Întrerupător de sarcină: scop, construcție, particularități de alegere și montare

Pentru a efectua reparația unui fragment de rețea electrică aflat sub sarcină sau pentru a înlocui echipamentul, este necesar să întrerupeți alimentarea cu curent a sistemului. Acest lucru se poate face cu ajutorul unui întreruptor de sarcină. Acesta va deconecta corect circuitul conductor de curent și, datorită camerei de stingere, va stinge arcul electric care apare la separarea contactelor.

În articolul prezentat de noi sunt descrise detaliat varietățile și principiul de funcționare ale aparatelor care asigură integritatea echipamentului și siguranța efectuării lucrărilor ulterioare. Sunt prezentate caracteristicile tehnice ale modelelor solicitate în uz casnic. Sunt oferite recomandări privind alegerea și exploatarea dispozitivului de protecție.

Descrierea detaliată a aparatului

Întreruptorul de sarcină este un aparat de comutație progresiv, prevăzut cu o cameră de stingere a arcului și cu un mecanism de acționare pentru comanda automată sau mecanică.

Este destinat deconectării/conectării mecanice a unui grup de contacte pe un sector al unui circuit electric de curent alternativ aflat sub sarcină. Este potrivit pentru comutarea circuitelor de joasă și înaltă tensiune cu sarcină de lucru.

Dispozitivele de deconectare au un mâner extins. Intervalul de temperaturi de funcționare variază între –40 – +50 °C. Crestăturile de pe bornele de contact reduc pierderile de căldură și măresc stabilitatea mecanică a conexiunii.

Nu se utilizează la scurtcircuit, deoarece este proiectat pentru stingerea arcului de putere mică și deconectarea sarcinii nominale.

În atelierele de producție și în întreprinderile care ocupă o suprafață mare, se instalează de obicei întreruptoare de sarcină autogazoase. Aceste elemente sunt simple în exploatare și ușor de reparat de către personal chiar și cu calificare redusă.

Aparține clasei de aparate de înaltă tensiune și, de regulă, este amplasat în instalații electrice care funcționează sub tensiune de 6-10 kilovolți, neechipate cu un sistem automat care protejează rețeaua împotriva scurtcircuitului.

Aparatul este dotat cu contacte ranforsate, având o durată de viață prelungită, care depășește semnificativ perioada de exploatare a conexiunilor de contact la întrerupătoarele simple. Acest lucru asigură posibilitatea de a deconecta complet în siguranță linia aflată sub sarcină și de a efectua toate măsurile necesare.

Modulele avansate individuale ale întrerupătoarelor de sarcină sunt dotate cu o fereastră specială de vizualizare. Prin aceasta se poate verifica vizual în ce stare – închisă sau deschisă – se află în momentul respectiv contactele comutatorului.

Dispozitivul pentru deconectarea sarcinii constă dintr-un cadru sudat robust, prevăzut cu un arbore special. Pe acesta sunt montați 6 izolatori de susținere.

La cei trei izolatori situați în partea inferioară se fixează articulat cuțitele de contact, iar pe celelalte elemente aflate în partea superioară se mențin contactele principale și de stingere a arcului. Tijele izolante asigură corect transmiterea mișcării de la elementele de pârghie ale arborelui direct la cuțitele de contact.

Agregatul este echipat cu arcuri de deconectare, sudate la capetele arborelui. Acestea permit dezactivarea întrerupătorului cu o anumită viteză după ce mecanismul de declanșare liberă a firului este eliberat.

Contactele de stingere a arcului se deschid în camere speciale de stingere a arcului, fabricate din fenoplast. Acest material are o rezistență mecanică și la coroziune ridicată, demonstrează o rezistență extremă și posedă caracteristici electroizolante fără precedent.

Căptușelile interioare situate în camere sunt realizate din poliamită umplută cu sticlă, caracterizată printr-o structură densă și rezistență la șocuri. Forma arcuită a camerelor și a căptușelilor permite contactelor mobile de stingere a arcului să intre în interior ușor și fără efort.

Aparatele pentru deconectarea sarcinii în rețelele electrice se utilizează pentru întreruperea/reluarea alimentării cu tensiune la stațiile responsabile de distribuția energiei electrice în mediul urban și rural.

La activarea aparatului, în primul rând se închid contactele de stingere a arcului, iar apoi, după ele, cuțitele închid contactele principale. În momentul deconectării, totul se întâmplă invers: mai întâi se deschid contactele principale și numai după acestea, contactele de stingere a arcului.

Montarea legăturii la pământ portabile pe dispozitivul de deconectare a tensiunii va asigura siguranța rețelei și va permite efectuarea fără risc a oricăror lucrări planificate sau de reparație asupra sistemului electric și a echipamentelor.

În regim inactiv, contactul mobil de stingere a arcului creează un interval de aer clar vizibil cu camera de absorbție a arcului, exact ca într-un separator tradițional. Direct în momentul deconectării, între contactele de stingere se formează un arc electric.

Sub acțiunea temperaturii ridicate a arcului, căptușeala din poliamidă umplută cu sticlă eliberează gaze specifice. Acest flux, apărut în cameră, stinge arcul, asigurând siguranța ulterioară pentru lucrul cu circuitul de curent și echipamentele electrice.

Elementele responsabile pentru deconectarea/conectarea sarcinii diferă între ele prin următoarele caracteristici tehnice:

• mod de fixare;
• nivelul curentului nominal;
• dotare de bază;
• prezența și numărul de funcții suplimentare;
• particularități constructive ale modulului;
• tensiunea nominală.

Majoritatea întrerupătoarelor casnice, spre deosebire de dispozitivele industriale, sunt acționate manual și întrerup fluxul de curent de cel mult 100 de amperi. Pentru ca contactele să nu se supraîncălzească în timpul funcționării și a unei posibile suprasarcini, produsul se achiziționează astfel încât valoarea curentului său nominal să depășească cu siguranță fluxul total de curent al sarcinilor consumatorilor.

Aparatul destinat deconectării sarcinii are marcajul cu litere – VN și un mâner de comandă mai larg. Aceste elemente servesc drept ghid pentru consumator și nu îi permit să confunde agregatul cu un alt dispozitiv exterior asemănător – întrerupătorul automat.

Spre deosebire de întrerupătorul automat clasic, dezactivatorul de sarcină este echipat cu contacte întărite, capabile să suporte o funcționare prelungită.

Fiabilitatea sporită a modulului este asigurată de următoarele elemente:

• blocarea automată a mânerului de comandă împotriva pornirii neautorizate;
• prezența ferestrelor de vizualizare care permit verificarea vizuală a întreruperii contactelor și oferă posibilitatea de a controla situația în toate etapele de funcționare;
• dubla întrerupere a contactelor de lanț, asigurând deconectarea completă a alimentării și garantând siguranța tuturor operațiunilor de reparație și întreținere efectuate.

Toți acești parametri fac întrerupătoarele de sarcină foarte utile pentru utilizare și îl determină pe consumator să achiziționeze astfel de dispozitive și să le integreze în sistemul electric pentru a spori fiabilitatea și a asigura siguranța în exploatare.

Clasificarea modulelor de întrerupere

Produsele responsabile pentru dezactivarea sarcinii în rețeaua electrică sunt fabricate în mai multe variante diferite. Clasificarea dispozitivelor se face după metoda de stingere a arcului electric care apare la dezactivarea sarcinii și după tipul camerei de stingere a arcului.

Întrerupătorul de sarcină de tip autogaz este montat cel mai frecvent în instalațiile de distribuție, în cutiile de service și în substațiile transformatoare. Acționarea de activare în modul poate fi manuală și electrică.

Producătorii care activează pe piața echipamentelor electrice fabrică întrerupătoare de sarcină de următoarele tipuri:

• autogaz – pereții camerei, încălzindu-se sub acțiunea arcului electric, emit un gaz special care îl absoarbe;
• în vid – în întrerupătoarele cu vid se utilizează proprietățile mediului în care nu se propagă arcul electric;
• Electromagnetice – Releele electromagnetice acționează asupra arcului printr-un câmp electromagnetic și astfel îi schimbă direcția;
• Autopneumatice – sting arcul electric prin comprimarea aerului aflat în cameră, cu ajutorul unui element puternic cu arc;
• Cu hexafluorură de sulf – cavitatea camerei de absorbție a întrerupătoarelor cu hexafluorură de sulf este umplută cu gaz electrotehnic, compus din hexafluorură de sulf. Acest element incolor și greu, de șase ori mai greu decât aerul, stinge foarte rapid arcul electric apărut la separarea contactului.

Dispozitivele autogaz sunt astăzi cele mai răspândite și se bucură de cea mai mare cerere. Cu toate acestea, agregatele cu vid le „calcă pe urme” – fiind considerate de specialiști cele mai promițătoare, progresiste, eficiente și fiabile întrerupătoare de tensiune.

La întrerupătoarele în vid, camerele de stingere sunt prevăzute cu o izolație suplimentară fiabilă. Datorită acestui fapt, durata lor de viață și rezistența la uzura în exploatare sunt semnificativ mai mari decât la omologii autogaz.

Controlul direct al aparatelor se realizează cu ajutorul unei acționări manuale de tip pârghie, echipată cu un electromagnet încorporat, care permite deconectarea de la distanță.

Pe lângă parametrii descriși mai sus, întrerupătoarele de sarcină diferă unele de altele prin numărul de poli ai contactelor. Astăzi, pe piață sunt oferite module unipolare, bipolare și tripolare, destinate deconectării corecte a sarcinii în sistemul de alimentare cu curent.

O altă caracteristică importantă este construcția mecanismului de acționare.

Acest subansamblu poate fi:

• electromagnetic;
• termic;
• semiconductor;
• combinat.

Ultima trăsătură se referă la principiul de instalare a modulului. Acesta poate fi extras, staționar sau fix. Alegerea se face în funcție de amplasarea rețelei electrice și de condițiile meteorologice externe la locul de instalare.

Caracteristicile tehnice ale dispozitivului

Aparatele care realizează deconectarea sarcinii prin deschiderea circuitului electric au diferite caracteristici tehnice. Toate au o importanță deosebită și devin determinante la alegerea agregatului potrivit pentru achiziție și la montajul ulterior al acestuia.

Indicatorul valorii nominale a tensiunii reflectă tensiunea de lucru a aparatului electrotehnic pentru care a fost proiectat inițial de producător.

Valoarea maximă a tensiunii de lucru indică tensiunea înaltă admisibilă maximă posibilă la care întrerupătorul poate funcționa în regim normal fără a-și afecta operabilitatea. De obicei, această cifră depășește valoarea tensiunii nominale cu 5-20%.

Fluxul de curent electric, la a cărui trecere nivelul de încălzire a învelișului izolant și a părților conductorului nu împiedică funcționarea normală a sistemului și poate fi suportat de toate elementele pe o perioadă nelimitată de timp, se numește curent nominal. Valoarea acestuia este obligatoriu luată în considerare la alegerea și cumpărarea unui întrerupător de sarcină.

Mărimea curentului de trecere a limitelor admisibile demonstrează ce volum de curent, care circulă prin rețea în regim de scurtcircuit, poate suporta întrerupătorul de sarcină instalat în sistem.

Curentul de rezistență electrodinamică reflectă mărimea curentului de scurtcircuit care, acționând asupra aparatului în primele perioade, nu exercită asupra acestuia niciun efect negativ și nu îl deteriorează mecanic.

Curentul de rezistență termică determină nivelul limită al curentului a cărui acțiune de încălzire pe o anumită perioadă de timp nu scoate din funcțiune întrerupătorul de sarcină.

De asemenea, sunt foarte importante execuția tehnică a acționării și parametrii fizici ai aparatelor, care determină dimensiunea și masa totală a dispozitivului. Orientându-ne după aceștia, se poate înțelege unde va fi mai convenabil să amplasăm aparatele pentru a funcționa corect și a îndeplini cu precizie sarcinile stabilite.

Printre calitățile pozitive necondiționate ale dispozitivelor care se ocupă de deconectarea sarcinii se numără următoarele aspecte:

• simplitatea și accesibilitatea în fabricare;
• modul elementar de exploatare;
• costul foarte scăzut al produsului finit în comparație cu alte tipuri de întrerupătoare;
• posibilitatea activării/dezactivării confortabile a curenților nominali de sarcină;
• întreruperea vizibilă cu ochiul liber între contacte, care asigură siguranța deplină a oricăror lucrări pe liniile de ieșire (nu este necesară montarea unui separator suplimentar);
• protecția ieftină împotriva fluxului de supracurent prin intermediul siguranțelor fuzibile, de obicei umplute cu nisip de cuarț (tip PKT, PK, PT).

Dintre dezavantajele întrerupătoarelor de toate tipurile, cel mai des este menționată capacitatea de a comuta doar puteri nominale, fără a lucra cu curenți de regim de avarie.

În ciuda ieftinității în cost și întreținere, modulele autogaz sunt considerate învechite, iar la întreținerea planificată sau în timpul reconstrucției rețelelor și substațiilor, acestea sunt înlocuite în mod intenționat cu elemente vacuum mai moderne.

Modulelor autogaz li se reproșează de obicei durata de viață limitată, cauzată de arderea treptată a pieselor interne care generează formarea gazului în camera de stingere a arcului.

Cu toate acestea, acest aspect este pe deplin rezolvabil, și cu mijloace modeste, deoarece elementele de generare a gazului și contactele pereche destinate stingerii arcului costă foarte puțin și se înlocuiesc ușor, nu numai de către profesioniști, ci și de către muncitori cu calificare redusă.

Ce să luați în considerare la alegere?

Atunci când planificați achiziționarea unui întrerupător de sarcină, trebuie să rețineți că aparatul este destinat în primul rând nu pentru protejarea aparatelor electrice, ci pentru prevenirea supraîncălzirii, arderii și supratensiunii cablajului.

Pentru ca achiziția să fie corectă, iar dispozitivul să facă față sarcinilor, în prealabil trebuie să aflați secțiunea cablului care intră în tabloul de apartament sau de casă și nivelul de curent pentru care este proiectat.

Modulele de tip vid câștigă din ce în ce mai multă popularitate. Au dimensiuni exterioare mici și, datorită acestui fapt, devin convenabile pentru încorporarea în diferite tipuri de cutii de distribuție.

Când această informație este obținută, se compară cu caracteristicile de fabrică ale întrerupătorului de sarcină. Curentul de declanșare al aparatului trebuie să fie puțin mai mic decât curentul maxim admisibil pentru cablu.

Întrerupătoarele de sarcină cu vid sunt un tip progresiv de piese electrice auxiliare. Acestea cresc semnificativ nivelul de siguranță de bază al sistemului, nu creează produse de ardere și nu le elimină în atmosferă.

Dacă capacitatea cablului este mult mai mare decât curentul de consum al sarcinii, se ia în considerare achiziționarea unui modul automat pentru sarcină.

Pentru a determina parametrii necesari ai dispozitivului, mai întâi se însumează puterea tuturor aparatelor electrice din încăperea locuită. La suma obținută se adaugă între 5 și 15% pentru rezervă și, folosind formula legii lui Ohm, se determină curentul total de consum. Apoi se cumpără un întrerupător automat care are un curent de declanșare puțin mai mare decât cel calculat.

Domeniul de utilizare a întreruptoarelor în gospodărie

De obicei, în casele particulare și apartamente se folosesc întrerupătoare automate. Cu ajutorul lor, la nevoie, se deconectează de la curent încăperile locuite și se efectuează toate lucrările de montaj necesare, legate de întreținerea programată sau repararea rețelelor electrice.

Cu toate acestea, aceste dispozitive nu sunt deloc un panaceu. Întrerupătoarele automate servesc în primul rând pentru protejarea receptoarelor de curent și a cablajului electric de acțiunea agresivă a supracurenților. Întreruperea circuitului este o sarcină secundară pe care o îndeplinesc aceste dispozitive.

Companiile care fabrică elemente ale sistemelor electrice indică întotdeauna în documentația însoțitoare că întrerupătorul automat nu prevede comutări frecvente. Regimul maxim de deconectare nu trebuie să depășească 6 ori pe oră.

Deconectarea regulată a energiei cu ajutorul întrerupătorului automat nu este cea mai bună idee. Mai ales dacă sarcina nu este îndepărtată de la priză. În acest caz, modulul se uzează mult mai repede și își epuizează resursa de lucru într-un timp mai scurt decât cel declarat în caracteristicile de fabrică.

Dacă modulul de deconectare a sarcinii funcționează incorect sau în aparatul însuși se descoperă un defect, nu demontați dispozitivul și nu încercați să îl reparați. Este mai rezonabil să achiziționați un aparat nou și să îl montați în locul celui vechi (defect).

În interiorul carcasei, contactele se ard și se înnegresc treptat, iar produsul însuși își pierde capacitatea nominală de transmitere, încetează să își îndeplinească sarcinile și apoi se defectează. În această situație, proprietarii sunt nevoiți să înlocuiască de urgență aparatul.

Dacă se ignoră acest aspect, următorul scurtcircuit va deteriora cablajul, va provoca aprinderea întrerupătorului automat și, posibil, va duce la consecințe mai grave.

În tablourile de grup, dispozitivul de deconectare a sarcinii este adesea utilizat ca întrerupător de intrare. Prin el se conectează la distribuitor cablul de alimentare care vine de la stație sau de la un alt tablou.

De aceea, specialiștii recomandă ca pentru deconectări frecvente să se utilizeze nu întrerupătoare obișnuite, ci întrerupătoare de sarcină progresive și fiabile.

Aceste elemente vor spori siguranța tablourilor electrice, vor asigura o alimentare electrică de calitate, neîntreruptă pentru orice spațiu locativ și vor permite, la nevoie, întreruperea comodă și rapidă a circuitului, efectuarea de lucrări de reparație și montaj de orice complexitate și reconectarea locuinței la sistemul general de alimentare cu energie.

Instalarea unui dispozitiv pentru dezactivarea sarcinilor la intrarea în tabloul de distribuție permite eliminarea tensiunii din tablou și înlocuirea corectă a întrerupătoarelor automate defecte.

Cu un astfel de dispozitiv, este foarte ușor să deconectați orice încăpere de la rețeaua centralizată de alimentare în scopul întreținerii planificate sau al efectuării lucrărilor de reparații necesare. Aparatul va asigura siguranța deplină a tehnicianului și va permite remedierea rapidă a tuturor defecțiunilor depistate.

Concluzii și material video util pe această temă

Mai multe despre întrerupătoarele de sarcină – în videoclipurile de mai jos, unde specialiștii împărtășesc experiența de lucru și nuanțele de montaj.

Particularitățile montajului întrerupătorului de sarcină. Instrucțiuni pas cu pas de la maestru.

Descriere detaliată și clară, reguli de utilizare corectă și destinația directă a dispozitivului de la un electrician profesionist.

Prezentare generală a întrerupătorului modular de sarcină fabricat de compania Hyundai. Cu ajutorul acestui dispozitiv se poate rezolva ieftin problema comutării circuitului electric.

Particularitățile de funcționare ale întrerupătorului de sarcină VN32-100 și practica utilizării acestui dispozitiv ca întrerupător în circuite electrice de curent alternativ de 50-60 Hz cu tensiune nominală de rețea de 230-400V.

Un întrerupător de sarcină practic și fiabil contribuie la creșterea nivelului de siguranță în exploatarea rețelei electrice și ajută la întreruperea la timp a circuitului de curent în locul necesar și la eliminarea defecțiunii apărute sau la înlocuirea echipamentului defect.

Prezența unui întrerupător asigură siguranța instalației interioare a casei sau apartamentului, o protejează de uzura prematură și îi extinde semnificativ durata de viață.

Doriți să povestiți cum ați ales dispozitivul de protecție pentru rețeaua electrică din propria casă/apartament? Dispuneți de informații care ar fi utile vizitatorilor site-ului? Scrieți, vă rugăm, comentarii în blocul de mai jos, adresați întrebări, împărtășiți informații și fotografii pe tema articolului.