Что такое модульный выключатель нагрузки и чем он отличается от автоматического выключателя?

Рубильник ABB SD200.

Рубильники серии SD200 относительно новые, и начали выпускать их с 2021 года. Внешне они почти неотличимы от старой копии серии Е200.

Но это только внешне. Многим известно, что серия Е200 имела конструктивный косяк, и поэтому были заменены на новую серию.

Как следует из названия серии SD200, рубильник ABB также, как и автомат S200, в зависимости от последней цифры, разделяется по количеству полюсов:

• SD201 – однополюсный,
• SD202 – двухполюсный,
• SD203 – трехполюсный,
• SD204 – четырехполюсные.

На фото также показан пример 2-хполюсного рубильника. Такие рубильники SD201 и SD202 удобно использовать в однофазных щитах, т.к. они занимают меньше места, чем ОТ63, который займет не менее 3-х модулей.

Рубильник ABB SD200 выпускается на номинальные токи: 16, 25, 32, 40, 50 и 63А. К нему подходят все дополнительные контакты, предназначенные для модульки ABB.

Принцип действия автоматического выключателя и его конструкция

Выбор выключателей стоит начать с понимания как работает автоматический выключатель и конструктивных особенностей. Каждый такой автомат имеет:

• Несколько полюсов, которые он может включать и отключать. То есть силовые контакты, которые размыкают или замыкают цепь. Их количество может быть от одного до четырёх;
• Дугогасительная система. Она может состоять из специальных камер с узкими щелями для разбития дуги на мелкие части и снижения её выгорающей способности. Также камеры дугогашения могут быть выполнены в виде решётки. Эти две вида камер иногда применяются комбинированно если автомат предназначен для коммутации мощных цепей;

• Привод расцепляющего механизма;
• Расцепитель. Он может иметь электромагнитную, электронную, микропроцессорную или же биметаллическую основу служащую для мгновенного автоматического выключения при создании ненормальных токовых режимов. В свою очередь, он состоит из рычагов, защёлок и отключающих пружин для ускорения срабатывания защиты;
• Одну или несколько пар так называемых блок-контактов или вспомогательных контактов, идущих в цепи сигнализации или же контроля.

Хотелось бы остановиться более конкретно на таком элементе как электромагнитный расцепитель. Он представляет собой катушку (соленоид), подвижная часть которой, и приводит в действие само устройство механического разрыва цепи. Ток, протекающий по силовым контактам, непосредственно проходит и по соленоиду, только вот при нормальной работе, когда его значение не превышает номинального параметра, на который рассчитан автомат, он не выключает автомат. Магнитного поля в этом случае не хватает на то, чтобы якорёк расцепителя сдвинул защёлку и автоматический выключатель остаётся во включенном положении. Как только ток, вследствие короткого замыкания в отходящей цепи, превысит пороговое значение, магнитный поток приведет в движение подвижную часть соленоида и автомат немедленно отключится.

Автоматические выключатели постоянного тока, которые устанавливаются для защиты электродвигателей стационарно имеют несколько расцепителей. Это делается с целью ускорить процесс отключения даже при несрабатывании одного из систем расцепления. Допусти ВАТ (выключатель автоматический токовый), который применяется для электродвигателя главных приводов прокатного стана имеет систему ИДП (индукционно динамический привод). Она дополнительно тянет за подвижный силовой контакт во время отключения автомата от токовой защиты.

Тепловая защита автоматических выключателей почти во всех случаях создана на биметаллической пластине, которая также введена в силовую цепь. При прохождении тока выше номинала она начинает греться и в какой-то момент происходит её деформация или изгиб тем самым разрывается электрическая цепь. Поэтому в таких случая стоит подождать когда она остынет, так как отключенный от тепловой защиты автомат включится не сразу. Иногда если автоматы не имеют чёткой тепловой вставки превышение токового номинала ограничивают отдельно установленными тепловыми реле, работающими по такому же принципу, и имеющие настройку.

Что поставить на вводе в дом – автоматический выключатель или рубильник?

«Можно ли использовать на вводе в частный дом (до счетчика) автомат вместо рубильника?» – такой вопрос регулярно встречается на строительных форумах. И вроде – почему нет? Ведь и то, и другое устройство по факту разъединяет электрическую сеть. Следует ли из этого, что они взаимозаменяемы?

Нет. Совсем. Почему – нам объяснил инженер компании «Аксиом Плюс», 12 лет занимающейся оптовыми и розничными продажами электротехнических товаров. Для начала разберемся с назначением двух устройств и их сферой применения.

• Главное отличие «автомата» от рубильника (переключателя)
• Зачем объединять рубильник с «автоматом»
• Для установки вводных автоматов можно выбрать варианты Eaton Moeller

Разница между рубильником и вводным автоматом

Самый часто задаваемый новичками в этой области вопрос: можно ли устанавливать на вводе только автомат, без дополнительного рубильника или пакетного выключателя? На первый взгляд кажется, что такие действия не противоречат ПУЭ, однако проблема здесь не в том, что подобный монтаж запрещен. Дело в конструктивных особенностях оборудования.

Рубильник или пакетный выключатель не имеют в своей схеме сложных элементов, они просты и поэтому надежны. Для подобных размыкателей нет определенного количества циклов, которое они способны выдержать. Поэтому если планируется часто отключать сеть, то перед вводным автоматическим выключателем следует поставить пакетник или рубильник.

Преимущества и отличия от вводного автомата

Вводной автомат — это автовыключатель. Его устанавливают на вводе линии электросетей в жилое помещение (дом, квартира, дача). Имеет невысокий уровень защиты и может сгореть при подключении мощных электроприборов. При этом при частом использовании вводного электровыключателя просто для включения/выключения света — есть вероятность, что он может перегреться и сгореть.

Модуль нагрузки может применяться как для защиты электросетей жилых и коммерческих площадей, использующих электроприборы небольшой мощности, так и на промышленных предприятиях и заводах, где используют агрегаты и механизмы небольшой мощности. Применение простых автоматов для промышленных мощностей — неэффективно.

https://www.youtube.com/watch?v=gXNj7OhXCDs

Модуль-автовыключатели имеют преимущества:

• относительно невысокая цена;
• повышенная электро-изностойкость;
• можно применять при умеренных перегрузках;
• больший срок эксплуатации в сравнении с вводными автоматами;
• возможность установки на промышленных предприятиях с агрегатами небольшой мощности;
• высокий уровень защиты от перегрузок в электросети и от коротких замыканий;
• высокий порог срабатывания защиты во время перегрузок на ЛЭП;
• быстрая скорость реакции на перегрузки.

Достоинства автоматических электровыключателей модульного типа очевидны. А небольшая разница в стоимости с вводным автоматом определяют выбор в пользу качества и надежности.

Место модульного выключателя в квартирной электрической проводке

Модульный выключатель не содержит цепей защиты от короткого замыкания и поэтому должен всегда применяться в паре с автоматическим выключателем.

При создании проводки модульный выключатель:

• включают непосредственно на вводе;
• соединяют последовательно с автоматическим;
• выбирают по номинальному току по меньшей мере из следующей ступени по сравнению с автоматическим выключателем.

При наличии на каждом отводе своего автомата практикуется установка модульного выключателя на место общего вводного автомата.

Подбор конкретной модели выполняют с учетом того, что отдельные разновидности устройства могут как разрывать нулевой провод, так и не воздействовать на него при срабатывании.

Наиболее целесообразно устанавливать выключатель во вводном щитке, чем достигается удобство коммутации и текущего обслуживания.

Применение

Выключатели нагрузки применяются в распределительных сетях с целью коммутации линий, силовых трансформаторов, работающих при номинальных напряжениях. Устройства могут использоваться для включения/отключения дополнительных нагрузок, но они не предназначены для защиты от коротких замыканий, за исключением тех конструкций, в которых установлены плавкие предохранители (см. рис. 1).

Рис. 1. ВН с предохранителями

Такими разъединителями мощности оборудуются высоковольтные линии на 6 – 10 кВ, для токов, не превышающих 400 – 600 А. Для коммутации и защиты более мощных линий электропередач применяются релейные устройства. В маломощных сетях допускается использование ВН без предохранителей.

Существуют компактные выключатели нагрузок до 100 А, которые легко монтируются в распределительных устройствах. Такие рубильники внешне похожи на конструкцию автоматического выключателя (см. рис. 2) и устанавливаются на входах сетей многоквартирных и частных домов. Они управляются только вручную и не отключаются при достижении тока срабатывания защиты.

Рис. 2. Маломощные выключатели нагрузки

Характеристики теплового реле

Основная характеристика для тепловых реле – это время срабатывания, которое зависит от тока нагрузки. Другими словами, данная характеристика называется время-токовой. Если рассматривать общий случай, то до подачи нагрузки через реле будет протекать ток I. В таком случае нагрев биметаллической пластины будет составлять q

Во время проверки данной характеристики очень важно учитывать, из какого состояния (перегретого или холодного) осуществляется срабатывание прибора. Кроме того, при проверке данных устройств очень важно помнить, что пластина не является термически устойчивой при возникновении тока короткого замыкания. Выбор тепловых реле осуществляется следующим образом

Номинальный ток такого защитного устройства выбирается исходя из номинальной нагрузки электрического двигателя. Выбранный ток реле должен составлять 1,2-1,3 от номинального тока электродвигателя (тока нагрузки). Другими словами, такое устройство сработает в том случае, если в течение 20 минут нагрузка будет составлять от 20 до 30 %

Выбор тепловых реле осуществляется следующим образом. Номинальный ток такого защитного устройства выбирается исходя из номинальной нагрузки электрического двигателя. Выбранный ток реле должен составлять 1,2-1,3 от номинального тока электродвигателя (тока нагрузки). Другими словами, такое устройство сработает в том случае, если в течение 20 минут нагрузка будет составлять от 20 до 30 %.

Очень важно понимать, что на работу теплового реле значительное влияние оказывает окружающая температура воздуха. Из-за роста температуры окружающей среды будет уменьшаться ток срабатывания данного приспособления. Если данный показатель будет слишком сильно отличаться от номинального, то нужно будет либо провести дополнительную плавную регулировку реле, либо же покупать новый прибор, но с учетом реальной температуры окружающей среды в рабочей зоне этого агрегата

Если данный показатель будет слишком сильно отличаться от номинального, то нужно будет либо провести дополнительную плавную регулировку реле, либо же покупать новый прибор, но с учетом реальной температуры окружающей среды в рабочей зоне этого агрегата.

Чтобы уменьшить влияние окружающей температуры на величину срабатывания тока, необходимо приобретать реле с большим номинальным значением нагрузки. Для того чтобы добиться правильного функционирования теплого устройства, устанавливать его стоит в том же помещении, в котором находится и контролируемый объект. Однако нужно помнить, что реле реагирует на температуру, а потому располагать его вблизи концентрированных источников тепла запрещается. Таким источниками считаются котлы, источники отопления и прочие похожие системы и приборы.

Основные функции автоматических выключателей

Главная задача всех автоматических выключателей состоит в надежной защите проводов и изоляционного слоя от перегрева и последующего расплавления. Исходя из этого производится также выбор вводного устройства. В момент нагрева проводника до критической температуры происходит автоматическое отключение напряжения.

Подобные ситуации возникают при подключении нагрузок, мощность которых существенно превышает возможности сети. Точно такие же отключения происходят в случае возникновения токов коротких замыканий. Отключающие защитные устройства выбираются, в первую очередь, исходя из количества проводов, которые требуется обесточить. Большое значение имеет выбор автоматического выключателя по мощности. Сам процесс отключения должен быть своевременным, не допускающим разрушения изоляции и возникновения пожара. Основными критериями выбора конкретного автомата, который определяет госстандарт являются его номинал, время-токовая характеристика, связанная с электромагнитным расцепителем и отключающая способность, в зависимости от тока отсечки.

При решении задачи, как выбрать автоматический выключатель для дома, все его параметры имеют большое значение для обеспечения рабочего процесса. Они выбираются в соответствии с нагрузкой, подключенной к данной сети и расположением проводки относительно питающей подстанции. Правильный выбор устройства в значительной степени зависит от знания конструктивных особенностей и принципа действия автомата.

Выключатели нагрузки серии ВНА

Выключатель нагрузки автогазовый (ВНА) предназначен для коммутации под нагрузкой цепей трехфазного тока 630А частотой 50 Гц напряжением 6 или 10 кВ в камерах сборных одностороннего обслуживания (КСО), в шкафах комплектных распределительных устройств (КРУ) и в комплектных трансформаторных подстанциях (КТП). В качестве дугогасящего элемента служит дугогасительная камера из полиметилметакрилата в полиамидном корпусе.

Условия эксплуатации:

• высота установки над уровнем моря не более 1000 м;
• температура окружающего воздуха от минус 45° С до плюс 40° С;
• окружающая среда невзрывоопасная, не содержащая агрессивных газов и паров, а также производственной пыли в количествах, нарушающих работу выключателя;
• рабочее положение в пространстве — установка на вертикальной плоскости. Допускается отклонение от вертикального положения 5° в любую сторону учитывая, что подвижные контакты должны откидываться вниз.

Условное обозначение выключателя нагрузки ВНА

ВНА-П(Л)-I(II)(III)-10/630-20з(зп) УХЛ2

• В — выключатель;
• Н — нагрузки;
• А — автогазовый;
• П, Л — правосторонний (левосторонний) привод;
• I, II, III — расположение заземляющих ножей сверху, снизу, с двух сторон;
• 10 — номинальное напряжение, кВ;
• 630 — номинальный ток, А;
• 20 — предельный сквозной ток, кА;
• з, зп — с заземляющими ножами, с заземляющими ножами и предохранителями;
• УХЛ2 — климатическое исполнение и категория размещения.

Конструкция и принцип действия

Выключатель нагрузки ВНА состоит из рамы, вала управления подвижными токоведущими контактами и вала управления заземляющими ножами. На трех нижних изоляторах шарнирно закреплены подвижные токоведущие контакты совместно с подвижными дугогасительными контактами. На трех верхних изоляторах закреплены неподвижные токоведущие контакты, неподвижные дугогасительные контакты и дугогасительная камера. Движение от рычагов вала к подвижным контактам передаются при помощи тяговых изоляторов из стеклонаполненного полиамида.

Установка выключателя ВНА-П-10/630-II-20з УХЛ2 в камере КСО-393

1 — выключатель нагрузки, 2 — привод ПР-10 главных ножей, 3 — привод ПР-10 заземляющих ножей, 4 — тяга главных ножей, 5 — тяга за заземляющих ножей

Для отключения выключателя установлены две пружины: отключающая и депфирующая, также для смягчения ударов при отключении установлен резиновый буфер.

Дугогасительные камеры из полиметилметакрилата предназначены для гашении электрической дуги при размыкании дугогасительных контактов, потоком газа образующегося в результате воздействия высокой температуры на газогенерирующий материал камеры. При включении выключателя сначала замыкаются главные контакты, а затем дугогасительные, при отключении сначала размыкаются главные контакты а затем дугогасительные.

Работа выключателя осуществляется при помощи пружинного механизма.

В конструкции выключателя предусмотрена блокировка которая обеспечивает:

• Невозможность включения выключателя при включенных заземляющих ножах.
• Невозможность включения заземляющих ножей при включенном положении выключателя.

Включение и отключение выключателя осуществляется при помощи ручного привода типа ПР-10. Привод соединяется с валом пружинного механизма включения при помощи тяги (в комплект поставки не входит). Включение осуществляется при передаче поступательного движения от привода ПР-10 через тягу на вал пружинного механизма, при этом происходит сжатие включающей пружины включающего механизма, переход ее через мертвую точку и последующее включение главного вала выключателя. Отключение происходит аналогичным образом.

Выключатель типа ВНА с заземляющими ножами и предохранителями дополнительно имеет отдельную полураму заземлителя и смонтированные на изоляторах контакты типа КО для установки патронов предохранителей серии ПТ. Заземлитель и выключатель соединяются между собой блокировкой.

Технические характеристики выключателей нагрузки ВНА

Параметр	Значение
Номинальное напряжение, кВ	10
Наибольшее рабочее напряжение, кВ	12
Номинальный ток, А	630
Номинальный ток отключения при rкоэффициенте мощности более 0,7, А	630
Номинальный ток термической стойкости, кА	20
Номинальный ток электродинамической стойкости, кА	51
Время протекания тока короткого замыкания, с	1
Время отключения, не более, с	0,2
Собственное время включения, не более, с	0,2
Масса, кг	38

Выбрать выключатель нагрузки ВНА…

Безопасная работа в высоковольтных установках (Часть 1)

Введение

В одной из предыдущих статей мы рассматривали защиту человека от поражения электрическим током в сетях 0,4 кВ. Для организации защиты от опасной утечки тока необходимо установить устройство защитного отключения (УЗО) или АВДТ (автоматический выключатель дифференциального тока), являющийся комбинацией автоматического выключателя и УЗО одновременно.

В высоковольтных сетях вопрос с организацией безопасности работ персонала обстоит гораздо сложнее. Прежде всего это связано с тем, что приближение человека к токоведущим частям на недопустимо близкое расстояние опасно

Расстояния регламентированы нормативными документами и, например, для электроустановок 10 кВ это 0,6 метра (МПОТ табл 1.1.)! Если работник случайно или по неосторожности приблизится меньше, чем на 0,6 метра, может произойти электрический «пробой» по воздуху, что чаще всего приводит к летальному исходу

Для обеспечения безопасности работ в высоковольтных сетях и установках применяются разъединители и выключатели нагрузки, перед которыми стоит одна и та же задача — создать видимый разрыв цепи.

Определение

Разъединитель является контактным коммутационным аппаратом и предназначен для включения и отключения электрической цепи в отсутствие рабочего тока или тока небольшой уровня (меньше рабочего тока нагрузки), а также для создания видимого разрыва цепи, в которой необходимо произвести ремонтные работы.

Выключатель нагрузки выполняет те же функции, что и разъединитель, однако имеет одно важное и существенное отличие — он способен производить включение и отключение рабочих токов нагрузки в нормальном режиме. Конструктивное отличие разъединителей и выключателей нагрузки

Конструктивное отличие разъединителей и выключателей нагрузки

Благодаря наличию дугогасительной камеры, а также паре подвижных и дугогасительных контактов в выключателе нагрузки становится возможна коммутация рабочих токов нормальных режимов.

При отключении размыкаются сначала подвижные контакты (4), а затем дугогасительные (5). При непосредственном размыкании уже самих дугогасительных контактов (5) электрическая дуга воздействует на газогенерирующие вкладыши (из полиметилметакрилата), из которых выделяется поток газа, гасящий дугу.

Конструкция автогазового выключателя нагрузки ВНА

Области применения

Разъединители используются для производства переключений в схемах электроподстанций, например при переводе питания присоединений (фидеров) с одной системы шин на другую.

Разъединителями допускается выполнение коммутаций:

• трансформаторов напряжения, зарядного тока шин и оборудования подстанции (за исключением батарей конденсаторов);
• параллельных ветвей, которые находятся под током нагрузки, если разъединители данных ветвей шунтированы другими включенными разъединителями;
• токов намагничивания силовых трансформаторов и зарядных токов как воздушных, так и кабельных линий;
• нейтралей трансформаторов и дугогасящих катушек (реакторов) при отсутствии в сети однофазного замыкания на землю (ОЗЗ).

Величины некоторых токов коммутируемых разъединителями электроустановок регламентированы и представлены в таблице:

Напряжение, кВ	6	10
Намагничивающий ток, А	3,5	3
Зарядный ток, А	2,5	2
Ток замыкания на землю, А	4	3

Хотелось бы также отметить, что далеко не на всех объектах экономически выгодно и целесообразно применять силовые выключатели для защиты отходящий линий 10 кВ. Можно применить сочетание выключателя нагрузки ВНА и предохранителя ПКТ. Первый обеспечивает включение и отключение рабочих токов цепи, а также требуемый видимый разрыв цепи, а второй защищает от сверхтоков величиной до 50 кА. Таким сочетанием аппаратов, например, можно защитить кабель питающий трансформаторную подстанцию 10/0,4 кВ.

Важное замечание

При установке изолирующих межполюсных перегородок в разъединитель можно достигнуть увеличения коммутируемого тока в 1,5 раза.

В следующей статье мы рассмотрим некоторые правила безопасного оперирования и работы с разъединителями.

Где лучше приобретать защитную автоматику

Многие пользователи утверждают, что наиболее выгодными являются покупки через интернет, однако к разбираемому сегодня оборудованию это явно не относится. Ведь в этом случае невозможно увидеть изделие своими глазами. Получается, что человек покупает кота в мешке. А ведь от оригинальности приобретенного автомата зависит не только безопасность здоровья проживающих в квартире или доме, но порой и жизни людей. Именно поэтому специалисты советуют покупать подобное оборудование только в специализированных проверенных магазинах с хорошей репутацией.

Цены вводных автоматических выключателей невысоки (от 200 до 1000 р.), поэтому не стоит пытаться найти через интернет еще более дешевый товар – он, скорее всего, окажется некачественным фальсификатом.

Условное обозначение и маркировка

Для маркировки выключателей нагрузки используются буквенные и цифровые символы, сгруппированные по группам:

ВН Х-Х-00/0-0 хх 0 Х0.

Заметим, что приведённая структура обозначения может отличаться в маркировках разных типов конструкций.

Рассмотрим один из вариантов.

Первая группа букв содержит информацию о типе выключателя. ВН – выключатель нагрузки. Иногда буква Н отсутствует, а на её месте, а чаще всего Х на второй позиции обозначает тип изделия либо вариант исполнения.

Буквенное обозначение типов конструкции:

• М – масляный;
• ММ – маломасляный
• А– автогазовый.

(Элегазовые рубильники имеют свою структуру обозначения).

Буквенное обозначение вариантов исполнения:

• М – модернизированный;
• П – пружинный привод;
• Р – ручной привод;
• Э – электромагнитный.

Х на третьей позиции может обозначать расположение привода:

• П – правое;
• Л – левое.

На четвёртой позиции (00) цифры, указывающие номинальное напряжение в кВ.

5 позиция (/0) – номинальный ток отключения, в кА.

6 позиция (0) – номинальный (сквозной) ток выключателя.

7 позиция (хх) – расположение заземляющих ножей (иногда климатическое исполнение). п – за предохранителями, в – со стороны контактов заземления.

8 позиция (0) – обозначает тип устройства подающего команды для отключения (при наличии).

9 позиция (Х0) – климатическое исполнение и категория размещения.

Пример: маркировка ВВЭ – 15 – 25/ 680 – УЗ означает: Выключатель вакуумный, с электромагнитным приводом, рассчитанный на напряжение 15 кВ, ток термической стойкости – 25 кА, номинальный ток ВН – 680 А, применяется в условиях умеренного климата, предназначен для внутренней установки.

На рисунке 6 приведён пример обозначения на схеме.

Рис. 6. Обозначение на схемах

Как защитить самое слабое звено электропроводки

Поэтому, прежде чем сделать выбор автомата соответственно защищаемой нагрузке, нужно удостовериться, что проводка данную нагрузку выдержит.

При игнорировании этого правила не стоит нарекать на неправильно рассчитанный автомат и проклинать его производителя, если слабое звено электропроводки вызовет пожар.

Устройство внутриквартирной разводки

Принцип устройства внутриквартирной разводки

Внутренние электрические сети имеют разветвленную структуру в виде «дерева» – графа без циклов. Это улучшает устойчивость системы при возникновении аварийной ситуации и упрощает работы по ее устранению. Также гораздо легче происходит распределение нагрузки, подключение энергоемких приборов и изменение конфигурации проводки.

В функции вводного автомата входит контроль общей перегрузки – недопущение превышения силой тока разрешенного значения для объекта. Если это произойдет, то существует риск повреждения наружной проводки.

Кроме того, вероятно срабатывание защитных устройств за пределами квартиры, которые уже относится к общедомовой собственности или принадлежит местным энергосетям. В функции групповых автоматов входит контроль силы тока по отдельным линиям.

Они защищают от перегрузки кабель на выделенном участке и подключенную к нему группу потребителей электроэнергии. Если при коротком замыкании такое устройство не срабатывает, то его страхует вводной автомат. Даже для квартир с небольшим количеством электропотребителей желательно выполнить отдельную линию на освещение.

При отключении автомата другой цепи, свет не погаснет, что позволит в более комфортных условиях устранить возникшую проблему. Практически в каждом щитке значение номинала вводного автомата меньше чем сумма на групповых.