разрыве контактов и дающих возможность контролировать ситуацию на всех этапах работы;
• двойной разрыв цепных контактов, обеспечивающий полное отключение питания и гарантирующий безопасность всех проводимых ремонтно-обслуживающих мероприятий.

Все эти параметры делают выключатели напряжения очень полезными для использования и располагают потребителя к покупке таких приборов и внедрении их в электрическую систему для повышения надежности и обеспечения безопасности эксплуатации.

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.

Технические характеристики устройства

Приборы, осуществляющие выключение нагрузки путем размыкания электрической цепи, обладают различными техническими характеристиками. Все они имеют важное значение и становятся определяющими при выборе подходящего для приобретения агрегата и его последующего монтажа.

Показатель номинального значения напряжения отражает рабочее напряжение электротехнического прибора, на которое он изначально рассчитан производителем.

Максимальное значение рабочего напряжения показывает крайне возможное допустимое высокое напряжение, при котором выключатель способен функционировать в нормальном режиме без ущерба для своей работоспособности. Обычно эта цифра превышает размер номинального напряжения на 5-20%.

Поток электрического тока, при прохождении которого уровень прогрева изоляционного покрытия и частей токопровода не препятствует нормальной работе системы и может быть выдержан всеми элементами в течение неограниченного времени, называется номинальным током. Его значение обязательно учитывается при выборе и покупке выключателя нагрузки.

Величина сквозного тока допустимых пределов демонстрирует, какой объем тока, протекающего по сети в режиме короткого замыкания, сможет выдержать установленный в системе выключатель нагрузок.

Ток электродинамической стойкости отражает величину тока короткого замыкания, которая, воздействуя на прибор в течение нескольких первых периодов, не оказывает на него никакого негативного воздействия и механически его никак не повреждает.

Ток термической стойкости определяет предельный уровень тока, чье нагревающее действие на протяжении определенного отрезка времени не выводит из строя выключатель нагрузки.

Также очень важны техническое выполнение привода и физические параметры приборов, определяющие общий размер и массу устройства. Ориентируясь на них, можно понять, где удобнее будет разместить аппараты, чтобы они корректно работали и четко выполняли поставленные задачи.

Среди безусловных положительных качеств устройств, отвечающих за отключение нагрузки, находятся следующие позиции:

• простота и доступность в изготовлении;
• элементарный способ эксплуатации;
• очень низкая стоимость готового изделия по сравнению с другими видами выключателей;
• возможность комфортной активации/деактивации номинальных токов нагрузок;
• видимый глазу разрыв между контактами, обеспечивающий полную безопасность любых работ на отходящих линиях (монтаж дополнительного разъединителя не требуется);
• недорогая защита от сверхтокового потока посредством предохранителей, как правило, заполненных кварцевым песком (тип ПКТ, ПК, ПТ).

Из минусов выключателей всех типов наиболее часто упоминается способность коммутировать только номинальные мощности, не работая при этом с токами аварийного режима.

Несмотря на дешевизну в стоимости и обслуживании, автогазовые модули признаны устаревшими и при плановом обслуживании или во время реконструкции сетей и подстанций их целенаправленно заменяют на более современные вакуумные элементы

Автогазовым модулям обычно ставят в упрек ограниченный рабочий ресурс, обусловленный постепенным выгоранием внутренних деталей, генерирующих образование газа в дугогасительной камере.

Однако этот момент вполне решаем, причем небольшими средствами, так как элементы газогенерации и парные контакты, предназначенные для дугопоглащения, стоят очень недорого и легко заменяются, причем, не только профессионалами, но и рабочими с невысокой квалификацией.

Что учитывать при выборе?

Планируя приобретение выключателя нагрузок, следует помнить, что аппарат в первую очередь предназначен не для защиты электроприборов, а для предохранения проводки от перегрева, прогорания и перенапряжения.

Чтобы покупка оказалась правильной, а устройство справилось с поставленными задачами, предварительно обязательно выясняют сечение входящего в квартирный или домовый щиток кабеля и уровень тока, на который он рассчитан.

Модули вакуумного типа завоевывают все большую популярность. Они имеют небольшие внешние габариты и за счет этого становятся удобны для встраивания в различные типы распределительных коробок

Когда эта информация получена, ее сопоставляют с заводскими характеристиками выключателя нагрузок. Показатель тока срабатывания у аппарата должен быть немного меньшим, нежели предельно допустимый ток для провода.

Вакуумные выключатели нагрузки – это прогрессивный вид сопутствующих электрических деталей. Он существенно повышает уровень базовой безопасности системы, не создает продуктов горения и не выбрасывает их в атмосферу

Если пропускная способность кабеля гораздо выше, чем ток потребления нагрузки, рассматривают покупку автоматического модуля под нагрузку.

Чтобы определить нужные параметры устройства, сначала суммируют мощность всех, имеющихся в жилом помещении электрических приборов. К полученной сумме добавляют от 5 до 15% на запас и по формуле закона Ома определяют общий суммарный ток потребления. Затем покупают автомат, имеющий ток срабатывания чуть больший, чем рассчитанный.

Область применения выключателей в быту

Обычно в частных домах и квартирах используют автоматические выключатели. С их помощью, в случае надобности, обесточивают жилые помещения и проводят все необходимые монтажные работы, связанные с плановым обслуживанием или ремонтом электрических сетей.

Однако эти приборы – отнюдь не панацея. Автоматы в первую очередь служат для предохранения токоприемников и электрической проводки от агрессивного воздействия сверхтоков. Разрыв цепи относится к второстепенным задачам, которые выполняют эти приборы.

Компании, занимающиеся изготовлением элементов электросистемы, в сопроводительной документации всегда указывают, что автомат не предусматривает частой коммутации. Максимальный режим отключения не должен превышать 6 раз в час

Регулярное отключение энергии при помощи автомата – не самая удачная идея. Особенно, если при этом от розетки не отводится нагрузка. Модуль в этом случае изнашивается гораздо быстрее и выбирает свой рабочий ресурс за более короткое время, нежели было заявлено заводскими характеристиками.

Если модуль отключения нагрузки работает некорректно или в самом приборе выявился дефект, не стоит разбирать устройство и пытаться его чинить. Разумнее приобрести новый аппарат и вмонтировать его на место старого (неисправного)

Внутри корпуса постепенно выгорают и чернеют контакты, а само изделие теряет номинальную пропускную способность, перестает выполнять свои задачи и потом выходит из строя. Хозяевам в этой ситуации приходится в срочном порядке менять прибор.

Если проигнорировать этот момент, следующее короткое замыкание испортит проводку, спровоцирует воспламенение автомата и, возможно даже, приведет к более серьезным последствиям.

В групповых щитках прибор отключения нагрузки часто используется в качестве вводного коммутатора. Именно через него к распределителю подсоединяется силовой кабель, идущий от подстанции или другого щитка

Именно поэтому специалисты рекомендуют для частых отключений использовать не обычные автоматы, а прогрессивные и надежные выключатели нагрузки.

Эти элементы повысят безопасность электрощитков, обеспечат качественное, бесперебойное питание электричеством любого жилого помещения и позволят, в случае необходимости, удобно и быстро разомкнуть цепь, провести ремонтно-монтажные мероприятия любой сложности и снова подключить жилье к общей подающей энергию системе.

Установка прибора для деактивации нагрузок на входе в распределительный щиток позволяет снять напряжение с самого щитка и корректно заменить вышедшие из строя автоматические выключатели.

При наличии такого аппарата очень легко отключить любое помещение от централизованной питающей сети с целью планового обслуживания или выполнения необходимых ремонтных работ. Агрегат обеспечит полную безопасность мастеру и позволит быстро устранить все обнаруженные неполадки.

Выводы и полезное видео по теме

Еще больше о выключателях нагрузки — в представленных ниже видеороликах, где специалисты делятся опытом работы и нюансами монтажа.

Особенности монтажа выключателя нагрузок. Пошаговая инструкция от мастера.

Подробное и понятное описание, правила корректного использования и прямое назначение устройства от профессионального электрика.

Обзор модульного выключателя нагрузки, изготовленного компанией Hyundai. С помощью этого прибора можно недорого решить вопрос коммутации электрической цепи.

Особенности функционирования выключателя нагрузки ВН32-100 и практика применения этого прибора в качестве выключателя в электроцепях переменного 50-60 Гц тока с номинальным сетевым напряжением 230-400В.

Практичный и надежный выключатель нагрузок способствует повышению уровня безопасности эксплуатации электрической сети и помогает своевременно разомкнуть токовую цепь в нужном месте и ликвидировать возникшую поломку либо заменить вышедшее из строя оборудование.

Наличие выключателя обеспечивает сохранность внутридомовой или внутриквартирной проводки, оберегает ее от преждевременного износа и существенно увеличивает срок ее службы.

Хотите рассказать о том, как подбирали защитное устройство для электросети в собственном доме/квартире? Располагаете информацией, которая будет полезна посетителям сайта? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы, делитесь сведениями и фото по теме статьи.