Когда ставят выключатели нагрузки

Типы выключателей нагрузки на 6 — 10 кВ

Выключатель нагрузки — это простейший высоковольтный выключатель. Он используется для отключения и включения цепей, находящихся под нагрузкой.

Дугогасительные устройства выключателей рассчитаны на гашение мало-мощной дуги, возникающей при отключении тока нагрузки. Их нельзя применять для отключения токов короткого замыкания. Чтобы разорвать цепь в случае возникновения короткого замыкания, последовательно с выключением нагрузки устанавливаются высоковольтные предохранители соответствующей способности.

Выключатели нагрузки заменили дорогостоящие высоковольтные выключатели. Дорого стоит не только высоковольтный выключатель, но и привод к нему. Если ток сети относительно небольшой, 400 — 600 А, целесообразно выключатель с релейной защитой заменить на выключатель нагрузки с предохранителями.

В выключателях нагрузки для гашения дуги используются камеры с автогазовым, автопневматическим, электромагнитным, элегазовым дутьём и вакуумными элементами.

При автогазовом дутье гашение дуги осуществляется выделяющимися под действием температуры дуги из стенок камеры газа. Выключатель нагрузки с автопневматическим дутьём является небольшим воздушным выключателем. Для гашения дуги у таких выключателей образование сжатого воздуха осуществляется за счёт энергии отключающей пружины. Принцип его действия аналогичен принципу поддува электромагнитного выключателя.

Автогазовый выключатель нагрузки

Когда используется в выключателях нагрузки элегазовое дутьё, то дугогасительная камера заполняется газом при давлении в две атмосферы. При отключениях дугу омывает поток газа, создаваемый поршневым устройством. Движение подвижного контакта поршневого устройства осуществляется энергией отключающей пружины. Серийно выпускаются выключатели нагрузки с элегазовым дутьём на напряжение до 35 — 110 кВ.

До настоящего времени в основном использовались выключатели нагрузки с автодутьём , например выключатели нагрузки типа ВН-16.

Выпускаются выключатели нагрузки с заземляющими ножами. Их тип ВНПЗ-16(17). Ножи заземления снабжаются валом, приваренными контактами в виде медных пластин, блокирующим устройством. Ножи могут заземлять только верхние или нижние контактные стойки выключателя, поэтому устанавливаются сверху или снизу выключателя. Вал заземляющих ножей через блокировку связан с валом выключателя.

Блокировка не позволяет включить ножи заземления при включённом выключателе и включить выключатель при включённых ножах заземления. Ножи заземления можно включать и отключать только при отключённом выключателе.

Чтобы осуществлять управление ножами заземления, используется отдельный привод типа ПР-2. Может применяться ручной привод. Привод ножей устанавливают со стороны, противоположной приводу выключателя.

Выключатель нагрузки ВНПЗ-16

Выключатели нагрузки с автогазовым дутьём при напряжении 10 кВ могут отключать токи 200 А 75 раз, а в случае тока 400 А — только 3 раза. Невысокая надёжность выключателей, малое число отключений номинального тока, ограниченная включающая способность и электродинамическая стойкость потребовали разработки новых видов выключателей нагрузки. Одним из них служит выключатель нагрузки электромагнитного типа. Он применяется при номинальных токах 630, 400 А и соответственно номинальных напряжениях 6, 10 кВ.

У таких выключателей повышенные токи отключения больше номинальных в 1,5 раза, а предельные сквозные токи составляют амплитудное значение 51 кА, действующее значение периодической составляющей 20 кА. Выключатель оборудован пружинным приводом с ручным заводом и дистанционным управлением.

Вакуумные выключатели нагрузки , имеющие малые габариты и вес, обладающие высокими эксплутационными возможностями, успешно применяются в качестве выключателей нагрузки. Так выключатель серии ВНВР-10/630 рассчитан на напряжение 10 кВ и номинальный ток 630 А.

Вакуумный выключатель нагрузки ВНВР-10/630-20

Вакуумный выключатель нагрузки ВБСН-10-20

Элегазовые выключатели нагрузки применяются на напряжение 110 кВ и выше. На напряжение 110 — 220 кВ они имеют гасительные камеры, в которых полем постоянных магнитов дуга приводится во вращение.

Приводы выключателей нагрузки

При ручном управлении выключателями в основном используются приводы ПР-17. Когда необходимо дистанционное отключение, то применяют привод ПРА-17, в случае дистанционного управления включением и отключением — электромагнитный привод ПЭ-11С. Наибольшее распространение получил привод для включения выключателей нагрузки ПРА-12.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подписывайтесь на наш канал в Telegram!

Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Выключатель нагрузки

Нагрузки выключатель, электрический коммутационный аппарат высокого напряжения, предназначенный для оперативного включения и отключения электрических цепей в нормальном режиме, нагрузочных токов, ненагруженных линий электропередачи и трансформаторов и т.п. Н. в. должен также в аварийном режиме надёжно включаться на ток короткого замыкания цепи, в которой он установлен, и в этом положении обладать динамической и термической устойчивостью к протекающим через его токоведущую систему сквозным токам короткого замыкания. Поскольку Н. в. не предназначаются для отключения токов короткого замыкания, их дугогасительные устройства и приводные механизмы значительно проще, чем у других высоковольтных выключателей, и стоимость их ниже. Наибольшее распространение в Н. в. получили дугогасительные устройства, в которых используются твёрдое дугогасящее вещество, элегаз, а также дугогасители — вакуумные и с магнитным «дутьём». Для защиты от токов короткого замыкания электрических устройств, в которых применяются Н. в., последовательно с ними включают плавкие предохранители высокого напряжения.

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.

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.

Выключатель нагрузки типа ВН-16 на 6 и 10 кВ, имеющий номинальный ток отключения Iном= 400 А и 200 А (в отдельных случаях — до 800 А) и мощность отключения 4 и 3 МВА:

а) общий вид; б) дугогасительное устройство продольного дутья

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. 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.

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).

Автогазовый выключатель нагрузки типа ВН-10, с ручным приводом на номинальное напряжением 10 кВ, с номинальным током 400 А и током термической стойкостью 10 кА

1- система главных контактов; 2-дугогасительное устройство; 3-система дугогасительных подвижных контактов.

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.

Технические характеристики выключателей нагрузки ВН, ВНП

Выбор выключателей нагрузки, разъединителей

Условия выбора выключателей нагрузки, отделителей, короткозамыкателей и разъединителей обобщены в табл. 1.
Предохранители напряжением выше 1000 В выбирают по следующим условиям: UH > UHy, Iн > /р утж; Iн отк. Предохранители типа ПК с заполнением кварцевым песком можно применять только при условии Un — UH,у Номинальный ток плавкой вставки предохранителя выбирают по условиям избирательности действия защиты с учетом токов переходных режимов (пусковые токи электродвигателей, броски тока намагничивания трансформаторов и т. п.).

Условия выбора выключателей нагрузки, отделителей, короткозамыкателей и разъединителей

Обозначение параметров, условия выбора

Длительный ток, кА

Для короткозамыкателя проверка не требуется. Для остальных аппаратов дополнительно проверить по условию; Iн 0>/р. уТж при 6Ср ф 35° С

Допустимый ток отключения, кА

Для выключателя нагрузки

Для выключателя нагрузки с предохранителем

Мощность отключения * МВД

Допустимый ток включения,- кА

Для выключателя нагрузки и короткозамыкателя

Ток электро динамической стойкости, кА:
действующее значение
ударный

Для выключателей нагрузки без предохранителя и с предохранителем
Для выключателя нагрузки с предохранителем

Мощность отключения (трехфазная симметричная),- МВ * А

Для выключателя нагрузки с предохранителем не проверяется

Примечание. Выбор шинных разъединителей, устанавливаемых до реакторов, следует производить по значениям токов КЗ за реакторами т. е. с учетом ограничения тока КЗ реактором.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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:

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.

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.

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.

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.