Nashidvery.ru

Наши Двери
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Выключатель нагрузки. Виды и применение. Устройство и работа

Выключатель нагрузки. Виды и применение. Устройство и работа

Выключатель нагрузки — для проведения безопасных работ по замене и ремонту электрооборудования, электрической цепи, работающей под нагрузкой, иногда требуется обесточить сеть, отключив электроэнергию. При отключении цепи под нагрузкой образуется электрическая дуга во время размыкания контактов. Это может привести к обгоранию контактов и другим неисправностям электрооборудования.

Чтобы процесс отключения электроэнергии под нагрузкой стал более безопасным, используют специальное устройство – выключатель нагрузки. Он представляет собой простой разъединитель цепи, оборудованный дугогасительной камерой. Такие устройства впервые появились еще в прошлом веке. Они были оснащены только разъединителем и плавкими вставками, защищающими от короткого замыкания и перегрузки. Такой выключатель был способен работать с небольшими мощностями, в отличие от современных моделей.

Выключатель на сегодняшний день способен отключать цепь с дистанционным управлением, вручную или автоматически. Такой вид устройства стал популярным для коммутации цепей высокого и низкого напряжения с рабочей нагрузкой. Однако его запрещается использовать при коротком замыкании, так как он предназначен для погашения маломощной дуги только обесточивания номинальной нагрузки.

Выключатель нагрузки может производиться нескольких видов, в зависимости от метода гашения дуги при выключении нагрузки, и типа дугогасительной камеры.

  • Вакуумные . В таких выключателях применяются свойства вакуума. Электрическая дуга в вакууме не распространяется.
  • Автогазовые . Электрическая дуга гасится под воздействием выделяемого из стенок камеры газа, из-за их нагревания электрической дугой.
  • Гашение дуги в автопневматическом выключателе нагрузки происходит путем сжатия воздуха мощной пружиной. Аналогичный принцип работы имеет электромагнитный выключатель нагрузки.
  • Электромагнитные выключатели меняют направление дуги под действием электромагнитного поля.
  • Элегазовые . Гашение электрической дуги происходит в среде электротехнического газа, который состоит из шестифтористой серы. Это тяжелый бесцветный газ, который тяжелее воздуха в шесть раз.
По количеству полюсов контактов:
  • Однополюсные.
  • Двухполюсные.
  • Трехполюсные.
По конструкции исполнительного механизма:
  • Тепловые.
  • Электромагнитные.
  • Полупроводниковые.
  • Комбинированные.
По типу установки:
  • Стационарные.
  • Неподвижные.
  • Выдвижные.
Vykliuchatel nagruzki foo1
Условные обозначения и маркировка

Выключатели отличаются по многим параметрам: расположению привода, напряжению, току, креплению и т.д.

В качестве примера рассмотрим обозначение ВНРп 10/400-10зп

Vykliuchatel nagruzki VNRp 10/400-10zp

  • «В» — выключатель.
  • «Н» — нагрузки.
  • «Р» — привод выключателя ручной.
  • «п» — со встроенными предохранителями
  • «10» — номинальное напряжение 10 кВ.
  • «400» — номинальный ток 400 ампер.
  • «10» — сквозной ток.
  • «З» — выключатель оснащен заземляющими ножами.
  • «П» — ножи расположены за предохранителями.
Устройство и принцип работы

Для обесточивания сети при коротком замыкании в устройство выключателя устанавливают предохранители. Такой принцип чаще применяется в маломощных цепях, где задачей предохранителей является обесточивание цепи при чрезмерной нагрузке.

Такое устройство снижает стоимость выключателей. В распределительных устройствах им требуется немного места, в отличие от выключателей повышенной мощности для такого же напряжения. Камеры для гашения электрической дуги заполняются газогенерирующими материалами или маслом. Также допускается использование дугогасительных решеток, выполненных из металлических или керамических пластин.

Любые выключатели нагрузки состоят из пружинного механизма и силовых контактов, рассчитанных на наибольшее напряжение 10 кВ, и отключающий ток 400 А. В устройстве также имеются заземляющие ножи. Главным компонентом устройства является разъединитель, имеющий три полюса. К каждому полюсу присоединены пружины и камеры гашения электрической дуги.

Читайте так же:
Выключатель авв 380в 160а

Все полюсы размещены на сварной раме. Опорный изолятор состоит из вывода полюса и подвижного контакта на шарнире. На верхнем изоляторе находится дугогасительная камера со вторым выводом полюса и неподвижным контактом.

Основной подвижный контакт состоит из двух стальных пластин. В центре расположен дугогасительный контакт, состоящий из тонкой медной изогнутой шины. Выключатель воздействует своим валом на передвижные контакты. Вал соединен фарфоровой тягой с контактами. Выключение питания осуществляется пружинами, натянутыми при включении питания.

В камере гашения дуги находится неподвижный контакт, с помощью которого гасится электрическая дуга. К этому контакту подключен основной неподвижный контакт. Пластиковый корпус камеры состоит из двух половин, скрепленных винтами друг с другом. В корпусе имеются вкладыши, выполненные в виде газогенерирующего материала.

Технические параметры
Выключатель нагрузки имеет следующие характеристики:
  • Метод крепления.
  • Номинальный ток.
  • Наличие дополнительных функций.
  • Комплектность.
  • Вид конструкции выключателя.
  • Номинальное напряжение.

Бытовые выключатели имеют ручное управление, в отличие от промышленных образцов, и способны отключать ток не выше 100 ампер.

Выключатель выбирают с номинальным током, превышающим общий ток нагрузок потребителей. В противном случае при перегрузке линии контакты выключателя будут перегреваться. Если автомат рассчитан на ток 20 ампер, то подключенный последовательно к нему выключатель напряжения выбирают на 25 или 32 ампера. По внешнему виду автомат и выключатель нагрузки идентичны, однако на корпусе выключателя имеется маркировка ВН, а управляющая рукоятка большего размера.

Vykliuchatel nagruzki vidy

Выключатель нагрузки, в отличие от автоматического выключателя, имеет усиленные контакты, которые способны работать длительное время.

Для повышения надежности используют следующие методы:
  • Блокировка управляющей рукоятки от случайного включения.
  • Выполнение смотровых окон для осуществления визуального контроля разрыва контактов.
  • Двойной разрыв контактов, для повышения гарантии отключения питания.
Области использования
Чаще всего в быту хозяева квартир и домов пренебрегают установкой выключателей нагрузки, и довольствуются одними автоматическими выключателями. Владельцы мощных устройств и больших предприятий пользуются всеми достоинствами выключателей высокого напряжения в различных сферах:
  • Грузоподъемные машины.
  • Кухонные помещения предприятий общественного питания.
  • Системы кондиционирования и вентиляции.
  • Сушильные установки.
  • Прачечные.
  • Мойки автомобилей.
  • Конвейеры.
  • Сети освещения.

Это основная часть области использования выключателей нагрузки. Промышленные предприятия и фабрики уже давно применяют аналогичные устройства.

Использование выключателей высокого напряжения при их повышенной стоимости чаще всего оправдывает себя при мощных нагрузках потребителей. В бытовых условиях при частом отключении и включении питания дома или квартиры также целесообразно применять для этого выключатель напряжения.

Выключатель нагрузки ВНМ-10/630

Выключатель нагрузки автогазовый типа ВНМ-10/630 с приводом пружинным серии ПП-16

Выключатель нагрузки автогазовый типа ВНМ-10/630
с приводом пружинным серии ПП-16

Выключатель нагрузки автогазовый ВНМ-10/630 предназначен для многократных включений и отключений под нагрузкой участков цепей трёхфазного тока напряжением
6 (10) кВ, частотой 50 Гц, а также заземления отключённых участков при помощи ножей заземления.

Выключатель нагрузки ВНМ-10/630 устанавливается в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП), камерах одностороннего обслуживания (КСО), комплектных распределительных устройствах (КРУ).

Выключатель типа ВНМ-10 относится к коммутационным аппаратам, снабженным автогазовым дугогасительным устройством. Гашение дуги осуществляется потоком газов, выделяющихся из стенок дугогасящей камеры при воздействии на них гасимой дуги.

Управление осуществляется отдельным приводом, связанным с выключателем нагрузки, монтируемым на месте установки выключателя. Привод ПП-16 УХЛ3 изготовляется с устройством блокировки главных и заземляющих ножей, с дистанционным или местным управлением.

Читайте так же:
Выключатели автоматические трехполюсные диапазон рабочих температур

Выключатель ВНМ-10/630 снабжен устройством автоматического отключения при перегорании одного из предохранителей.

Преимущества выключателей нагрузки типа ВНМ-10

  • Монолитный изоляционный корпус позволяет обеспечить высокую точность сборки без дополнительных регулировок, что значительно увеличивает надежность работы аппарата
  • Монолитный корпус аппарата выдерживает электродинамическое воздействие токов до 81 кА
  • Конструкция пружинного привода обеспечивает высокую скорость при отключении и включении аппарата
  • Привод имеет исполнение как для местного, так и для дистанционного управления выключателем
  • Время включения аппарата не более 0.2 с, отключения — не более 0.1 с

Выключатели имеют типоисполнения с ножами заземления и предохранителями, устанавливаемыми как снизу, так и сверху, а также с ножами заземления и предохранителями, устанавливаемыми в различном сочетании по их взаимному расположению (нож заземления снизу, предохранитель сверху или наоборот).

Выключатель имеет типоисполнение с предохранителями, с обеих концов которых установлены ножи заземления, работающие синхронно от одной рукоятки привода.

Выключатели с предохранителями имеют типоисполнения с устройством для подачи команды на автоматическое отключение и сигнализацию при перегорании одного из предохранителей.

Описание выключателя нагрузки типа ВНМ-10

Выключатель нагрузки ВНМ относится к коммутационному аппарату, снабженному автогазовым дугогасительным устройством. Гашение дуги осуществляется потоком газов, выделяющихся из стенок дугогасящей камеры при воздействии на них гасимой дуги.
Выключатель состоит из монолитной рамы, выполненной из конструкционного электроизоляционного материала, на которой установлены подвижные ножи и неподвижные контакты. На неподвижных контактах установлены дугогасительные камеры.
Контактные ножи приводятся в движение рычажным валом соединенным посредством изоляционных тяг с пружинным приводом, вынесенным на переднюю панель ячейки.
Привод имеет дистанционное или местное управление. Дистанционное управление выключателем осуществляется с помощью электромагнита, установленного в приводе, при взведенных пружинах. Управление приводом дистанционного управления возможно в ручном режиме при наладочных работах. Привод имеет блокировки от ошибочного включения или отключения выключателя.
В зависимости от исполнения выключатель может комплектоваться ножами заземления, установленными снизу или сверху и предохранителями. Также выключатель может быть укомплектован устройством для отключения при перегорании одного из предохранителей.

Выключатели нагрузки: назначение, устройство, принцип действия

Выключатели нагрузки: назначение, устройство, принцип действия

Выключатель нагрузки представляет собой трехполюсный коммутационный аппарат переменного тока для напряжения свыше 1 кВ, рассчитанный на отключение рабочего тока, и снабженный приводом для неавтоматического или автоматического управления.

Выключатели нагрузки не предназначены для отключения тока короткого замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях. В распределительных сетях 6-10 кВ, выключателями нагрузки часто называют выключатели с отключающей способностью меньше 20 кА.

Конструкция вакуумного выключателя нагрузки с магнитной защелкой 1 – неподвижный контакт ВДК, 2 – вакуумная дугогасительная камера (ВДК), 3 – подвижный контакт ВДК, 4 – гибкий токосъем, 5 – тяговый изолятор, 6 – пружина поджатия, 7 – отключающая пружина, 8 – верхняя крышка, 9 – катушка, 10 – кольцевой магнит, 11 – якорь, 12 – втулка якоря, 13 – кулачок, 14 – вал, 15 – постоянный магнит, 16 – герконы (контакты для внешних вспомогательных цепей)

Выключатели нагрузки применяют в присоединениях силовых трансформаторов на стороне высшего напряжения (6-10 кВ) вместо силовых выключателей, если это возможно по условиям работы электроустановки. Поскольку они не рассчитаны на отключение тока короткого замыкания, функции автоматического отключения трансформаторов в случае их повреждения возлагают на плавкие предохранители либо на выключатели, принадлежащие предшествующим звеньям системы, например на линейные выключатели, расположенные ближе к источнику энергии.

Читайте так же:
Есть ли выключатели для бани

В распределительных сетях наиболее распространены конструкции выключателей нагрузки (ВНР, ВНА, ВНБ) с гасительными устройствами газогенерирующего типа.

Выключатель нагрузки с гасительными устройствами газогенерирующего типа (BH) а – общий вид выключателя; б – гасительная камера

Как видно из рисунка, здесь использованы элементы трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры 5. К ножам разъединителя 1 прикреплены вспомогательные ножи 4. Изменен также привод разъединителя, что-бы обеспечить необходимую скорость движения ножей при включении и отключении, не зависящую от оператора. Для этого предусмотрены пружины 6, которые натягиваются при повороте вала 3 разъединителя, а при освобождении передают свою энергию подвижным частям аппарата.

В положении «включено» вспомогательные ножи входят в гасительные камеры. Контакты разъединителя 2 и скользящие контакты гасительных камер 7 замкнуты. Большая часть тока проходит через контакты разъединителя 8 в процессе отключения сначала размыкаются контакты разъединителя; при этом ток смещается через вспомогательные ножи 4 в гасительные камеры. Несколько позднее размыкаются контакты в камере. Зажигаются дуги, которые гасятся в потоке газов — продуктов разложения вкладышей 8 из органического стекла.

В положении «отключено» вспомогательные ножи находятся вне гасительных камер; при этом обеспечиваются достаточные изоляционные разрывы. Наибольший ток отключения выключателя нагрузки типа ВН (активный или индуктивный, но не емкостный) равен 800 А при номинальном напряжении 6 кВ и 400 А при напряжении 10 кВ, номинальные продолжительные токи в 2 раза меньше и соответствуют рабочим токам разъединителей.

Модульный выключатель нагрузки

Для безопасного обслуживания электрической сети, кроме всего прочего, используют коммутирующие аппараты. Широко известны автоматические выключатели (ВА), они есть в каждой квартире, частном доме, даче и других местах. Большинство людей использует их как выключатели света, при каждом удобном случае обесточивают помещение.

выключатель нагрузки ВН-32_vykljuchatel nagruzki vn 32

Связано это, скорее всего, с похожим названием выключателя света. Но, как это ни удивительно, они для этого не предназначены. Зато выключатель нагрузки (ВН) с успехом справляется с такой задачей. Что это такое, чем он отличается от автомата и где применяется – обо всём этом будет рассказано ниже.

Что такое выключатель нагрузки?

Если сказать коротко – это мини рубильник. Многие, наверное, хоть раз в жизни видели металлический ящик с ручкой, выходящей из его бока. Когда ручку поднимают – подаётся питание в сеть, когда опускают – происходит отключение. А если приходилось заглянуть внутрь, можно было увидеть большие медные ножи, так называются подвижные контакты, и губки – неподвижные контакты, в которые ножи входят. Отличительной чертой такого устройства является то, что можно визуально наблюдать разъединение электрической цепи.

Модульный выключатель нагрузки, конечно же, имеет другую форму и конструкцию, да и размерами намного меньше, но работает по такому же принципу. Поэтому он, как разъединитель и высоковольтные выключатели относится к коммутационным аппаратам.

мини рубильник в щиток_mini rubilnik v shhitok

По названию, порой, тяжело определить, что это за прибор, так как каждый производитель в разных странах использует своё наименование. Поэтому лучше узнавать у продавца. Иногда можно увидеть в названии буквы ВН, помогающие определиться с устройством, например, выключатель нагрузки ВН-32 3Р 40А IP20.

Аббревиатура ВН означает выключатель нагрузки, 3P указывает на количество полюсов, в этом случае их 3. Затем идёт номинальный, рабочий ток, именно это значение является рабочим для выключателя нагрузки. Например, выключатель нагрузки ВН-32 выпускается на следующие номиналы по току: 20; 25; 32; 40; 63 и 100 А.

Читайте так же:
Как сделать патрон с выключателем

Последним показан класс защиты (цифры IP-20). Это показатель степени защищённости человека при использовании этого прибора. Для обычного пользователя он не важен, поскольку магазины продают допустимые для общего пользования электроаппараты.

Назначение выключателя нагрузки

При обращении внимания на название — коммутирующее устройство — уже ясно, что это устройство способно производить соединение, чем оно и занимается. Токи, протекающие в сети, могут быть довольно большими, назначение выключателя нагрузки в этом и заключается, чтобы можно было отключать работающие электроприборы.

Для предприятий выпускают выключатели нагрузок разного назначения. У населения нет таких мощных потребителей, поэтому выключатель нагрузки рассчитан на активную нагрузку. Если в доме используется мощный двигатель его, возможно, нельзя отключать таким мини рубильником.

характеристики ВА-47_harakteristiki VA47

характеристики ВН-32_harakteristiki VN

Обычно выключатели нагрузки стоят гораздо меньше автоматов, и некоторые устанавливают их во вводном щитке и вот почему. Опасаясь за безопасность своего жилья из-за неисправности в электропроводке, они обесточивают свою квартиру, отключая автомат. Как уже было сказано, этого делать не стоит, даже если отключение производится без подключённой нагрузки.

Установив модульный выключатель нагрузки, можно производить такие отключения множество раз. Для того чтобы понять отличие выключателя нагрузки от автомата, необходимо узнать его устройство.

Устройство выключателя нагрузки фирмы IEK

Модульный выключатель нагрузки получил своё название из-за корпуса. Выполненный из несгораемого пластика, он имеет специальное устройство для крепления на DIN-рейку.

Рейки выпускаются по стандарту и, чтобы заранее определить, сколько приборов может войти на одну рейку, необходимо чтобы каждый прибор имел одинаковую ширину. Снизу прибора имеется паз, в который входит один край рейки и защёлка, она удерживает устройство на месте.

разбираем выключатель нагрузки_razbiraem vykljuchatel nagruzki

выключатель нагрузки IEK_vykljuchatel nagruzki iek

Конструктивно модульный выключатель нагрузки может быть одно-, двух-, трех- и четырехполюсным. Полюс – это контактная система, предназначенная для одного проводника. Для трёхфазной сети можно использовать трёхполюсные, если отключаться будут только фазные провода и четырехполюсные для обесточивания всей сети. Провода вставляются в зажимы на корпусе и крепятся болтами.

Назначение выключателя нагрузки_naznachenie vykljuchatelja nagruzki

устройство выключателя нагрузки_ustrojstvo vykljuchatelja nagruzk

Внутри находятся контакты и механизм переключения. Подвижные и неподвижные контакты образуют контактную группу. В более мощных мини рубильниках контакты могут быть двойными. В этом случае на противоположных краях контактной планки располагаются два контакта. При включении рубильника они замыкаются с неподвижными.

клеммы для подключения_klemmy dlja podkljuchenija provodov

силовые контакты рубильника_silovye kontakty rubilnika

устройство мини рубильника_ustrojstvo mini rubilnika

включенное положение ВН_vkljuchennoe polozhenie VN

Чтобы защитить контакты от выгорания, их делают большими по площади и покрывают серебросодержащим материалом. В некоторых моделях используют дугогасительную камеру.

Во время возникновения дуги температура плазменного шнура может достигать несколько тысяч градусов по Цельсию. Выдержать такую температуру не сможет никакой материал, поэтому время жизни дуги стараются минимизировать. Этого можно достичь, увеличив скорость движения подвижных контактов. Вот почему выключатель нагрузки имеет контакты с мощной пружиной.

Обозначение выключателя нагрузки на схеме

Тем, кому приходится иметь дело с однолинейными схемами щитов должны знать, как обозначаются на них выключатели нагрузки.

На некоторых моделях самих устройство может встречаться маркировка – «ВН». Буквенная маркировка на схемах выглядит так — QS. Графическое обозначение выключателя нагрузки на схеме выглядит так:

Читайте так же:
Автоматические выключатели с фотографией

обозначение выключателя нагрузки на схеме

как обозначается ВН на схеме

Чем отличается автоматический выключатель от выключателя нагрузки

Главное отличие заключается в назначении. Автоматический выключатель входит в группу защитных устройств и служит для аварийного отключения сети в случае возникновения опасности. Это может быть из-за короткого замыкания (КЗ) или чрезмерного тока в цепи. Повышенный ток может возникнуть в нескольких случаях:

  1. нарушение изоляции;
  2. повышенная нагрузка.

Нарушение изоляции (не короткое замыкание) может появиться из-за механического повреждения, неправильной эксплуатации или старения материала. От этого не застрахованы ни электроприборы, ни сама проводка. Со временем ситуация только ухудшается, что может привести к появлению и повышению тока утечки.

модульный выключатель нагрузки_modulnyj vykljuchatel nagruzki

Также увеличение тока происходит, когда подключается слишком много или очень мощная нагрузка. Опасно такое состояние тем, что электропроводка начинает нагреваться, а это ведёт к дальнейшему разрушению изоляции.

Чтобы предотвратить такой процесс и исключить возгорание в автомате используется тепловая защита. Состоит она из биметаллической пластины, по которой проходит весь ток нагрузки. При превышении номинального тока пластина начинает нагреваться и изгибается, и этот процесс протекает тем быстрее, чем больше ток. При определённой температуре пластина деформируется настолько, что приводит в действие механизм отключения. Автомат размыкает цепь.

внутренности автомата_vnutrennosti avtomata

Стоит отметить, что при такой проблеме нагрев происходит постепенно. Биметаллическая пластина имеет инертность и это оправдано в этих ситуациях.

Другое дело, когда происходит КЗ. Ток КЗ может превышать номинальный в несколько раз, нагрев происходит очень быстро и пластина не успевает отреагировать. В этом случае на помощь приходит магнитный расцепитель.

Он представляет собой соленоид – электромагнит с подвижным сердечником. При номинальном токе силы магнита не хватает, чтобы открыть ту же самую защёлку, на которую давит биметаллическая пластина. Но при КЗ возникает мощная магнитная сила, которая справляется с этой работой.

отличие ВН от автомата_otlichie VN ot avtomata

Если вспомнить про модульный выключатель нагрузки, то он лишён всех этих защитных механизмов. Используется он исключительно для коммутации нагрузки.

Рабочие токи ВН

Номинальное значение рабочего тока выключателя нагрузки должно быть не меньше номинального значения используемых автоматов. Допускается использовать это значение на индекс выше. Однако следует помнить, что согласно ГОСТу вводные аппараты, а ВН таким и является, должны иметь номинал не ниже 40 А.

Не следует слишком завышать это значение, потому что выключатели имеют большой запас прочности. Например, они могут работать с кратковременным током, длительность которого не превышает 1 секунду, превышающим номинальный в 15 раз. Правда, после этого прибору необходимо дать время, чтобы его контакты остыли. Обычно заводы это оговаривают в своих инструкциях.

Где применяются мини рубильники?

Если говорить о применении для частных лиц, то чаще всего это могут быть вводные щитки. Они позволяют электрикам быстро и безопасно отключать необходимые объекты без предварительного снятия нагрузки. Не запрещено использовать рубильники и в частных домах, дачах, квартирах и других жилых и нежилых помещениях.

Обычно к хозяйственным постройкам (баня, летняя кухня, гараж и т. д.) подводят питание, и если необходимо произвести электромонтажные работы, приходится обесточивать весь дом. Чтобы этого не делать, можно на каждую отходящую ветвь поставить по выключателю нагрузки, тогда каждый объект можно легко и быстро отключить, а главное, не пользоваться автоматами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector