Параметры рубильников, выключателей нагрузки и разъединителей
1 месяц назад
4 мин.
0
Параметры рубильников, выключателей нагрузки и разъединителей: ток, напряжение, нагрузка, категория применения
Ручные аппараты отключения часто выбирают «по амперам», что является типовой ошибкой. Для рубильника, выключателя нагрузки и разъединителя важно разделять параметры тепловой стойкости (длительное протекание тока), параметры коммутации (что можно включать/отключать под током) и параметры изоляции (безопасное обслуживание). Один и тот же аппарат может выдерживать большой ток по нагреву, но не иметь права отключать нагрузку, либо иметь нормированную коммутацию нагрузки, но требовать внешней защиты от короткого замыкания.
Токи: что означает «номинал по току» у ручного аппарата
Номинальный рабочий ток — рабочая коммутация
Для выключателя нагрузки основной параметр — номинальный рабочий ток Ie (Ie): ток, который аппарат способен включать и отключать в нормированном режиме и при заданном напряжении. Ie всегда связан с типом нагрузки и условиями (переменный/постоянный ток, категория применения).
Для разъединителя Ie как ток коммутации обычно не является определяющим, потому что разъединитель не предназначен для отключения нагрузки; для него важнее параметры изоляции и допустимые режимы размыкания без нагрузки.
Номинальный тепловой ток — нагрев токоведущих частей
Параметр номинальный тепловой ток Ith (Ith) описывает способность аппарата проводить ток длительно по нагреву при заданных условиях охлаждения. Ith не означает допустимость коммутации этим током. На практике Ith важен для:
- подбора аппарата по длительной нагрузке;
- оценки нагрева в шкафу при высокой температуре и плотной компоновке;
- выбора сечения проводников и клеммных аксессуаров.
Токи короткого замыкания и условная стойкость
Ручные аппараты обычно не предназначены для отключения короткого замыкания. Поэтому отдельно рассматривают:
- условный ток короткого замыкания при работе с предохранителями или автоматом;
- кратковременную термическую стойкость и электродинамическую стойкость (способность выдержать ударные токи до срабатывания защиты).
Это важно на вводах и секционировании: аппарат должен выжить до отключения КЗ защитой.
Напряжение: рабочее, изоляционное и импульсное
Номинальное рабочее напряжение
Номинальное рабочее напряжение Ue (Ue) — напряжение сети, при котором нормированы токи и коммутационные режимы. Для переменного тока ~ (AC) и постоянного тока ⎓ (DC) параметры часто отличаются: DC-коммутация всегда более жёсткая по дуге, поэтому DC-номиналы ниже и задаются отдельно.
Номинальное напряжение изоляции
Номинальное напряжение изоляции Ui (Ui) — параметр изоляции аппарата, определяющий допустимые уровни по пробою и зазорам. Ui критичен для разъединителей и выключателей-разъединителей, которые применяют для безопасного обслуживания.
Импульсное выдерживаемое напряжение
Импульсное выдерживаемое напряжение Uimp (Uimp) характеризует стойкость изоляции к импульсным перенапряжениям. Это особенно актуально на вводах, в распределении и в сетях с коммутационными перенапряжениями.
Род тока: переменный ~ (AC) и постоянный ⎓ (DC)
Для ручных аппаратов принципиально важно, что параметры на AC и DC различаются:
- В сетях ~ (AC) дуга легче гасится из-за перехода тока через ноль.
- В сетях ⎓ (DC) дуга устойчива, гашение требует большей дугогасительной способности и увеличенных зазоров.
Практическое правило: если аппарат должен отключать цепь постоянного тока, требуются нормированные DC-параметры. Номинал «на 400 В~» не означает пригодность на «400 В⎓».
Вид нагрузки: активная, индуктивная, смешанная
Выключатель нагрузки выбирают не только по Ie, но и по характеру нагрузки:
- активная нагрузка (R) — нагреватели, ТЭНы; наиболее благоприятный режим;
- индуктивная нагрузка (L) — двигатели, трансформаторы, электромагниты — более тяжёлое отключение из-за энергии поля и дуги;
- смешанная нагрузка — типичный случай в распределении.
Для разъединителя характер нагрузки как параметр коммутации вторичен, так как он не должен отключать нагрузку; для него критичны изоляционные параметры и механическая надёжность разрыва.
Класс/категория применения: что это означает «в общих терминах»
Для выключателей нагрузки (и выключателей-разъединителей) производители нормируют коммутационные режимы по категориям применения. Не привязываясь к конкретным таблицам, технический смысл категорий такой:
- категория для активной нагрузки: аппарат рассчитан на включение/отключение токов без выраженной индуктивной составляющей;
- категория для смешанной/умеренно индуктивной нагрузки: аппарат рассчитан на более тяжёлую дугу при отключении и на худшие коэффициенты мощности;
- категория для двигательных режимов (если заявлено): аппарат допускает отключение цепей питания двигателей в заданных режимах (обычно ограничено условиями и требует уточнения по паспортным данным).
Для разъединителей категории коммутации либо отсутствуют, либо ограничены малыми токами, так как основная функция — изоляция, а не отключение нагрузочного тока.
Практическая развилка:
- если требуется оперативное отключение под нагрузкой — выбирают выключатель нагрузки/выключатель-разъединитель с нормированной категорией на нужную нагрузку;
- если требуется только изоляция для обслуживания — выбирают разъединитель по параметрам изоляции и механики.
Полюсность и нейтраль: 1Р/2Р/3Р/4Р
Для трёхфазных цепей выбирают:
- 3Р (3P) — коммутация трёх фаз;
- 4Р (4P) — коммутация трёх фаз и нейтрали N.
Коммутация нейтрали применяется, когда по проекту требуется разрыв нейтрали вместе с фазами (особенно в схемах переключения ввод/резерв, при определённых требованиях к обслуживанию и режимам сети). Нельзя механически «добавлять нейтраль» без проверки исполнения аппарата: полюса могут отличаться по конструкции и коммутационной способности.
Способность к отключению и «видимый разрыв»: параметры изоляции и безопасности
Для разъединителей и выключателей-разъединителей важны признаки безопасного отключения:
- нормированное отключённое положение;
- механическая связь привода с контактной системой;
- возможность запирания (для исключения ошибочного включения при обслуживании).
Это не «удобства», а часть функции изоляции. Аппарат может отключать нагрузку, но не обеспечивать требуемого уровня изоляции для обслуживания — такие случаи встречаются и должны отсекаться по функции.
Типовые ошибки выбора по параметрам
- Выбор по Ith вместо Ie для выключателя нагрузки: аппарат по нагреву подходит, но коммутация нагрузки не обеспечена.
- Применение разъединителя как выключателя нагрузки: дуга и повреждение контактов.
- Перенос AC-параметров на DC-цепь: аппарат не рассчитан на гашение дуги постоянного тока.
- Игнорирование ударных токов и стойкости до отключения защитой: повреждение аппарата при КЗ, даже если его «амперность» достаточна.
- Неправильный выбор полюсности (3Р вместо 4Р или наоборот) в схемах, где нейтраль должна коммутироваться.
Контрольный список подбора параметров
- Функция: разъединение (изоляция) или отключение под нагрузкой.
- Род тока: ~ (AC) или ⎓ (DC).
- Ue (рабочее напряжение), Ui (изоляция), Uimp (импульсная стойкость).
- Ie (коммутация нагрузки) для выключателя нагрузки; Ith (нагрев) для теплового режима.
- Тип нагрузки: активная/индуктивная/смешанная и соответствующая категория применения.
- Полюсность: 1Р/2Р/3Р/4Р, необходимость коммутации нейтрали.
- Стойкость к токам КЗ до срабатывания защиты (в составе схемы с автоматом/предохранителями).