ВЫКЛЮЧА́ТЕЛЬ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ
-
Рубрика: Технологии и техника
-
Скопировать библиографическую ссылку:
ВЫКЛЮЧА́ТЕЛЬ ЭЛЕКТРИ́ЧЕСКИЙ, аппарат для включения и отключения электрич. оборудования и устройств. Различают В. э. низкого (до 1 кВ) и высокого (св. 1кВ) напряжения (см. Высоковольтный выключатель).
В. э. низкого напряжения по принципу действия разделяют на электромеханические (или контактные), функционирование которых связано с перемещением подвижных частей контактной системы, приводимых в движение приводом (напр., ручным, пружинным, электромагнитным), и статические (бесконтактные), функционирование которых осуществляется за счёт изменения электрич. проводимости управляемых электронных приборов (гл. обр. силовых полупроводниковых приборов – транзисторов и тиристоров). К осн. достоинствам электромеханич. В. э. относятся: гальванич. разделение электрич. цепей в отключённом состоянии и низкий уровень потерь мощности во включённом состоянии; возможность коммутации как очень больших токов (св. 104 А), так и микротоков (до 10–9 А); возможность работы при очень низких напряжениях (вплоть до 10–5 В); высокая стойкость к аварийным режимам, сопряжённым с появлением сверхтоков и перенапряжений. Существенные недостатки таких В. э. – износ контактов под действием электрич. дуги или искры в процессе коммутации и относительно невысокое быстродействие.
В бесконтактных (электронных) В. э. полупроводниковые приборы работают в ключевом режиме (состояние высокой проводимости прибора соответствует замкнутому состоянию цепи, а низкой проводимости – разомкнутому); включение и отключение ПП приборов осуществляется внешними сигналами или системой управления, входящей в состав аппарата. Характерная особенность таких В. э. – отсутствие возникновения электрич. дуги, которая в контактных выключателях выполняет функции поглощения энергии, накопленной в индуктивных элементах коммутируемой цепи. Электронные В. э. отличаются высоким быстродействием (0,01 – 10–6 с); способны коммутировать электрич. цепи мощностью до десятков мегаватт на частотах до 10 кГц и более, однако не обеспечивают низкого уровня потерь мощности, гальванич. развязки электрич. цепей, а также не обладают необходимой стойкостью к перегрузкам по току и перенапряжениям.
В зависимости от назначения В. э. подразделяются на бытовые и промышленные. Первые служат для включения и отключения электробытовых приборов и устройств переменного тока промышленной частоты (50 Гц) при напряжении до 220 В и силе тока до 10 А; изготовляются с ручным или (реже) с автоматич. управлением (гл. обр. для защиты от перегрузок по току). Конструктивное выполнение В. э. зависит от применяемого материала, назначения, худож. и конструк- тивного решения прибора (устройства). Наиболее широко применяются выключатели поворотные, переходные, кнопочные и клавишные. Существуют также В. э. с сенсорным управлением; выключатели для светильников, совмещённые со светорегулятором, и др. Промышленные В. э. (преим. одно- и трёхполюсные) на номинальные токи от нескольких десятков до тысяч ампер применяют в цепях распределения электрич. энергии в осн. для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания; изготовляют с ручным и автоматич. управлением. К промышленным В. э. часто относят также рубильники, контакторы, пакетные выключатели, пускатели электродвигателей и т. п.
Важная разновидность В. э. – автоматический выключатель (ВА), представляющий собой электромеханич. коммутационный аппарат, контакты которого размыкаются и замыкаются в воздухе при атмосферном давлении, способный включать, проводить и отключать токи при нормальных условиях работы и прерывать их при определённых аномальных условиях (напр., в случае короткого замыкания). Осн. элементы ВА – контактное устройство с дугогасительной камерой, пружинно-рычажный привод с механизмом свободного расцепления и расцепители тока. Дугогасит. камера ограждена изоляционным кожухом аппарата, в котором имеются вентиляц. отверстия с глушителями, предназначенные для выпуска наружу нагретых газов, образовавшихся во время гашения электрич. дуги. Привод выключается рукояткой независимого действия, расположенной на лицевой стороне ВА. Автоматич. размыкание контактов при возникновении сверхтоков обеспечивается воздействием на привод расцепителями. Благодаря механизму свободного расцепления отключение происходит независимо от удержания во включённом состоянии рукоятки управления. В ВА классич. конструкции применяются электромагнитный расцепитель, срабатывающий без выдержки времени и предназначенный для защиты в зоне токов короткого замыкания, и термобиметаллический (тепловой) расцепитель, срабатывающий с выдержкой времени и предназначенный для защиты в зоне токов перегрузки. Такие ВА выпускаются на номинальные токи до 630 А и получили название «установочные автоматы».
ВА производятся на напряжение до 1 кВ переменного тока с частотой 50 – 60 Гц и напряжение до 440 В постоянного тока; используются также для защиты электроустановок при частоте 400 Гц. Особую группу составляют т. н. бытовые ВА, предназначенные для защиты электроустановок зданий.