Инструкция по эксплуатации выключателей нагрузки 6-10 кв

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.

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.

Предназначение

Высоковольтные выключатели устанавливаются в подстанциях и распределительных устройствах сетей от 6 кВ до 10 кВ. Наиболее распространены устройства типа ВНА (автогазовые). Они являются самыми дешевыми и не имеют специальных требований. Газы для гашения дуги в выключателях ВНА вырабатываются из встроенных пластмассовых вкладышей. Такое применение газа для защиты контактов характерно только для этих моделей. Коммутация производится за счет ручного привода.

Выключатель нагрузки для бытовых потребителей с напряжением не более 380 В используют в качестве вводного устройства коммутации на электрических щитах. К его входу подключается силовой кабель, а к выходу – автоматы и УЗО, выполняющие функции защиты от коротких замыканий, перегрузки и утечки тока на «землю».

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

Область применения

Назначение у выключателей нагрузки может быть следующее:

1. Оперативная коммутация больших потребителей на производстве.
2. Аварийное отключение потребителей без снятия нагрузки.
3. В быту, для обеспечения надлежащего переходного контакта при коммутации.

Выбор подходящего выключателя нагрузки:

При выборе переключателя нагрузки необходимого напряжения, необходимо обратить внимание на следующие параметры:

1. Напряжение выключателя.
2. Вид исполнения устройства.
3. Комплектация и дополнительные функции.
4. Номинальный ток.
5. Вид крепления.

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.

Неотключаемые линии в щите

Выключателем нагрузки внутри квартирного электрощита можно обесточить всю электропроводку. Это можно делать с целью электробезопасности, уходя из дома. Некоторые электроприборы отключать нецелесообразно. Для этого оставляется неотключаемая линия. На рисунке ниже установлено 2 выключателя нагрузки, один из которых может отключать всю проводку квартиры, а другой – оставляет в работе холодильник. Кроме того есть еще постоянно работающие системы охранной сигнализации и видеонаблюдения.

Схема квартирного щита с неотключаемой линией

На схеме красным и синим цветами изображены фазный и нулевой провода. Отключать можно только их, а земля (желто-зеленый цвет) всегда остается подключенной.

Классификация выключающих модулей

Изделия, отвечающие за деактивцию нагрузки в электросети, производятся в нескольких разных вариантах. Классификация приборов осуществляется по методу гашения дуги, возникающей при деактивации нагрузки, и по типу дугопогашающей камеры.

Выключатель нагрузки автогазового типа чаще всего монтируется в распределительных устройствах, обслуживающих боксах и на трансформаторных подстанциях. Активирующий привод в модуле бывает ручным и электрическим

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

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

Автогазовые устройства сегодня распространены наиболее широко и пользуются максимальным спросом. Однако, им, буквально, «наступают на пятки» вакуумные агрегаты, признанные специалистами самыми перспективными, прогрессивными, эффективными и надежными выключателями напряжения.

В вакуумных выключателях камеры гашения снабжены дополнительной надежной изоляцией. Благодаря этому срок их службы и устойчивость к эксплуатационному износу существенно выше, нежели у автогазовых аналогов

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

Дополнительные отличительные черты

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

Еще одна важна особенность – это конструкция исполнительного механизма. Этот узел может бывает:

• электромагнитным;
• тепловым;
• полупроводниковым;
• комбинированным.

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

Подробное описание прибора

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

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

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

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

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

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

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

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

Конструкция и принцип работы агрегата

Устройство для отключения нагрузки состоит из прочной сварной рамы, снабженной специальным валом. На ней стоят 6 опорных изоляторов. К трем, располагающимся в нижней части, шарнирно прикрепляются контактные ножи, а на остальных элементах, находящихся наверху, держатся главные и дугогасительные контакты. Изоляционные тяги корректно осуществляют передачу движения от валовых рычажных элементов непосредственно к контактным ножам.

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

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

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

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

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

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

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

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

Отличительные признаки выключателей

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

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

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

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

В отличие от классического выключателя-автомата нагрузочный деактиватор оснащен усиленными контактами, способными выдерживать продолжительную работу. Повышенную надежность модулю обеспечивают такие позиции, как:

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

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

Расчет коэффициента самозапуска

Перед тем, как считать ток срабатывания МТЗ СВ, нужно сначала рассчитать коэффициент самозапуска kсзп. для I и II секции шин 6 кВ.

1. Определяем максимальный рабочий ток для асинхронных двигателей:

2. Определяем максимальный рабочий ток для трансформаторов 6,3/0,4 кВ мощностью 400 и 2000 кВА:

3. Определяем пусковой ток для асинхронных двигателей:

Что бы определить пусковой ток для трансформаторов 6,3/0,4 кВ нам нужно знать коэффициент самозапуска, что бы его определить, нужно знать характер нагрузки на стороне 0,4 кВ.
В связи с тем, что характер нагрузки на стороне 0,4 кВ для трансформаторов 6,4/0,4 кВ мне неизвестен. В этом случае, в технической литературе рекомендуется использовать значение сопротивления обобщенной нагрузки xнагр* = 0,35 о.е.

Значение xнагр* = 0,35 о.е соответствует коэффициенту самозапуска – 2,9 согласно .

Как нужно определять пусковые сопротивления для высоковольтных электродвигателей (3; 6; 10 кВ) и трансформаторов 6(10)/0,4 кВ подробно описано в книге «Расчеты релейной защиты и автоматики распределительных сетей». М. А. Шабад, 2003г страницы 117, 118. Выкопировку из данной книги я привожу ниже.

4. Определяем пусковой ток для трансформаторов 6,3/0,4 кВ:

Результаты расчетов сводим в таблицу 1.
Таблица 1 – Характеристики электродвигателей и трансформаторов

5. Определяем максимальный рабочий ток I секции шин 6 кВ:

6. Определяем сопротивление системы в максимальном режиме:

7. Определяется сопротивление трансформатора ТДН-16000/110-У1, исходя из напряжения короткого замыкания Uк.мин. соответствующее крайнему нижнему положению РПН:

8. Определяем суммарный пусковой ток на I секции шин 6 кВ:

9. Рассчитываем эквивалентное сопротивление нагрузки по формуле 5.3 :

10. Определяем ток самозапуска по формуле 5.4 :

где:

• Uс.ном. – среднее номинальное напряжение, В;
• хс.макс. – сопротивление системы в максимальном режиме, Ом;
• хтр.мин. – минимальное сопротивление трансформатора, Ом;
• хнагр. – эквивалентное сопротивление нагрузки, Ом;

11. Определяем коэффициент самозапуска по формуле 5.1 :

Аналогично определим kсзп для II секции шин 6 кВ.

12. Определяем максимальный рабочий ток:

13. Определяем суммарный пусковой ток на шинах:

14. Рассчитываем эквивалентное сопротивление нагрузки по формуле 5.3 :

15. Определяем ток самозапуска по формуле 5.4 :

16. Определяем коэффициент самозапуска по формуле 5.1 :

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты расчетов

Определив все исходные данные для выбора параметров срабатывания МТЗ СВ, теперь можно перейти непосредственно к расчету тока срабатывания МТЗ СВ.

Что учитывать при выборе устройства

Планируя приобретение выключателя нагрузок, следует помнить, что аппарат в первую очередь предназначен не для защиты электроприборов, а для предохранения проводки от перегрева, прогорания и перенапряжения. Поэтому, чтобы покупка оказалась правильной, а устройство справилось с поставленными задачами, предварительно обязательно выясняют сечение входящего в квартирный или домовый щиток кабеля и уровень тока, на который он рассчитан.

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

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

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

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

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

Классификация высоковольтных выключателей

По способу гашения дуги

• Элегазовые выключатели (баковые и колонковые);
• Вакуумные выключатели;
• Масляные выключатели (баковые и маломасляные);
• Воздушные выключатели;
• Автогазовые выключатели;
• Электромагнитные выключатели;
• Автопневматические выключатели.

По назначению

• Сетевые выключатели на напряжения от 6 кВ и выше, применяемые в электрических цепях (кроме цепей электрических машин и электротермических установок) и предназначенные для пропускания и коммутирования тока в нормальных условиях работы цепи, а также для пропускания в течение заданного времени и коммутирования тока в заданных ненормальных условиях, таких как условия короткого замыкания
• Генераторные выключатели на напряжения от 6 до 20 кВ, применяемые в цепях электрических машин (генераторов, синхронных компенсаторов, мощных электродвигателей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в пусковых режимах и при коротких замыканиях. Отличаются, как правило, большими значениями номинального тока (до 10000 А) и тока отключения.
• Выключатели на напряжение от 6 до 220 кВ для электротермических установок, применяемые в цепях крупных электротермических установок (например, сталеплавильных, руднотермических и других печей) и предназначенные для пропускания и коммутаций тока в нормальных условиях, а также в различных эксплуатационных режимах и при коротких замыканиях.
• Выключатели нагрузки — выключатели, предназначенные для коммутаций под номинальным током, но не рассчитанные на разрыв сверхтоков. Применяются в сетях 3-10 кВ с изолированной нейтралью для коммутации небольших нагрузок — до нескольких мегавольт-ампер.
• Реклоузеры — подвесные секционирующие дистанционно управляемые выключатели, снабжённые защитой и устанавливаемые на опорах воздушных ЛЭП
• Выключатели специального назначения.

По виду установки

• Опорные, то есть имеющие основную изоляцию на землю опорного типа.
• Подвесные, то есть имеющие основную изоляцию на землю подвесного типа.
• Настенные, то есть укрепленные на стенах закрытых распредустройств.
• Выкатные, то есть имеющие приспособления для выкатывания из ячеек распредустройств (для обслуживания, ремонта и для создания т.н. «видимого разрыва» при работах на линиях).
• Встраиваемые в комплектные распределительные устройства.

По категориям размещения и климатическому исполнению

• пять категорий размещения (вне и внутри помещений с различными условиями обогрева и вентиляции);
• десять климатических исполнений (У, ХЛ, УХЛ, ТВ, ТС, Т, М, ОМ, В и О) в зависимости от географического места установки.

Переключатели нагрузки

Переключатель нагрузки служит для коммутации электрических цепей и имеет больше контактов. Переключателем можно коммутировать одну или несколько сетей. Его также называют перекидным или переходным выключателем. С его помощью можно образовать новую цепь.

В квартирах маломощные переключатели используют для независимого управления освещением из разных мест.

Схема проходного выключателя

На рисунке изображена схема подключения двух переключателей для включения лампочки из двух мест. Фазный провод выполнен коричневым, а нулевой – синим цветами. Черным цветом обозначены провода, соединяющие контакты соседних переключателей между собой. Нажимая на клавишу любого переключателя, можно независимо подавать напряжение на лампочку или отключать ее.

В многоэтажных жилых домах мощными перекидными рубильниками производят ввод в действие новой питающей линии, когда на одной из них происходит авария.

Схема питания жилого дома

При выходе из строя магистрали (1) производится переход на магистраль (2) с помощью перекидных рубильников (3).

Аналогично выключателю переключатель нагрузки способен выдерживать номинальный нагрузочный ток. На рисунке ниже изображены популярные модели, которые можно приобрести на рынке для домашних нужд. С их помощью можно переключать нагрузки электрокотлов, сварочных аппаратов и другой бытовой техники.

Виды переключателей, представленные на современном рынке