1. Вимикачі навантаження типів ВН і ВНП. Особливості конструкцій та принцип дії.
2. Вимикачі навантаження типу ВНР. Особливості конструкцій та принцип дії.
3. Вимикач навантаження автогазовий типу ВНП-М1-10 / 630-20.

Вимикач навантаження, по суті, являє собою звичайний роз'єднувач з найпростішої дугогасительной камерою. Їх почали застосовувати близько 60 років тому в електроустановках 3, 6, 10 кВ в тих випадках, коли застосування дорогих вимикачів виявляється неекономічним. У ті часи цей комутаційний апарат був виконаний у вигляді роз'єднувача і високовольтного запобіжника, оскільки струми навантаження в електроустановках 6 - 10 кВ були невеликими, в порівнянні з сучасними навантаженнями в електричну мережу. У цьому поєднанні, роз'єднувач був призначений для відключення і включення струмів холостого ходу, а також включення струмів навантаження, плавких запобіжників відводилась роль захисту електроустановки від струмів перевантаження і короткого замикання.

У міру розвитку виробництва і відповідно енергетичних навантажень, струмів холостого ходу електроустановок стали застосовувати так звані роз'єднувачі потужності. Це пристрій об'єднало в собі вимикач, який мав дугогасительную камеру невеликої потужності, і роз'єднувач. Така конструкція використовувалася тільки для коммутирования струмів навантаження і невеликих струмів перевантаження. Щоб використовувати роз'єднувачі потужності в ланцюгах харчування силових трансформаторів і конденсаторних батарей, необхідно було встановлювати додатково високовольтні плавкі запобіжники, для здійснення захисту від струмів короткого замикання.

Пізніше, удосконаливши цю конструкцію, шляхом монтажу найпростішого дугогасительного пристрою на роз'єднувач, розробники прийшли до створення нового комутаційного апарату, що отримав назву вимикача навантаження. Як виявилося, ці апарати дешевше роз'єднувача потужності і здатні відключати досить великі ємнісні струми, які працюють на холостому ходу ліній електропередачі навіть дуже високої напруги.
В даний час вимикач навантаження успішно застосовується в багатьох електроустановках, в тому числі в якості генераторних вимикачів, в ланцюгах конденсаторних батарей. Вимикач навантаження знайшов застосування і за кордоном, при цьому гасіння дуги виконується досить різноманітними способами: комутації в повітрі, в вакуумі, в елегазі, в трансформаторному маслі і т.п. Підвищився інтерес до них і у російських і українських виробників, тому як після 10-15 років відбулися перетворення в електричних мережах - виділення високого і низького напруг, а вимикач навантаження є найбільш вигідним варіантом у вирішенні питання економії і надійності живлення споживачів.

Видів конструкцій і типів вимикачів навантаження величезна кількість. Деякі з них наведені нижче.

Вимикачі навантаження типів ВН і ВНП. Особливості конструкцій та принцип дії.

Вимикач навантаження типу ВН складається з наступних конструктивних вузлів - загальна рама 4, підвішена на опорних ізоляторах 5, на яких змонтовані дугогасительниє камери 3 з нерухомими контактами - основними 2 і дугогасильними 12, рухливі контакти - основні 9 і дугогасильні 7, загальний приводний вал 6, пов'язаний з полюсами ізоляційних тяг 8.

Вимикач навантаження типу ВН-16 на 6 і 10 кВ, що має номінальний струм відключення Iном = 400 А і 200 А (в окремих випадках - до 800 А) і потужність відключення 4 і 3 МВА:
а) загальний вигляд; б) дугогасительноє пристрій поздовжнього дуття

У конструкцію дугогасильні камери вимикача навантаження типу ВН - 16 входить дві пластмасові щоки 13, всередині яких закладені змінні вкладиші 10, виготовлені з оргскла і утворюють вузьку щілину 11, в якій рухається дугогасительного контакт. Комутація «відключення» проводиться двома відключають пружинами 1, при цьому між дугогасильними контактами утворюється електрична дуга 14, що викликає інтенсивне газовиділення зі стінок вкладишів, і відповідно зростання тиску в камері. Шлях виходу газів, а саме через щілину між контактами і стінками камери, проходить через область горіння дуги, при цьому гази створюють поздовжнє обдування і тим самим гасіння електричної дуги. Дугогасительниє камери вимикача навантаження мають високу ступінь зносу, тобто розраховані на велику кількість операцій відключення (без заміни вкладиша), наприклад, струм силою 50 А дозволяється відключати 300 раз, струм 100 А - 200 раз, ток 200 А - 75 разів, а струм 400 А - 4 рази.

При відключенні спочатку розмикаються основні робочі контакти, а потім дугогасильні, при включенні цей процес відбувається навпаки, при цьому в відключеному стані рухливий контакт утворює досить великий видимий розрив. На вимикачі навантаження можуть монтуватися стаціонарні заземлюючі ножі, з механічним блокуванням для запобігання помилкових дій по включенню апарату.

Для здійснення управління вимикачем навантаження типу ВН-16 передбачено застосування приводу типу ПРА-17 (привід ручний автоматичний). Цей привід має механізм вільного розчеплення та вбудований електромагніт для здійснення дистанційного відключення комутаційного апарату. Перевагами цього приводу є: проста і надійна конструкція, зручна експлуатація, а недолік - це неможливість включення вимикача навантаження дистанційно і автоматично. Даний тип приводу може використовуватися і з іншими типами вимикачів навантаження, таких як ВНП-16, ВНП-17, ВНП-11 і т.д.

Для вирішення завдання неможливого включення апарату дистанційно застосовуються електромагнітні або пневматичні приводу, які відносяться до приводів прямої дії. Перевагами також є простота конструкції і надійність в експлуатації, недоліком ж - залежність від потужного джерела оперативного постійного струму, тому як для здійснення операції включення споживається багато енергії.

У Росії, а також в інших країнах СНД, крім вимикача навантаження типу ВН-16, досить успішно застосовуються і інші типи вимикачів навантаження - ВН-10, ВН-11, ВНП-16, ВНП-17. Конструкція являє собою поєднання роз'єднувача внутрішньої установки, що рубає типу, із змонтованими на ньому автогазовий дугогасильними камерами, виготовлені з оргскла.

Цими апаратами передбачено здійснення операцій включення і відключення струмів навантаження 200-400 А, а також для захисту від струмів короткого замикання. Тому для виконання покладених функцій, вимикач навантаження забезпечується високовольтними кварцовими запобіжниками (ПК).

Автогазовий вимикач навантаження типу ВН-10, з ручним приводом на номінальне напругою 10 кВ, з номінальним струмом 400 А і струмом термічної стійкістю 10 ка
1 система головних контактів; 2-дугогасительноє пристрій; 3-система дугогасильних рухомих контактів

Принцип дії вимикача навантаження типу ВН-10 такий же, як і у вимикача навантаження типу ВН-16. Принцип гасіння дуги здійснюється за рахунок газів, що утворюються, внаслідок розкладання вкладиша з оргскла. При операції відключення вимикача спочатку розмикаються головні контакти, потім дугогасильні, які розміщені в дугогасительной камері. Електрична дуга при цьому впливає на стінки вкладиша, утворюючи інтенсивне газовиділення. Внаслідок утрудненого виходу газів з дугогасительного пристрою відбувається підвищення тиску в камері, що призводить до швидкого гасіння дуги.

Вимикач монтується з ручним приводом, який оснащений механізмом вільного розчеплення та електромагнітом відключення. Таким чином, операції включення виробляються тільки вручну, а операції відключення виробляються вручну і дистанційно за допомогою електромагніту відключення, який живиться від незалежного джерела струму.

Даний тип вимикача оснащений стаціонарними заземлювальними ножами, якими можна заземлити як верхні, так і нижні вивідні контакти, а також передбачена можливість установки з верхньою або з нижньої сторони вимикача високовольтних запобіжників.

Вимикачі навантаження типу ВНР. Особливості конструкцій та принцип дії.

Крім вимикачів навантаження типу ВН, в країнах СНД також широко експлуатується вимикач навантаження типу ВНР-10 / 400-10з.

Конструкція вимикача навантаження типу ВНР-10 / 400-10з

На зварений рамі 1 встановлені шість опорних ізоляторів 2, при цьому на нижніх ізоляторах закріплені контакти 3 з власниками основних ножів 4, на верхніх же ізоляторах - головні 6 і дугогасильні контакти, які закриті дугогасильними пристроями. За допомогою важеля 8 і ізоляційної тяги 7 передається рух від вала вимикача до ножів. Для забезпечення необхідної швидкості відключення на вимикачі змонтовані спеціальні пружини 13 і амортизуючі гумові шайби 14. Стаціонарні заземлюючі ножі 10 з'єднуються з рамою вимикача гнучкими зв'язками 9 і приводяться в рух за допомогою вала 11 заземлювального пристрою.

Для включення вимикача навантаження рукоятку важеля приводу переміщують знизу вгору, при цьому вал 15 повертається і з допомогою ізоляційних тяг включає контактні ножі. Для здійснення відключення вимикача рукоятку важеля приводу переміщують зверху вниз або дистанційно від кнопки з замикаючими контактами, при цьому вал повертається під дією відключають пружин і відключає вимикач.

Вимикач навантаження типу ВНР-10 / 400-10з
а) загальний вигляд вимикача навантаження; б) розріз дугогасильні камери; в, г) компоновка вимикача
1 - дугогасильні камери: 2, 9 - нерухомий і рухомий робочі контакти; 3, 5 - важелі вала вимикача навантаження і заземлюючих ножів; 4 - пружина; 6 - вал заземлюючих ножів; 7 - заземлювальні ножі; 8 - гнучка зв'язок; 10, 12 - нерухомий і рухомий дугогасительниє контакти; 11 - вкладиш з органічного скла; 13, 17 - тяги приводів вимикача навантаження і заземлюючих ножів; 14, 16 - приводи вимикача навантаження і заземлюючих ножів: 15 - запобіжники ПКТ; 18 - полурама; 19 - рама

Технічні параметри вимикачів навантаження типів ВН і ВНП наведені в табл., а вимикача навантаження типу ВНР-10 / 400-10з - в табл.

Вимикач навантаження автогазовий типу ВНП-М1-10 / 630-20.

Вимикач навантаження типу ВНП-М1-10 / 630-20

Вимикачі навантаження типу ВНП-М1-10 / 630-20 виробляє Нальчикський завод високовольтної апаратури (м Нальчик, Росія). Зазнавши модернізації, вимикати навантаження став безпечним в експлуатації. Призначається для роботи в шафах комплектних розподільних пристроїв (КРУ), в комплектних трансформаторних підстанціях (КТП), а також в осередках камер стаціонарних одностороннього та двостороннього обслуговування (КСО) напругою 10 кВ трифазного змінного струму частотою 50 і 60 Гц для мереж із заземленою або ізольованою нейтраллю. Вимикач оснащений вбудованим пружинним приводом з ручним заводом, який призначений як для місцевого, так і для дистанційного керування.