Выключатель нагрузки: назначение, устройство, особенности выбора и монтажа

Что такое выключатель нагрузки и для чего он нужен?

Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, предназначенный для коммутации токов трехфазной электрической сети в номинальном режиме.

Коммутация токов данным элементом оборудования, в зависимости от типа, может осуществляться дистанционно, в том числе автоматически или вручную, с места.

Данный тип устройств является достаточно популярным и применяется в электрических сетях высокого напряжения. Далее мы рассмотрим устройство, принцип действия и назначение выключателей нагрузки.

Назначение

Назначение ВН — коммутация рабочих токов в электроустановках, то есть мощностей, которые не превышают допустимые (номинальные) значения для того или иного участка электрической сети.

Данное устройство не рассчитано на отключение токов аварийного режима, поэтому его можно устанавливать только при условии наличия в цепи защиты от короткого замыкания и перегрузки, которая реализуется плавкими предохранителями (ПК, ПКТ, ПТ) или защитным аппаратом, установленным со стороны источника питания или на группе потребителей.

При этом ВН имеет отключающую способность, которая соответствует электродинамической стойкости при коротких замыканиях, что позволяет использовать данный электрический аппарат для подачи напряжения на участок электрической сети, не зависимо от его текущего состояния, например, для пробного включения.

Таким образом, при условии наличия в цепи защиты от сверхтоков рассматриваемый элемент оборудования может эксплуатироваться как полноценный высоковольтный защитный аппарат (масляный, вакуумный или элегазовый).

А при наличии моторного привода может участвовать в работе различных автоматических устройств (АВР, АПВ, АЧР, ЧАПВ), а также управляться удаленно автоматизированной системой диспетчерского технологического управления.

Применение

Область применения выключателя нагрузки – преимущественно сети класса напряжения 6 и 10 кВ. Применение данных коммутационных устройств обусловлено, прежде всего, экономией: ВН значительно дешевле полноценных высоковольтных защитных аппаратов, а также требуют значительно меньше затрат на обслуживание и ремонт.

Где применяются данные элементы оборудования? ВН являются альтернативой отделителям и короткозамыкателям — их применяют для коммутации токов стороны высокого напряжения силовых трансформаторов.

Обратите внимание

Но только при условии наличия в цепи присоединения трансформатора, как и упоминалось выше, предохранителей или защитных элементов оборудования на другом конце линии со стороны смежной питающей подстанции либо линейных выключателей, от которых запитано распределительное устройство, питающее данный трансформатор.

Выключатели нагрузки применяют в других сетях небольшой мощности в качестве самостоятельного коммутационного аппарата. На протяженных и разветвленных воздушных линиях устройства используются для удобства отключения участков линий без необходимости полного ее обесточивания. При этом на питающей подстанции устанавливается выключатель для защиты всей линии от повреждений.

Конструкция

Рассмотрим, из чего состоит выключатель нагрузки на примере устройства коммутационного аппарата типа ВНР-10/400

1. Основание (рама).
2. Опорный изолятор.
3. Держатели с контактами.
4. Подвижный рабочий нож.
5. Камера гашения дуги.
6. Неподвижный верхний контакт.
7. Изолирующая тяга.
8. Рычаг.
9. Гибкая связь.
10. Нож заземления.
11. Вал заземления.
12. Тяга блокировочного устройства.
13. Пружины.
14. Резиновые прокладки.
15. Вал рабочих ножей.

Принцип действия

Рассмотрим вкратце, как работают выключатели нагрузки на примере вышеупомянутого ВНР-10/400, предоставленного на фото:

Конструктивно данный коммутационный аппарат схож с разъединителем. Главное отличие разъединителя от ВН — наличие у последнего дугогасительного устройства и привода, обеспечивающего более быстрое выполнение операций.

Принцип действия выключателя нагрузки следующий. При включенном положении подвижные контакты находятся в дугогасительной камере. В нижней части дугогасительного устройства расположены дополнительные дугогасящие контакты. При выполнении операции отключения сначала размыкаются основные контакты, а затем дугогасительные.

Образовавшаяся в процессе разрыва контактов электрическая дуга попадает в дугогасительную камеру, где нагревает до высокой температуры оргстекло, которое в свою очередь выделяет большое количество газов.

Эти газы мощным потоком вырываются из дугогасительной камеры, чем гасят возникшую электрическую дугу за несколько миллисекунд.

Как изображается ВН на однолинейных схемах? Ниже приведено условное обозначение на схеме:

Слева на схеме изображен ВН, справа — коммутационный аппарат, который конструктивно укомплектован плавкими предохранителями (ВНП).

Важно

Вот мы и рассмотрели устройство, назначение и принцип действия выключателя нагрузки. Надеемся, предоставленный материал был для вас полезным и интересным!

Рекомендуем также прочитать:

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.

Виды

Выключатель 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.

Условные обозначения и маркировка

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

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

• «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.

Совет

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.

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.

Похожие темы:

Выключатели нагрузок: типы, устройство, характеристики, назначение, выбор :

В данном материале будет рассмотрен такой прибор, как выключатель нагрузок, сфера его применения, а также технические характеристики.

Что представляют собой выключатели нагрузок

Аппарат, который имеет коммутационное назначение и работает в режиме включения и отключения токоведущих цепей, находящихся под нагрузкой, питаемой силовыми установками в 6,0-10,0 кВ (величина номинальных токов 200,0-400,0 А и выше), с отсутствием в устройстве механизма автоматических систем, защищающих от короткого замыкания, называется выключателем нагрузки.

Проще понять выключатель как разъединитель простого типа, дополненный специальной камерой для гашения электрической дуги. Первые устройства такого назначения стали применять в электросетях свыше полувека назад. Они были снабжены только системой разъединения и плавкими предохранителями для защиты от перегрузок и токов КЗ. Работали при менее высоких мощностях, нежели теперь.

Развитие электроэнергетики и значительное увеличение мощностей вызвало необходимость модернизации систем, с внесением в их схему дугогасителей. Такие устройства назвали разъединителями мощности. В современных аппаратах значительно упростили конструкцию гашения дуги, из-за чего они стали менее дорогими и более востребованными.

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.

Обратите внимание

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.

Какими характеристиками обладает устройство

Выключатели нагрузки характеристики техническиеимеютследующие:

• Номинальное значение напряжения. Оно является рабочим напряжением электротехнического устройства, на величину которого оно рассчитано производителем.
• Наибольшее значение рабочего напряжения. Допустимо высокое напряжение, которое не вредит работоспособности выключателя. Оно заложено в пределах от 5% до 20% выше, чем номинальное.
• Номинальное значение тока. Ток, при прохождении которого степень нагревания частей токопровода и покрытия изоляционного не нарушает работоспособности и который может быть выдержан сколь угодно долго.
• Сквозной ток допустимых пределов. Ток, протекающий в режиме короткого замыкания, величину которого способны выдержать выключатели нагрузок.
• Ток стойкости электродинамической. Такой ток к. з., воздействие нескольких первых периодов которого механически не повреждает прибор.
• Ток стойкости термической. Предельный ток, нагревающее действие которого в течение определенного времени не приводит к выходу из строя выключателя.
• Физические параметры, касающиеся размеров и массы.
• Техническое исполнение привода.

Разновидности высоковольтных выключателей нагрузки

Выключатели нагрузки типы имеют следующие.

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.

Системы автоматического разъединения цепи

Автоматический выключатель нагрузки – это прибор электрический коммутационного назначения.

Он предназначен для проведения номинальных токов к нагрузке и размыкает цепь в автоматическом режиме, если возникают токи короткого замыкания либо токи, превышающие значение номинальных.

Также некоторые устройства способны срабатывать при нежелательном понижении питающего напряжения, когда мощность изменяет направление. Не следует использовать автоматы в качестве тумблеров, их механизм не приспособлен для этого, могут подгорать внутренние контакты.

Классификация автоматических выключателей

По числу полюсных контактов: одно-, двух- и трехполюсные.

С функцией токоограничения и без нее.

По исполнению механизма расцепления: тепловой от перегрузок, электромагнитный от к. з., полупроводниковый, настраиваемый от всех аварий, комбинированный.

Ручного привода либо от электромагнитов.

С возможностью устанавливать задержку по времени в режиме к. з. и без этой функции.

По типу конструкции: неподвижные, стационарные и выдвижные.

Выбор выключателя нагрузки

Необходимо помнить, что все автоматические выключатели нагрузок призваны защищать проводку от перегрева, возгорания и перегорания, а не электрические приборы. Поэтому, чтобы правильно выбрать входной разъединитель, нужно знать, на какой ток рассчитан кабель или его сечение. Ток срабатывания автомата должен быть чуть меньшим, чем предельно допустимый для провода.

В том случае, когда пропускная способность кабеля гораздо больше, чем ток потребления нагрузки, то можно подобрать автомат под нагрузку. Для этого суммируют мощность всех электрических приборов, добавляя процент запаса, и находят суммарный ток потребления, исходя из закона Ома. Далее выбирают автомат, ток срабатывания которого будет ближайшим большим от расчетного.

Заключение

Для большей надежности и безопасности эксплуатации электрической сети бытового назначения целесообразней разбить ее на несколько линий, где на каждую установить выключатель автоматический, плюс общий на всю систему в целом.

Выключатели нагрузки: назначение, устройство, принцип действия

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

Выключатели нагрузки не созданы для отключения тока недлинного замыкания, но их включающая способность соответствует электродинамической стойкости при

маленьких замыканиях. В распределительных сетях 6-10 кВ, выключателями нагрузки нередко именуют выключатели с отключающей способностью меньше 20 кА.

Конструкция вакуумного выключателя нагрузки с магнитной защелкой 1 – недвижный 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 – неизменный магнит, 16 – герконы (контакты для наружных вспомогательных цепей)

Выключатели нагрузки используют в присоединениях силовых трансформаторов на стороне высшего напряжения (6-10 кВ) заместо силовых выключателей, если это может быть по условиям работы электроустановки.

Так как они не рассчитаны на отключение тока недлинного замыкания, функции автоматического отключения трансформаторов в случае их повреждения ложут на плавкие предохранители или на выключатели, принадлежащие предыдущим звеньям системы, к примеру на линейные выключатели, расположенные поближе к источнику энергии.

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

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

Как видно из рисунка, тут применены элементы трехполюсного разъединителя для внутренней установки. На опорных изоляторах разъединителя укреплены гасительные камеры 5.

К ножикам разъединителя 1 прикреплены вспомогательные ножики 4. Изменен также привод разъединителя, что-бы обеспечить нужную скорость движения ножей при включении и выключении, не зависящую от оператора.

Важно

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 ножики 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 поначалу размыкаются контакты разъединителя; при всем этом ток сдвигается через вспомогательные ножики 4 в гасительные камеры. Несколько позже размыкаются контакты в камере.

Загораются дуги, которые гасятся в потоке газов — товаров разложения вкладышей 8 из органического стекла.

В положении «отключено» вспомогательные ножики находятся вне гасительных камер; при всем этом обеспечиваются достаточные изоляционные разрывы.

Больший ток отключения выключателя
нагрузки типа ВН (активный либо индуктивный, но не емкостный) равен 800 А при номинальном напряжении 6 кВ и 400 А при напряжении 10 кВ, номинальные длительные токи в 2 раза меньше и соответствуют рабочим токам разъединителей.

Выключатель нагрузки ВНР-10/630

Выключатель нагрузки: принцип работы, виды, как подключать — Asutpp

В данной статье мы рассмотрим принцип работы выключателей нагрузки, их применение на производстве и в быту, характеристики, на которые необходимо обратить внимание при выборе этих приборов, а также советы по их установке.

Принцип работы

Выключатель нагрузки – это трехполюсный (в отдельных случаях двухполюсный и однополюсный), аппарат коммутационного типа, который рассчитан на включение, пропускание номинальных токов и аварийного отключения под нагрузкой. Рабочее напряжение составляет до и свыше 1000В, переменного трехфазного и однофазного тока.

Высоковольтные выключатели оснащены приводами, благодаря чему способны производить переключения как в автоматическом режиме, дистанционно с диспетчерского места, так и в ручном режиме непосредственно в близи выключателя. Есть виды мощных выключателей с предохранителями или без них.

Привод может подсоединяться и отдельно, но в таком случае нужно между фазой и нулем ставить дополнительную перегородку. У данного прибора малогабаритные размеры.

Совет

Переключатель, работающий дистанционным командным пунктом, по сути, является дистанционным реле, которое помещено в промышленных электроустановках, которые потребляют большое количество электроэнергии: плавильных печах, водонапорных насосных станциях, понижающих трансформаторах.

Большинство современных высоковольтных выключателей нагрузки состоят из силового модуля, привода и модуля связи, и могут быть использованы приборы для проверки отклика энергетической сети.

Такой переключатель работает аналогично пейджеру, получая сигналы от энергетической компании или во время переключения контактов, чтобы выключить или уменьшить питание прибора в периоды максимального электрического спроса, он блокирует излишний ток.

Зачастую реверсивный выключатель или разъединитель нагрузки, имеет только одностороннюю связь, т.е. он получает и обрабатывает сигналы, но в обратном направлении их не посылает.

Некоторые из них в настоящее время уже способны отвечать на сигналы электрических сетей или командных пунктов, благодаря такой функции выполняется своеобразная гарантия энергетической компании по контролю качества приборов.

Также выключателем можно работать вообще, не обращаясь ни к электрической сети, ни к дистанционному пульту управления. В любом случае каждый поставщик электроэнергии сразу предупреждает про особенности настройки выключателей.

Выключатель нагрузки ВНР 10/630

Как правило, устройство бытового назначения, которые устанавливаются в частных домах и жилых квартирах, обладают более скромными характеристиками и принципом работы. Они управляются вручную и рассчитаны на напряжение сети в 220/380 вольт. Они предназначены для коммутации номинальных токов до 100 ампер.

Принцип работы таких устройств схож с автоматическим выключателем, только здесь отсутствует защита от токов короткого замыкания и токов перегрузки.

Обратите внимание

Выключатели в вашем доме могут служить для распределения электроэнергии множества приборов: водонагревателей, систем отопления и кондиционирования помещения, насосных установок и т.д..

С помощью данных приборов можно многократно коммутировать достаточно мощную нагрузку.

Виды переключателей нагрузки

Существует несколько разновидностей выключателей нагрузки. Рассмотрим их поподробнее.

Максимальное сопротивление в открытом состоянии может обеспечить модульный выключатель. Приборы такого типа отличаются тем, что не способны работать в условиях взрывоопасных или пожароопасных производств, но зато обладают повышенной бесперебойностью и могут контролировать ток от 40 до 125 ампер.

Но дело в том, что максимально допустимая длительная нагрузка на таких приборах является 100 ампер и ее не стоит превышать. Система модуля подходит для крепления на din-рейку, и для контроля цепей под нагрузкой и отключенных.

Выключатель нагрузки

Электрические сети со временем требуют профилактики и ремонта. Под напряжением провести такую операцию невозможно. Для выведения в ремонт требуемого участка цепи служат выключатели нагрузки.

Важно! Выключатель нагрузки (ВН) – коммутационный аппарат, предназначенный для отключения участка электрической цепи от электропитания. Имеет два положения: вкл. и выкл. Позволяет гасить появляющуюся при размыкании контактов дугу в специальных дугогасительных камерах. Отличаются размерами и номиналами в разы. Основная область применения – распределительные сети 6-15 кВ.

Описание

Что же такое выключатель нагрузки? По сути, это разъединитель, в котором происходит гашение дуги, возникшей в процессе отключения участка сети. Начало эры ВН положили аппараты, серийно выпускавшиеся в 50-60-е годы прошлого столетия. В них присутствовали предохранители, защищающие сеть от перегрузки и токов короткого замыкания (ТКЗ).

С началом бурного послевоенного строительства новых городов и предприятий в Советском Союзе требования к энергетике увеличились. Соответственно, увеличились и требования к ВНам.

Потребовалось увеличение их отключающих характеристик. Для этого были разработаны дугогасительные камеры. Вначале они были громоздкими и располагались в отдельных отсеках.

Затем конструкции уменьшали, и переключатель нагрузки стал более доступным.

Дугогасительная камера в отдельном отсеке

Устройство ВН

Конструктивно выключатель нагрузки представляет собой раму и вал. На раме расположены 6 опорников. К нижней части рамы закреплены три изолятора с ножами-контактами. Другие три расположены на верхней части рамы, ведают дугогашением. Рычаги вала присоединены к электроизолированным тягам.

Они отвечают за движение к ножам. На концах вала расположены пружины, ускоряющие процесс размыкания контактов выключателя в момент отключения нагрузки. Кроме того, здесь же располагаются специальные резиновые прокладки. Предназначены для защиты от механического воздействия в процессе отключения.

В камерах для погашения дуги используют специальные контакты – дугогасительные. Для их изготовления используют фенопласт. Также присутствуют специальные вкладыши из полиамида дугообразной формы. Этим добиваются мягкого вхождения контактов во вкладыши.

При включении ВН сперва идёт процесс соединения контактов в дугогасительной камере, затем – ножи и главные контакты. При отключении процесс развивается в обратном направлении. В отключенном положении дугогасительные контакты должны быть зримо не соединены с камерой.

Для этого в любом ВН есть специальное окошко. Через него контролируют наличие воздушного промежутка. При отключении в этом промежутке образуется электрическая дуга, и происходит выделение большого количества тепла, которое производит нагрев полиамида. В процессе нагревания вкладыши выделяют специальный газ.

Этот газ и гасит образовавшуюся дугу.

Конструктив ячейки с ВНА выключателем

Характеристики

При выборе требуемого аппарата следует обратить внимание на:

1. Номинальное напряжение;
2. Максимальное напряжение – обычно не более 20% от номинального;
3. Рабочий ток;
4. Сквозной ток – ток КЗ, не повреждающий выключатель нагрузки;
5. Ток электродинамической стойкости – ТКЗ, не приводящий к механическому повреждению;
6. Ток термической стойкости – ТКЗ, не приводящий к термическому повреждению;
7. Исполнение привода;
8. Размеры.

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.

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.

Классификация

• Однополюсные;
• Двухполюсные;
• Трёхполюсные.

1. Наличие или отсутствие токоограничения;
2. Исполнение устройства расцепления:

• Тепловой – предотвращает перегрузку;
• Электромагнитный – «замечает» короткое замыкание в цепи;
• Полупроводниковый – есть возможность настройки от всех аварий;
• Комбинированный.

1. Наличие или отсутствие возможности настройки времени задержки срабатывания при возникновении короткого замыкания;
2. По форме исполнения:

• Стационарные;
• Выкатные (выдвижные) с корзиной;
• Неподвижные.

Выбор выключателя нагрузки

При выборе требуемого аппарата защиты необходимо понимать, какую линию он призван защищать, а именно: какая пропускная способность кабельной или воздушной линии, её сечение и длина.

Важно! Выключатели нагрузок предназначены для защиты проводов и кабелей, а не конечных потребителей. С их помощью предотвращают перегрев и возгорание кабельно-проводниковой продукции. Поэтому ток срабатывания выключателя устанавливают несколько меньшим, чем то же самое значение защищаемой линии.

Если кабель проложен с запасом или на развитие, отключающий аппарат подбирают, в зависимости от действующей нагрузки. В этом случае часто устанавливают АВ с регулируемыми значениями токов отсечки.

С учётом всего выше сказанного становится понятно, что каждого конкретного потребителя из соображений безопасности и комфорта принято «сажать» на свой автомат. Что касается сетей среднего напряжения, то здесь это закон! Хотя иногда встречаются и двойные подключения под один зажим.

Видео

Модульный выключатель нагрузки или вводной автомат? 4 преимущества использования

Наверняка многие из вас пользовались автоматическими выключателями. Проблем включить-выключить свет с помощью таких выключателей не возникало. Но вы должны знать, что в первую очередь автоматические выключатели создавались не для частых коммутационных операций, а для защиты эл.проводки и токоприемников от сверхтоков.

И если вы злоупотребляете частыми отключениями с помощью автоматов, в особенности не отключив из розеток нагрузку, внутри автомата происходит постепенное выгорание контактов.

Важно

Контакты в конечном итоге подгорят и почернеют, потеряв свою номинальную пропускную способность. В итоге через некоторое время, автоматический выключатель вам придется менять. Если вы этого не сделаете, очередное короткое замыкание может привести к воспламенению самого автомата.

Поэтому для повышения безопасности электрощитков и надежности электроснабжения и были разработаны выключатели нагрузки.

Внешний вид и устройство

Размером и формой он аналогичен автоматическим выключателям. Отличить его можно по надписи на лицевой стороне выключатели. Вместо надписи ВА, будет написано ВН (или ВМ-Р(рубильник).

Модульный выключатель нагрузки может быть как одно, так и 4-х полюсным. Выпускается он на токи от 16А до 125А.
Основное значение выключателей нагрузки — оперативные коммутации, т.е. процесс включения-выключения номинальных токов в отходящей цепи. Внутри установлен мостиковый контакт, с большей площадью и большей силой прижимания чем у обычных автоматов.

Использование модульных выключателей нагрузки в распредщитке с точки зрения безопасности, является правильным решением.

А представьте что вам необходимо часто пользоваться автоматом для отключения света. Больше всего таких коммутаций происходит в процессе ремонта квартиры или наладке освещения.

Поэтому, если вам сначала монтируют распредщиток, а затем происходит сам ремонт, обязательно позаботьтесь об установке в щитовой выключателя нагрузки.

Вот сравнительные характеристики ресурса электрических отключений обычного автомата и выключателя нагрузки марки ИЭК. Как видно из данных, выключатель нагрузки здесь выигрывает почти в 2 раза.

Обратите внимание что выключатели при эксплуатации в домашних условиях не ремонтопригодны.

Если с модульным устройством произошла какая-то проблема и выявился дефект, не старайтесь их разобрать и починить самостоятельно. Так что если обнаружили неисправность на ВН-рубильнике или автомате, меняйте их на другие.

Как выбрать выключатель нагрузки-мини рубильник

Если у вас уже установлен вводной автомат, для выбора выключателя нагрузки ориентируйтесь прежде всего на его номинальный ток. Номинал выключателя нагрузки рекомендуется выбирать либо равным номинальному току автомата, либо на ступень больше. При этом следует не забывать что нам диктуют правила.

Руководствуясь этим, приобретайте в магазине аппараты от 40А и выше, тем более что в цене они не слишком отличаются от своих «меньших собратьев». Ну а располагаться выключатель нагрузки должен однозначно до вводного автомата, а еще лучше до самого прибора учета.

Совет

Некоторые электрики используют зачастую схему электрощитка даже без вводного автоматического выключателя. Это также разрешается, если вы грамотно защитили отходящие линии отдельными автоматами. В этом случае на вводе монтируется просто один выключатель нагрузки.

Плюс такой схемы не только в экономии, но и в селективности. При замыкании в проводке, у вас уже одновременно не отключится и ввод (погасив всю квартиру, что зачастую бывает при больших токах КЗ) и автомат группы.

Преимущества использования выключателя нагрузки

1. минимальная вероятность повреждения изоляции дугой, даже при долгом использовании или загрязнении, за счет специальной конструкции с двойным разрывом цепи
2. небольшая стоимость
3. увеличенная электрическая износостойкость
4. допускается эксплуатация при умеренных перегрузках

Выключатели нагрузки на напряжение 6, 10 кВ

Разместить публикацию Мои публикации Написать

Выключатель нагрузки, по сути, представляет собой обычный разъединитель с простейшей дугогасительной камерой.

Их начали применять около 60 лет тому назад в электроустановках 3, 6, 10 кВ в тех случаях, когда применение дорогих выключателей оказывается неэкономичным.

В те времена этот коммутационный аппарат был выполнен в виде разъединителя и высоковольтного предохранителя, поскольку токи нагрузки в электроустановках 6 – 10 кВ были небольшими, по сравнению с современными нагрузками в электрическую сеть.

В этом сочетании, разъединитель был предназначен для отключения и включения токов холостого хода, а также включения токов нагрузки, плавкому предохранителю отводилась роль защиты электроустановки от токов перегрузки и короткого замыкания.

По мере развития производства и соответственно энергетических нагрузок, токов холостого хода электроустановок стали применять так называемые разъединители мощности. Это устройство объединило в себе выключатель, имевший дугогасительную камеру небольшой мощности, и разъединитель.

Такая конструкция использовалась только для коммутирования токов нагрузки и небольших токов перегрузки.

Чтобы использовать разъединители мощности в цепях питания силовых трансформаторов и конденсаторных батарей, необходимо было устанавливать дополнительно высоковольтные плавкие предохранители, для осуществления защиты от токов короткого замыкания.

Обратите внимание

Позднее, усовершенствовав эту конструкцию, путем монтажа простейшего дугогасительного устройства на разъединитель, разработчики пришли к созданию нового коммутационного аппарата, получившего название выключателя нагрузки. Как оказалось, эти аппараты дешевле разъединителя мощности и способны отключать довольно большие емкостные токи, работающих на холостом ходу линий электропередачи даже очень высокого напряжения.

В данное время выключатель нагрузки успешно применяется во многих электроустановках, в том числе в качестве генераторных выключателей, в цепях конденсаторных батарей.

Выключатель нагрузки нашел применение и за рубежом, при этом гашение дуги выполняется весьма разнообразными способами: коммутации в воздухе, в вакууме, в элегазе, в трансформаторном масле и т.п.

Повысился интерес к ним и у российских и украинских производителей, потому как по прошествии 10-15 лет произошли преобразования в электрических сетях – выделение высокого и низкого напряжений, а выключатель нагрузки является наиболее выгодным вариантом в решении вопроса экономии и надежности питания потребителей.

Видов конструкций и типов выключателей нагрузки огромное количество. Некоторые из них приведены ниже.

Выключатели нагрузки типов ВН и ВНП. Особенности конструкций и принцип действия

Выключатель нагрузки типа ВН состоит из следующих конструктивных узлов – общая рама 4, подвешенная на опорных изоляторах 5, на которых смонтированы дугогасительные камеры 3 с неподвижными контактами – основными 2 и дугогасительными 12, подвижные контакты – основные 9 и дугогасительные 7, общий приводной вал 6, связанный с полюсами изоляционных тяг 8.

В конструкцию дугогасительной камеры выключателя нагрузки типа ВН – 16 входит две пластмассовые щеки 13, внутри которых заложены сменные вкладыши 10, изготовленные из оргстекла и образующие узкую щель 11, в которой движется дугогасительный контакт.

Коммутация «отключения» производится двумя отключающими пружинами 1, при этом между дугогасительными контактами образуется электрическая дуга 14, вызывающая интенсивное газовыделение из стенок вкладышей, и соответственно рост давления в камере.

Важно

Путь выхода газов, а именно через щель между контактами и стенками камеры, проходит через область горения дуги, при этом газы создают продольное обдувание и тем самым гашение электрической дуги. Дугогасительные камеры выключателя нагрузки имеют высокую степень износа, т.е.

рассчитаны на большое количество операций отключения (без замены вкладыша), например, ток силой 50 А разрешается отключать 300 раз, ток 100 А – 200 раз, ток 200 А – 75 раз, а ток 400 А – 4 раза.

При отключении сначала размыкаются основные рабочие контакты, а затем дугогасительные, при включении этот процесс происходит наоборот, при этом в отключенном состоянии подвижный контакт образует достаточно большой видимый разрыв. На выключатели нагрузки могут монтироваться стационарные заземляющие ножи, с механической блокировкой для предотвращения ошибочных действий по включению аппарата.

Для осуществления управления выключателем нагрузки типа ВН-16 предусмотрено применение привода типа ПРА-17 (привод ручной автоматический). Этот привод имеет механизм свободного расцепления и встроенный электромагнит для осуществления дистанционного отключения коммутационного аппарата.

Достоинствами этого привода являются: простая и надежная конструкция, удобная эксплуатация, а недостаток – это невозможность включения выключателя нагрузки дистанционно и автоматически.

Данный тип привода может использоваться и с другими типами выключателей нагрузки, таких как ВНП-16, ВНП-17, ВНП-11 и т.д.

Для решения задачи невозможного включения аппарата дистанционно применяются электромагнитные или пневматические привода, которые относятся к приводам прямого действия.

Достоинствами также являются простота конструкции и надежность в эксплуатации, недостатком же – зависимость от мощного источника оперативного постоянного тока, потому как для осуществления операции включения потребляется много энергии.

В России, а также в других странах СНГ, кроме выключателя нагрузки типа ВН-16, довольно успешно применяются и другие типы выключателей нагрузки – ВН-10, ВН-11, ВНП-16, ВНП-17. Конструкция представляет собой сочетание разъединителя внутренней установки рубящего типа, со смонтированными на нем автогазовыми дугогасительными камерами, изготовленные из оргстекла.

Совет

Этими аппаратами предусмотрено осуществление операций включения и отключения токов нагрузки 200-400 А, а также для защиты от токов короткого замыкания. Поэтому для выполнения возложенных функций, выключатель нагрузки снабжается высоковольтными кварцевыми предохранителями (ПК).

Принцип действия выключателя нагрузки типа ВН-10 такой же, как и у выключателя нагрузки типа ВН-16. Принцип гашения дуги осуществляется за счет образующихся газов, вследствие разложения вкладыша из оргстекла.

При операции отключения выключателя сначала размыкаются главные контакты, затем дугогасительные, которые размещены в дугогасительной камере. Электрическая дуга при этом воздействует на стенки вкладыша, образуя интенсивное газовыделение.

Вследствие затрудненного выхода газов из дугогасительного устройства происходит повышение давления в камере, что приводит к быстрому гашению дуги.

Выключатель монтируется с ручным приводом, который оснащен механизмом свободного расцепления и электромагнитом отключения. Таким образом, операции включения производятся только вручную, а операции отключения производятся вручную и дистанционно с помощью электромагнита отключения, который питается от независимого источника тока.

Данный тип выключателя оснащен стационарными заземляющими ножами, которыми можно заземлить как верхние, так и нижние выводные контакты, а также предусмотрена возможность установки с верхней или с нижней стороны выключателя высоковольтных предохранителей.

Выключатели нагрузки типа ВНР. Особенности конструкций и принцип действия

Кроме выключателей нагрузки типа ВН, в странах СНГ также широко эксплуатируется выключатель нагрузки типа ВНР-10/400-10з.

На сварной раме 1 установлены шесть опорных изоляторов 2, при этом на нижних изоляторах закреплены контакты 3 с держателями основных ножей 4, на верхних же изоляторах – главные 6 и дугогасительные контакты, которые закрыты дугогасительными устройствами.

С помощью рычага 8 и изоляционной тяги 7 передается движение от вала выключателя к ножам. Для обеспечения необходимой скорости отключения на выключателе смонтированы специальные пружины 13 и амортизирующие резиновые шайбы 14.

Обратите внимание

Стационарные заземляющие ножи 10 соединяются с рамой выключателя гибкими связями 9 и приводятся в движение с помощью вала 11 заземляющего устройства.

Для включения выключателя нагрузки рукоятку рычага привода перемещают снизу вверх, при этом вал 15 поворачивается и с помощью изоляционных тяг включает контактные ножи.

Для осуществления отключения выключателя рукоятку рычага привода перемещают сверху вниз или дистанционно от кнопки с замыкающими контактами, при этом вал поворачивается под действием отключающих пружин и отключает выключатель.

Выключатель нагрузки автогазового типа ВНП-М1-10/630-20

Выключатель нагрузки типа ВНП-М1-10/630-20

Выключатели нагрузки типа ВНП-М1-10/630-20 производит Нальчикский завод высоковольтной аппаратуры (г. Нальчик, Россия). Подвергнувшись модернизации, выключать нагрузки стал безопасным в эксплуатации.

Предназначается для работы в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ), в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП), а также в ячейках камер стационарных одностороннего и двустороннего обслуживания (КСО) напряжением 10 кВ трехфазного переменного тока частотой 50 и 60 Гц для сетей с заземленной или изолированной нейтралью.

Выключатель оснащен встроенным пружинным приводом с ручным заводом, который предназначен как для местного, так и для дистанционного управления.

4711

Закладки