Выключатель нагрузки и рубильник — механические аппараты, где надёжность определяется не только паспортным током, но и качеством соединений, режимом коммутации и тепловыми условиями шкафа. Основные отказы в эксплуатации сводятся к четырём причинам: рост переходного сопротивления в клеммах, перегрев токоведущих частей, повреждение контактов дугой при неправильной коммутации, ошибочный выбор “по амперам” без учёта нагрузки и условий. Ниже разобраны типовые симптомы, физические причины и технические меры профилактики.

Нагрев в ручных аппаратах почти всегда является следствием потерь на сопротивлении: P = I²·R. При токах десятки и сотни ампер небольшое увеличение сопротивления соединения (в клемме, на шине, в контактной паре) быстро приводит к локальному перегреву.

Нагрев опасен не только разрушением изоляции. При повышенной температуре ускоряются процессы:

В результате развивается самоускоряющийся сценарий: нагрев повышает сопротивление, сопротивление повышает нагрев.

Для рубильников и выключателей нагрузки типовая проблема — не «контакты внутри», а клеммные соединения и подводка. Причины ослабления и роста сопротивления:

Техническая диагностика опирается на сравнение температур однотипных соединений при одинаковом токе. Если одна фаза заметно горячее — первично проверяют клемму, а не «номинал аппарата».

Дуга появляется при размыкании цепи под током. Нормальная дуговая работа допустима только для аппаратов, рассчитанных на коммутацию нагрузки (выключатели нагрузки, выключатели-разъединители соответствующего исполнения). На практике проблемы возникают в двух случаях:

Разъединитель предназначен для изоляции, а не для отключения нагрузки. Если им размыкают рабочий ток, дуга развивается в зоне контактов без достаточного дугогашения. Последствия:

Даже выключатель нагрузки имеет ограничения: тип нагрузки, коэффициент мощности, допустимые токи включения и отключения. Наиболее тяжёлые режимы для ручных аппаратов:

Если клеммы затянуты правильно, но аппарат продолжает греться, рассматривают контактную систему внутри:

Косвенные признаки внутренней проблемы:

Внутренний износ для выключателей нагрузки является эксплуатационным фактором и зависит от числа операций под нагрузкой и тяжести коммутации.

Правильный запас — это проверка нескольких независимых ограничений.

Для длительного тока учитывают:

Практически это означает: аппарат выбирают так, чтобы при рабочих токах он работал в зоне допустимого нагрева без приближения к пределам по клеммам и изоляции.

Если аппарат будет отключать нагрузку, запас выбирают по:

Выключатель нагрузки и рубильник обычно не отключают короткое замыкание. Но аппарат должен выдержать ток КЗ до срабатывания автомата или предохранителей. Поэтому запас по стойкости учитывают в составе схемы защиты.

Надёжность ручных аппаратов обеспечивается регламентом, который проверяет не «в целом щит», а конкретные узлы: