Коммутационные аппараты – широкая группа устройств, благодаря которым выполняется активация, отключение, переключение электрических цепей. В первую очередь, они востребованы в линиях распределения тока на объектах энергетики, от небольших распределительных пунктов до ГЭС или атомных станций. Какими типами представлено оборудование? Какие задачи оно выполняет?
Базовые функции
Основные функции коммутационных электрических аппаратов выглядят следующим образом:
- Секционирование. Устройство позволяет мгновенно разъединить электроцепи. Например, с его помощью удастся обесточить линию в экстренной ситуации, при аварии, спровоцированной ударом молнии, высоковольтным разрядом или другим явлением.
- Управление. Устройство корректирует параметры потока электроэнергии. Алгоритмы управления определяются классом оборудования, базируются на механических контактных группах или полупроводниковых переходах.
- Сигнализация. Современный аппарат может предоставить информацию о состоянии цепи, подать тревожное уведомление, автоматически отреагировать на сбой, активировать системы звукового, голосового оповещения.
Классификация коммутационных аппаратов
При классификации аппаратов учитываются различные характеристики, от которых зависит их спецификация. Все параметры нужно учитывать, от этого зависит эффективность, безопасность эксплуатации, соответствие устройства конкретным условиям использования.
Уровень напряжения
По этому признаку устройства представлены двумя группами:
- Низковольтные, не больше киловольта. Предохранители и рубильники обеспечивают эффективное управление электроцепями, защищают их от повреждений, спровоцированных нештатными ситуациями, стабилизаторы – настройку характеристик линии.
- Высоковольтные, более киловольта. По сути, оборудование выполняет те же функции, что и в предыдущем случае, однако, адаптировано к более жестким нагрузкам. Оно защитит от короткого замыкания, поможет в точной регулировке параметров, обеспечит эффективное заземление всей линии или отдельного ее участка.
Принцип действия
Как и по напряжению, выделяют две категории:
- Контактные. Алгоритм коммутации построен на перемещении контактных групп, которые могут находиться в сомкнутом или разомкнутом состоянии. Их перемещение может быть как ручным, за счет мускульного усилия, так и механизированным, за счет гидравлики, мощный пружины или аналогичного устройства.
- Бесконтактные. Механические перемещения не требуются, устройства укомплектованы полупроводниками, газоразрядными, магнитными модулями и другими подобными элементами.
Среда гашения дуги
Отключение силовой линии, находящейся под напряжением, неизменно сопровождается формированием дуги между размыкающими элементами. Дуга нуждается в быстром гашении, для чего устройства комплектуются камерами, делящимися на несколько классов:
- Воздушные. Наиболее простые, однако, не слишком технологичные и эффективные. Они надежны исключительно на малых значениях напряжения, не позволяют обеспечить безопасность высоковольтных линий.
- Масляные. Термическое воздействие, формируемое дугой, провоцирует интенсивное разложение масла на газы, насыщенные водородом. Он не поддерживает процесс горения, за счет чего дуга быстро исчезает.
- Элегазовые. Используется среда специального газа, также способствующего быстрому исчезновению дуги.
- Вакуумные. Коммутационные аппараты данного типа считаются наиболее совершенными. В вакуумной среде дуга быстро гаснет, при этом сам вакуум, в отличие от масла или элегаза, не представляет опасности для экологии.
Ручные коммутационные аппараты
Простейшим коммутационным аппаратом является рубильник, позволяющий оперативно обесточить линию или, наоборот, задействовать ее. Классифицировать рубильники можно по трем основным показателям, в частности:
Допускается модификация рубильников предохранителями, благодаря которым они автоматически отключают линию при перегрузке, не нуждаются в подаче ручной команды, что максимально эффективно и безопасно. При подборе нужно учитывать не только конструктивные особенности и уровень функциональности, но и стандартные характеристики, например, силу тока, которая должна соответствовать цепи.
- Количество полюсов. 1, 2 или 3.
- Схема управления током. Управляющая рукоятка находится в центральной части или сбоку.
- Метод ввода силовой линии. Провод подключается к контактам на задней или фронтальной панели.
Допускается модификация рубильников предохранителями, благодаря которым они автоматически отключают линию при перегрузке, не нуждаются в подаче ручной команды, что максимально эффективно и безопасно. При подборе нужно учитывать не только конструктивные особенности и уровень функциональности, но и стандартные характеристики, например, силу тока, которая должна соответствовать цепи.
Основные параметры
Качество аппарата, специфику его применения, уровень надежности также можно определить по следующим показателям:
К значимым относятся и некоторые другие показатели. Их учет при подборе строго обязателен, только так можно гарантировать, что устройство на 100% выполнит все задачи.
- Коммутационная износостойкость. Эта величина указывает на количество циклов срабатывания, которое устройство гарантированно выдержит без ухудшения базовых характеристик. При стандартных нагрузках, не превышающих номиналов, она должна быть не меньше 4 тысяч, однако, и по факту выработки не допускаются механические повреждения, нарушения изоляции, снижение плотности контакта между рабочими элементами.
- Номинальный ток и ток расцепления. Первый показатель указывает на номинальный ток, при котором возможна долговременная эксплуатация аппарата, второй – на значение срабатывания, при котором цепь мгновенно размыкается.
- Номинальная частота. Стандарт – 50 или 60 герц, что соответствует большинству электрических цепей, бытовых и промышленных. Работа аппарата на указанных частотах гарантирует, что он справится со всеми заявленными функциями, каждая из его характеристик согласована с ними.
К значимым относятся и некоторые другие показатели. Их учет при подборе строго обязателен, только так можно гарантировать, что устройство на 100% выполнит все задачи.
