Выключатели-разъединители модульные
Выключатели-разъединители модульные: конструкция, назначение и применение
Выключатель-разъединитель модульный (ВРМ) представляет собой коммутационный аппарат ручного управления, предназначенный для оперативных включений и отключений электрических цепей под нагрузкой, а также для обеспечения видимого разрыва цепи в отключенном положении с целью безопасного проведения работ. Данные устройства являются ключевым элементом в низковольтных распределительных щитах (до 1000 В переменного тока и 1500 В постоянного тока), сочетая в себе функции аппарата управления и средства обеспечения электробезопасности.
Конструктивные особенности и принцип действия
Конструкция модульного выключателя-разъединителя базируется на компактном корпусе, стандартизированном под установку на DIN-рейку. Основными элементами являются:
- Корпус. Изготавливается из дугостойкой, не поддерживающей горение пластмассы (полиамид, поликарбонат). Имеет стандартную шириру, кратную модулю 17.5 мм.
- Контактная система. Включает в себя подвижные и неподвижные контакты, выполненные из материалов с высокой электропроводностью и стойкостью к эрозии (медь, серебросодержащие композиты).
- Механизм управления. Рычажный привод с четко фиксированными положениями «ВКЛ» (I) и «ВЫКЛ» (O). Механизм обеспечивает быстрое замыкание и размыкание контактов независимо от скорости движения рукоятки, что снижает образование электрической дуги.
- Дугогасительная камера. Наличие деионных решеток или камер для гашения электрической дуги, возникающей при коммутации под нагрузкой.
- Клеммы. Винтовые или безвинтовые (пружинные) зажимы для надежного подключения проводников.
- Индикатор положения. Визуальное отображение состояния контактов.
- Вспомогательные контакты (опционально). Сигнальные контакты для передачи информации о положении выключателя в систему автоматики или диспетчеризации.
- 1P (однополюсный)
- 2P (двухполюсный)
- 3P (трехполюсный)
- 4P (четырехполюсный, с возможностью коммутации нейтрали)
- AC-20A / AC-20B: Безтоковая коммутация (изоляция). Не предназначены для отключения тока нагрузки.
- AC-21A / AC-21B: Коммутация резистивных нагрузок, включая умеренные перегрузки.
- AC-22A / AC-22B: Коммутация смешанных резистивно-индуктивных нагрузок (например, электродвигатели с малыми пусковыми токами).
- AC-23A / AC-23B: Коммутация сильноиндуктивных нагрузок и двигателей с высокими пусковыми токами (асинхронные электродвигатели).
- Прямая рукоятка на лицевой панели.
- Выносная рукоятка (для монтажа на дверце шкафа).
- Рукоятка с возможностью запирания на замок (в положениях «ВКЛ» и/или «ВЫКЛ») для обеспечения безопасности и предотвращения несанкционированного доступа.
- Вводной аппарат. Устанавливается после счетчика электроэнергии, но перед группой автоматических выключателей. Обеспечивает общее отключение щита для безопасного обслуживания групповых линий.
- Аппарат управления. Для коммутации мощных нагрузок (электродвигатели насосов, вентиляторов, цепи освещения большой мощности) в соответствии с категорией AC-23 или AC-22.
- Секционный аппарат. Для коммутации связи между секциями шин в главных распределительных щитах (ГРЩ).
- ГОСТ Р 50030.3-2010 (МЭК 60947-3:2008). «Аппаратура распределения и управления низковольтная. Часть 3. Выключатели, разъединители, выключатели-разъединители и комбинации с предохранителями». Основополагающий стандарт.
- ПУЭ (Правила Устройства Электроустановок). Глава 1.7 (Заземление и защитные меры электробезопасности), Глава 3.1 (Электропроводки).
- Стандарты серии IEC/EN 60947. Определяют требования к конструкции, механической и коммутационной износостойкости, температурным режимам.
- Номинальное напряжение (Ue): Должно соответствовать напряжению сети (230/400 В).
- Номинальный рабочий ток (In): Выбирается равным или превышающим расчетный ток нагрузки. Для двигателей учитывается пусковой ток (категория AC-23).
- Категория применения (AC-XX): Определяется характером нагрузки.
- Число полюсов: В трехфазных сетях с глухозаземленной нейтралью, как правило, применяются 4-полюсные аппараты для коммутации фаз и нейтрали.
- Коммутационная и механическая износостойкость: Количество циклов «ВКЛ-ВЫКЛ» под нагрузкой и без нагрузки. Для частых коммутаций требуются аппараты с повышенной износостойкостью.
- Наличие дополнительных аксессуаров: Выносная рукоятка, блок-замки, сигнальные контакты.
- Степень защиты (IP): Для стандартного щита достаточно IP20.
- Производитель и качество: Рекомендуется выбирать продукцию проверенных брендов, соответствующую требованиям стандартов.
- ВРМ монтируется на DIN-рейку 35 мм.
- Подключение проводников должно выполняться с соблюдением требований к моменту затяжки, указанному производителем.
- Не допускается использование ВРМ в качестве единственного средства защиты от токов КЗ и перегрузки. Со стороны питания должен быть установлен аппарат защиты с соответствующими характеристиками.
- Запрещается производить коммутацию под нагрузкой, превышающей номинальные параметры аппарата для выбранной категории применения.
- Положение «ВЫКЛ» и наличие видимого разрыва являются необходимым, но не всегда достаточным условием для безопасной работы. Требуется дополнительная проверка отсутствия напряжения на отключенных токоведущих частях.
- Kз, где Kз — коэффициент запаса, обычно 1.25. Также необходимо убедиться, что аппарат защиты (автоматический выключатель с характеристикой D или предохранитель) настроен на отсечку пускового тока, но сработает при КЗ.
Классификация и технические характеристики
Модульные выключатели-разъединители классифицируются по ряду ключевых параметров, определяющих область их применения.
1. По числу полюсов:
2. По номинальному току (In):
Стандартный ряд: 16А, 25А, 32А, 40А, 50А, 63А, 80А, 100А, 125А.
3. По категории применения (стандарт IEC/EN 60947-3):
4. По степени защиты (IP):
Обычно IP20 для установки внутри щитовых помещений. Существуют исполнения с повышенной степенью защиты (IP40, IP65) для монтажа в условиях повышенной запыленности или влажности.
5. По способу монтажа рукоятки:
Ключевые отличия от автоматических выключателей и рубильников
Важно четко разграничивать функционал аппаратов.
| Параметр | Выключатель-разъединитель модульный (ВРМ) | Автоматический выключатель (ВА) | Рубильник (Разъединитель) |
|---|---|---|---|
| Основная функция | Ручная коммутация цепи под нагрузкой и создание видимого разрыва. | Автоматическое отключение цепи при КЗ и перегрузке; ручное включение/отключение. | Создание видимого разрыва цепи. Коммутация под нагрузкой допустима только для специальных исполнений. |
| Защита от КЗ и перегрузки | Отсутствует. Требует установки перед ним аппарата защиты (предохранители, ВА). | Есть (тепловой и электромагнитный расцепители). | Отсутствует. |
| Визуальный разрыв | Есть (конструктивно обеспечен). | Нет. Положение «ВЫКЛ» не гарантирует видимого разрыва. | Есть (явно видимый разрыв контактов). |
| Категория применения | AC-21, AC-22, AC-23. | Основная: B, C, D (по току мгновенного расцепления). | AC-20, AC-21, AC-22. |
Области применения и схемы включения
ВРМ применяются в качестве вводных и секционных аппаратов в распределительных щитах, для управления группами нагрузок, отключения цепей питания оборудования для его технического обслуживания.
Типовые схемы:
Нормативная база и стандарты
Критерии выбора
При подборе ВРМ необходимо учитывать следующие параметры:
Монтаж, эксплуатация и техника безопасности
Монтаж должен производиться на отключенном от напряжения оборудовании квалифицированным персоналом.
Ответы на часто задаваемые вопросы (FAQ)
Вопрос 1: Можно ли использовать ВРМ для отключения тока короткого замыкания?
Ответ: Нет, категорически запрещено. Выключатель-разъединитель не имеет дугогасительных камер, рассчитанных на гашение дуги при таких экстремальных токах. Попытка разорвать цепь при КЗ приведет к разрушению аппарата, мощной дуге, пожару и травмам. Защиту от КЗ должны обеспечивать автоматические выключатели или предохранители, установленные до ВРМ по направлению питания.
Вопрос 2: В чем разница между исполнениями «с возможностью опломбирования» и «с замком»?
Ответ: Аппарат «с возможностью опломбирования» имеет специальные проушины на корпусе и/или на рычаге управления для установки пломбы (например, энергоснабжающей организацией) только в положении «ВКЛ». Это предотвращает несанкционированное отключение вводного аппарата. Аппарат «с замком» (с комплектом для блокировки) позволяет механически фиксировать рычаг в положениях «ВКЛ» и/или «ВЫКЛ» с помощью навесного замка (например, для соблюдения правил безопасности при обслуживании — Lock Out / Tag Out).
Вопрос 3: Как правильно выбрать номинальный ток ВРМ для асинхронного электродвигателя?
Ответ: Необходимо учитывать пусковые токи, которые могут в 5-8 раз превышать номинальный ток двигателя (Iдв). Выбирается ВРМ категории применения AC-23. Его номинальный ток (In ВРМ) должен быть не менее: In ВРМ ≥ Iдв
Вопрос 4: Обязательно ли использовать четырехполюсный ВРМ на вводе в трехфазную систему TN-S?
Ответ: Согласно актуальным требованиям ПУЭ (п. 1.7.145) и стандартам безопасности, в трехфазных сетях систем TN-S и TN-C-S для одновременного отключения всех токоведущих проводников, включая нейтральный, должен применяться четырехполюсный коммутационный аппарат. Это обеспечивает безопасность при обслуживании, исключая возможность появления напряжения на нейтрали со стороны нагрузки.
Вопрос 5: Что означает характеристика AC-23B?
Ответ: Буква «B» в обозначении категории AC-23B указывает на то, что аппарат является «разъединителем с функцией выключателя нагрузки» (выключатель-разъединитель). Он обеспечивает как коммутацию под нагрузкой (в том числе индуктивной), так и создание видимого разрыва, соответствующего требованиям к изоляции. Исполнение «A» (AC-23A) относится к простым разъединителям, не предназначенным для частых коммутаций под нагрузкой.
Вопрос 6: Какова средняя механическая износостойкость ВРМ?
Ответ: Механическая износостойкость (циклы ВКЛ-ВЫКЛ без тока) для качественных модульных ВРМ составляет, как правило, от 10 000 до 30 000 циклов. Коммутационная износостойкость (под номинальной нагрузкой) значительно ниже и зависит от категории применения: для AC-23 это порядка 5 000 — 10 000 циклов. Точные данные указаны в техническом каталоге производителя.