Различия и области применения автоматических выключателей, выключателей нагрузки и разъединителей

Автоматические выключатели, выключатели нагрузки и разъединители — важнейшие компоненты электрических систем. Хотя большинство электротехников знакомы с этими терминами, может возникнуть некоторая путаница в их различиях и применении. Для начинающих электриков различия между этими устройствами могут оказаться особенно сложными.
Автоматический выключатель предназначен для замыкания, пропускания и отключения тока как в нормальных, так и в ненормальных условиях работы цепи, включая короткие замыкания, в течение заданного времени. Он является важнейшим устройством безопасности, защищающим электрические цепи от повреждений, вызванных перегрузкой или короткими замыканиями.
Выключатель нагрузки, в свою очередь, располагается между автоматическим выключателем и разъединителем. Он оснащён простым дугогасительным устройством, позволяющим отключать номинальные токи нагрузки и некоторые токи перегрузки. Однако он не может отключать токи короткого замыкания. Выключатели нагрузки часто используются в ситуациях, когда требуется частое переключение нагрузок, например, в распределительных системах или цепях управления двигателями.
Изолирующий выключатель, также известный как разъединитель, используется для отключения цепи в режиме холостого хода. Его основное назначение — обеспечить видимую точку отключения между обслуживающим оборудованием и источником питания, обеспечивая безопасность обслуживающего персонала. Поскольку изолирующие выключатели не оснащены специальными дугогасительными устройствами, их нельзя использовать для отключения нагрузки или токов короткого замыкания. Поэтому их следует использовать только после того, как автоматический выключатель уже отключил цепь.
Итак, в чём же основные различия между этими тремя устройствами? Автоматические выключатели предназначены для защиты цепей от перегрузки и коротких замыканий, выключатели нагрузки используются для частого переключения нагрузок, а разъединители обеспечивают безопасное отключение при техническом обслуживании.
Что касается области применения, автоматические выключатели обычно устанавливаются в главном распределительном щите или подщитах для защиты отдельных цепей. Выключатели нагрузки могут использоваться в распределительных системах, цепях управления двигателями и других устройствах, где требуется частое переключение нагрузки. Изолирующие выключатели часто используются в распределительных устройствах, подстанциях и других местах, где обслуживающий персонал должен работать с электрооборудованием без нагрузки.
В заключение отметим, что понимание различий между автоматическими выключателями, выключателями нагрузки и разъединителями крайне важно для электротехников. Ознакомление с их уникальными характеристиками и областями применения поможет вам обеспечить безопасную и эффективную работу ваших электрических систем.

▶ 01 Пояснение терминов «выключатель нагрузки», «разъединитель» и «автоматический выключатель»

Переключатель нагрузки:
Функция: Может замыкать и отключать различные токи в нормальных рабочих условиях, такие как ток нагрузки, ток возбуждения, ток зарядки и ток батареи конденсаторов.
Применение: Может использоваться отдельно в цепях, требующих очевидных точек отключения в соответствии с требованиями спецификации.
Рабочее состояние: может работать под нагрузкой, т.е. его можно включать и выключать под напряжением.
Изолирующий выключатель (разъединитель):
Функция: обеспечивает изоляционное расстояние между контактами в разомкнутом положении и чёткую маркировку размыкания. В замкнутом состоянии может проводить ток как при нормальных, так и при ненормальных условиях работы цепи (например, при коротких замыканиях), но не предназначен для отключения токов короткого замыкания.
Применение: Часто используется вместе с автоматическими выключателями, чтобы обеспечить очевидную точку отключения в цепи.
Рабочее состояние: Не может работать под нагрузкой; может открываться и закрываться только при отключенном питании цепи.
Автоматический выключатель:
Функция: Способен замыкать, проводить и отключать ток в нормальных и ненормальных условиях (включая короткие замыкания) в течение заданного времени. Предназначен для защиты цепей от повреждений, вызванных перегрузкой или короткими замыканиями.
Применение: Обычно используется в главном распределительном щите или дополнительных щитах для защиты отдельных цепей. Часто используется совместно с разъединителями.
Рабочее состояние: может работать как в нормальных, так и в ненормальных условиях работы цепи.
Подводя итог, можно сказать, что выключатель нагрузки, разъединитель и автоматический выключатель имеют уникальные функции и области применения. Выключатель нагрузки предназначен для переключения нагрузки, разъединитель обеспечивает безопасное отключение, а автоматический выключатель защищает цепи от повреждений. Понимание этих различий крайне важно для обеспечения безопасной и эффективной работы электрических систем.

▶ 02 Введение в тип выключателя нагрузки, разъединителя и автоматического выключателя

Выключатели нагрузки, разъединители и автоматические выключатели подразделяются на высоковольтные и низковольтные;

1. Для выключателя нагрузки:

Существует шесть основных типов высоковольтных выключателей нагрузки:

① Высоковольтный выключатель нагрузки с твердотельным газогенератором: использует энергию дуги, генерируемой самим газом, для гашения дуги. Конструкция этого выключателя относительно проста и подходит для устройств напряжением 35 кВ и ниже.

2. Пневматический высоковольтный выключатель нагрузки: использует сжатый газ поршня для гашения дуги во время процесса отключения, его конструкция относительно проста и подходит для изделий напряжением 35 кВ и ниже.

③ Высоковольтный выключатель нагрузки с пневматическим приводом: для гашения дуги используется сжатый воздух, что позволяет отключать большие токи. Его конструкция относительно сложна, и он подходит для устройств напряжением 60 кВ и выше. ④ Высоковольтный выключатель нагрузки с элегазом (SF6): для гашения дуги используется элегаз (SF6), ток отключения большой, а характеристики отключения ёмкостного тока хорошие, но конструкция относительно сложна, и он подходит для устройств напряжением 35 кВ и выше.

⑤ Высоковольтный масляный выключатель нагрузки: использует энергию дуги для разложения и газификации масла вокруг дуги, охлаждая его и гася дугу. Конструкция относительно проста, но имеет большой вес и подходит для наружных устройств напряжением 35 кВ и ниже.

⑥ Высоковольтный выключатель нагрузки вакуумного типа: для гашения дуги используется вакуумная среда, имеет длительный электрический срок службы и относительно высокую цену, подходит для изделий напряжением 220 кВ и ниже.

Низковольтный выключатель нагрузки также называется выключателем-предохранителем. Он предназначен для ручного включения и выключения нагруженной цепи переменного тока промышленной частоты с нечастым переключением; он также может использоваться для защиты линии от перегрузки и короткого замыкания. Выключатель дополняется контактным ножом, а защита от перегрузки и короткого замыкания – предохранителем.

2. Для разъединителей

В зависимости от способа установки высоковольтные разъединители подразделяются на наружные и внутренние. Наружный высоковольтный разъединитель – это высоковольтный разъединитель, устойчивый к воздействию ветра, дождя, снега, загрязнений, конденсата, льда и инея, подходящий для установки на террасе. В зависимости от конструкции изолирующих стоек разъединители подразделяются на одностоечные, двухстоечные и трёхстоечные.

Среди них одноколонный рубильник напрямую использует вертикальное пространство для электроизоляции трещины под воздушной шиной. Таким образом, он обладает очевидными преимуществами: экономит занимаемую площадь, уменьшает количество подводящих проводов, и при этом обеспечивает чёткую индикацию процесса включения и выключения. В случае сверхвысоковольтных линий электропередачи эффект экономии площади становится ещё более значительным после внедрения одноколонного рубильника на подстанции.

В низковольтном оборудовании он в основном подходит для распределительных систем низкого напряжения, таких как жилые дома и здания. Основные функции: отключение и соединение линий с нагрузкой.

Здесь следует отметить, что в распределительной сети низкого напряжения разъединитель может быть сегментирован вместе с нагрузкой! В других случаях, а также при высоком напряжении, это не допускается!

3. Для автоматических выключателей

Высоковольтные выключатели являются основным оборудованием управления электропитанием на электростанциях, подстанциях и в распределительных пунктах. При выходе системы из строя она взаимодействует с релейной защитой, чтобы быстро отключить ток короткого замыкания и не допустить расширения масштабов аварии.

Таким образом, качество высоковольтного выключателя напрямую влияет на безопасную работу энергосистемы; существует множество типов высоковольтных выключателей, которые по дугогашению можно разделить на масляные выключатели (больше масляные выключатели, меньше масляные выключатели), элегазовый выключатель (элегазовый выключатель), вакуумный выключатель, воздушный выключатель и т. д.

Низковольтный автоматический выключатель также называется автоматическим выключателем, обычно называемым «воздушным выключателем», что также относится к низковольтному выключателю. Он может использоваться для распределения электроэнергии, пуска асинхронных двигателей в редких случаях, защиты линий электропередачи и двигателей и т. д., а также может автоматически отключать цепь при серьёзной перегрузке, коротком замыкании или пониженном напряжении. Его функция аналогична функции выключателя-предохранителя и комбинации реле защиты от перегрева и недогрева и т. д. Более того, после отключения тока короткого замыкания, как правило, не требуется замена деталей, что и обеспечивает его широкое применение.

▶ 03 Разница между выключателем нагрузки, разъединителем и автоматическим выключателем

1. Выключатель нагрузки может быть отключен нагрузкой и имеет функцию самогашения дуги, но его отключающая способность очень мала и ограничена.

2. Как правило, разъединитель не может быть отключен под нагрузкой. В конструкции разъединителя нет дугогасителя, и существуют разъединители, способные отключать нагрузку, но их конструкция отличается от конструкции выключателя нагрузки, который относительно прост.

3. Как выключатель нагрузки, так и разъединитель могут образовывать очевидную точку отключения. Большинство автоматических выключателей не имеют функции разъединения, а некоторые имеют её.

4. Разъединитель не имеет защитной функции. Защита выключателя нагрузки обычно обеспечивается предохранителем, только быстродействующим и от перегрузки по току.

5. Отключающая способность автоматического выключателя может быть значительно повышена в процессе производства. Это достигается главным образом за счёт добавления трансформаторов тока для взаимодействия с вторичным оборудованием для защиты. Выключатель может иметь защиту от короткого замыкания, перегрузки, утечки тока и другие функции.