Vypínač zaťaženia: účel, konštrukcia, špecifiká výberu a montáže

Na vykonanie opravy časti elektrickej siete, ktorá je pod záťažou, alebo na výmenu zariadenia je potrebné prerušiť prívod prúdu do systému. Pomôže s tým vypínač záťaže. Správne rozpojí prúdovodný obvod a vďaka prítomnosti komory zhasne elektrický oblúk, ktorý vzniká pri rozopínaní kontaktov.

V nami predloženom článku sú podrobne opísané druhy a princíp činnosti prístrojov, ktoré zabezpečujú ochranu zariadenia a bezpečnosť vykonávania následných prác. Uvedené sú technické charakteristiky modelov používaných v domácnosti. Sú uvedené odporúčania pre výber a prevádzku ochranného zariadenia.

Podrobný opis prístroja

Vypínač záťaže predstavuje progresívny spínací prístroj vybavený zhášacou komorou a pohonom pre automatické alebo mechanické ovládanie.

Je určený na mechanické rozopínanie/uzatváranie skupiny kontaktov na úseku elektrického obvodu striedavého prúdu, ktorý je pod záťažou. Je vhodný na spínanie obvodov nízkeho a vysokého napätia s pracovnou záťažou.

Vypínacie zariadenia majú rozšírenú rukoväť. Rozsah pracovných teplôt sa pohybuje v rozmedzí od –40 – +50 °С. Drážky na kontaktných svorkách znižujú tepelné straty a zvyšujú mechanickú stabilitu spoja.

Pri skrate sa nepoužíva, pretože je navrhnutý na zhasenie malého oblúka a odstránenie menovitej záťaže.

Vo výrobných dielňach a v podnikoch, ktoré zaberajú veľkú plochu, sa zvyčajne inštalujú autoplynové vypínače záťaže. Tieto prvky sú jednoduché na obsluhu a ľahko opraviteľné personálom aj s nižšou kvalifikáciou.

Patrí do triedy vysokonapäťových prístrojov a spravidla sa umiestňuje v elektrických zariadeniach pracujúcich pod napätím 6-10 kilovoltov, ktoré nie sú vybavené automatickým systémom chrániace sieť pred skratom.

Prístroj je vybavený zosilnenými kontaktmi, ktoré majú predĺženú životnosť, výrazne presahujúcu prevádzkové obdobie kontaktných spojov u jednoduchých automatov. Toto poskytuje možnosť úplne bezpečne odpojiť od napätia vedenie, ktoré je pod záťažou, a vykonať všetky potrebné opatrenia.

Niektoré pokročilé moduly vypínačov zaťaženia sú vybavené špeciálnym pozorovacím okienkom. Cez neho sa možno názorne presvedčiť, v akom stave – zopnutom alebo rozopnutom – sa v konkrétnom danom momente nachádzajú kontakty nožového spínača.

Zariadenie na odpojenie zaťaženia pozostáva z pevného zváraného rámu, vybaveného špeciálnym hriadeľom. Na ňom stojí 6 podporných izolátorov.

K trom, ktoré sú umiestnené v spodnej časti, sa kĺbovo pripevňujú kontaktné nože, a na ostatných prvkoch, nachádzajúcich sa hore, držia hlavné a oblúkové hasiace kontakty. Izolačné ťahy správne uskutočňujú prenos pohybu od hriadeľových pákových prvkov priamo ku kontaktným nožom.

Agregát je vybavený odpojovacími pružinami, privarenými na konce hriadeľa. Umožňujú určitou rýchlosťou deaktivovať vypínač potom, čo je mechanizmus voľného rozpojenia vodiča uvoľnený.

Kontakty zodpovedné za hasenie oblúka sa rozopínajú v špeciálnych oblúkových hasiacich komorách vyrobených z fenoplastu. Tento materiál má vysokú mechanickú a koróznu odolnosť, vykazuje mimoriadnu pevnosť a disponuje bezprecedentne vysokými elektroizolačnými charakteristikami.

Vnútorné vložky nachádzajúce sa v komorách sú vyrobené zo sklom plneného polyamitu, ktorý sa vyznačuje hustou štruktúrou a rázovou odolnosťou. Oblúkovitý tvar komôr a vložiek umožňuje pohyblivým oblúkovým hasiacim kontaktom vchádzať dnu ľahko a bez napätia.

Prístroje na vypínanie zaťaženia v elektrických sieťach sa používajú na prerušenie/obnovenie dodávky napätia na rozvodniach zodpovedných za distribúciu elektriny v mestských a vidieckych oblastiach.

Pri aktivácii prístroja sa v prvom rade zopnú oblúkové hasiace kontakty a až potom nože zopnú hlavné kontakty. V momente vypnutia sa všetko deje naopak: najprv sa rozopnú hlavné a až po nich oblúkové hasiace kontakty.

Montáž prenosného uzemnenia na zariadenie na odpojenie napätia zabezpečí bezpečnosť siete a umožní bez rizika vykonávať akékoľvek plánované alebo opravárenské práce s elektrickým systémom a zariadením.

V neaktívnom režime vytvára pohyblivý oblúkový hasiaci kontakt jasne viditeľnú vzduchovú medzeru s oblúkovou hasiacou komorou, presne takú istú ako v tradičnom odpojovači. Priamo v momente vypnutia vzniká medzi oblúkovými hasiacimi kontaktmi oblúk.

Pod vplyvom vysokej teploty oblúka vložka zo sklom plneného polyamitu uvoľňuje špecifické plyny. Tento tok, ktorý vznikol v komore, hasí oblúk, čím zabezpečuje ďalšiu bezpečnosť pre prácu s prúdovým obvodom a elektrickým zariadením.

Prvky zodpovedné za vypnutie/zapnutie záťaže sa navzájom líšia nasledujúcimi technickými charakteristikami:

• spôsob upevnenia;
• úroveň menovitého prúdu;
• základná výbava;
• prítomnosť a počet doplnkových funkcií;
• konštrukčné vlastnosti modulu;
• menovité napätie.

Väčšina domácich vypínačov sa na rozdiel od priemyselných prístrojov ovláda ručne a vypína prúdový tok najviac 100 ampérov. Aby sa kontakty počas prevádzky a prípadného preťaženia neprehrievali, výrobok sa obstaráva tak, aby hodnota jeho menovitého prúdu určite presahovala celkový prúdový tok záťaží spotrebiteľov.

Prístroj určený na odpojenie záťaže má písmenové označenie – VN a širšiu ovládaciu rukoväť. Tieto položky slúžia ako orientácia pre spotrebiteľa a nedovoľujú mu pomýliť si zariadenie s iným navonok podobným zariadením – ističom.

Na rozdiel od klasického vypínača-ističa je vypínač záťaže vybavený zosilnenými kontaktmi, schopnými znášať dlhodobú prevádzku.

Zvýšenú spoľahlivosť modulu zabezpečujú také položky, ako:

• automatické blokovanie ovládacej rukoväte proti neoprávnenému zapnutiu;
• prítomnosť kontrolných okienok, umožňujúcich vizuálne sa presvedčiť o rozpojení kontaktov a poskytujúcich možnosť kontrolovať situáciu vo všetkých fázach práce;
• dvojité prerušenie reťazových kontaktov, zabezpečujúce úplné odpojenie napájania a zaručujúce bezpečnosť všetkých vykonávaných opráv a údržbových opatrení.

Všetky tieto parametre robia vypínače napätia veľmi užitočnými na použitie a prikláňajú spotrebiteľa ku kúpe takýchto prístrojov a ich začleneniu do elektrickej sústavy na zvýšenie spoľahlivosti a zaistenie bezpečnosti prevádzky.

Klasifikácia vypínacích modulov

Výrobky zodpovedné za deaktiváciu záťaže v elektrickej sieti sa vyrábajú v niekoľkých rôznych variantoch. Klasifikácia prístrojov sa vykonáva podľa metódy hasenia oblúka vznikajúceho pri deaktivácii záťaže a podľa typu zhášacej komory.

Vypínač záťaže autoplynového typu sa najčastejšie montuje do rozvádzačov, servisných boxov a na transformátorových staniciach. Aktivujúci pohon v module býva ručný a elektrický.

Výrobcovia pôsobiaci na trhu s elektrickým zariadením vyrábajú vypínače záťaží nasledujúcich druhov:

• autoplynové – steny komory sa pri zahriatí pôsobením elektrického oblúka uvoľňujú špeciálny plyn, ktorý ho pohlcuje;
• vákuové – v vákuových vypínačoch sa využívajú vlastnosti prostredia, v ktorom sa nešíri elektrický oblúk;
• Elektromagnetické – elektromagnetické relé pôsobia na oblúk elektromagnetickým poľom a tým menia jeho smer;
• Autopneumatické – hasia elektrický oblúk stlačením vzduchu nachádzajúceho sa v komore pomocou silného pružinového prvku;
• Elegázové – dutina absorpčnej komory elegázových vypínačov je naplnená elektrotechnickým plynom pozostávajúcim z fluoridu sírového (SF6). Tento bezfarebný ťažký prvok je šesťkrát ťažší ako vzduch a veľmi rýchlo hasí elektrický oblúk, ktorý vznikne pri rozpojení kontaktu.

Autoplynové zariadenia sú dnes najrozšírenejšie a majú najväčší dopyt. Avšak doslova im „šliapu na päty“ vákuové jednotky, ktoré odborníci považujú za najperspektívnejšie, najprogresívnejšie, najefektívnejšie a najspoľahlivejšie vypínače napätia.

Vo vákuových vypínačoch sú zhášacie komory vybavené dodatočnou spoľahlivou izoláciou. Vďaka tomu je ich životnosť a odolnosť voči prevádzkovému opotrebeniu podstatne vyššia ako u autoplynových náprotivkov.

Priame ovládanie prístrojov sa vykonáva pomocou ručného pohonu pákového typu, vybaveného vstavaným elektromagnetom, ktorý umožňuje diaľkové vypínanie.

Okrem vyššie popísaných parametrov sa vypínače zaťaženia navzájom líšia počtom pólov kontaktov. Dnes sa na trhu ponúkajú jednopólové, dvojpólové a trojpólové moduly určené na správne odpojenie záťaže v napájacom systéme.

Ďalšou dôležitou vlastnosťou je konštrukcia výkonného mechanizmu.

Tento uzol môže byť:

• elektromagnetický;
• tepelný;
• polovodičový;
• kombinovaný.

Posledná črta sa týka princípu inštalácie modulu. Môže byť výsuvný, stacionárny alebo pevný. Výber sa robí v závislosti od umiestnenia elektrickej siete a vonkajších poveternostných podmienok v mieste inštalácie.

Technické charakteristiky zariadenia

Prístroje, ktoré vykonávajú vypnutie záťaže rozpojením elektrického obvodu, majú rôzne technické parametre. Všetky majú dôležitý význam a sú rozhodujúce pri výbere vhodného agregátu na kúpu a jeho následnú montáž.

Ukazovateľ menovitej hodnoty napätia odráža pracovné napätie elektrotechnického prístroja, na ktoré je pôvodne dimenzovaný výrobcom.

Maximálna hodnota pracovného napätia ukazuje krajne možné prípustné vysoké napätie, pri ktorom je vypínač schopný fungovať v normálnom režime bez ujmy na svojej funkčnosti. Zvyčajne tento údaj presahuje hodnotu menovitého napätia o 5–20%.

Elektrický prúd, pri ktorého prechode úroveň zahriatia izolačného povlaku a častí vodiča nebráni normálnej prevádzke systému a môže byť všetkými prvkami znášaná počas neobmedzeného času, sa nazýva menovitý prúd. Jeho hodnota sa musí zohľadniť pri výbere a kúpe vypínača záťaže.

Hodnota priechodného prúdu prípustných medzí ukazuje, aký objem prúdu pretekajúceho v sieti v režime skratu dokáže vydržať vypínač záťaží nainštalovaný v systéme.

Prúd elektrodynamickej odolnosti odráža veľkosť skratového prúdu, ktorý pri pôsobení na zariadenie počas niekoľkých prvých periód naň nemá žiadny negatívny vplyv a mechanicky ho nijako nepoškodzuje.

Prúd tepelnej odolnosti určuje hraničnú úroveň prúdu, ktorého ohrievacie pôsobenie počas určitého časového úseku nevyradí vypínač záťaže z prevádzky.

Tiež sú veľmi dôležité technické prevedenie pohonu a fyzické parametre prístrojov, ktoré určujú celkovú veľkosť a hmotnosť zariadenia. Podľa nich sa dá zistiť, kde bude vhodnejšie umiestniť prístroje, aby správne fungovali a plnili stanovené úlohy.

Medzi nepopierateľné pozitívne vlastnosti zariadení zodpovedných za odpojenie záťaže patria nasledujúce body:

• jednoduchosť a dostupnosť výroby;
• jednoduchý spôsob prevádzky;
• veľmi nízka cena hotového výrobku v porovnaní s inými typmi vypínačov;
• možnosť pohodlnej aktivácie/deaktivácie menovitých prúdov záťaží;
• viditeľná medzera medzi kontaktmi, ktorá zaručuje úplnú bezpečnosť všetkých prác na odchádzajúcich vedeniach (montáž dodatočného odpojovača nie je potrebná);
• lacná ochrana proti nadprúdu pomocou poistiek, zvyčajne naplnených kremičitým pieskom (typ PKT, PK, PT).

Z nevýhod vypínačov všetkých typov sa najčastejšie spomína schopnosť spínať iba menovité výkony, pričom nepracujú s prúdmi v havarijnom režime.

Napriek lacnosti v cene a údržbe sú autoplynové moduly považované za zastarané a pri plánovanej údržbe alebo počas rekonštrukcie sietí a rozvodní sú cielene nahrádzané modernejšími vákuovými prvkami.

Autoplynovým modulom sa zvyčajne vyčíta obmedzená pracovná životnosť spôsobená postupným vyhorievaním vnútorných častí, ktoré generujú tvorbu plynu v hasiacej komore.

Tento problém je však úplne riešiteľný, a to malými prostriedkami, pretože prvky generujúce plyn a párové kontakty určené na hasenie oblúka stoja veľmi málo a ľahko sa vymieňajú, a to nielen profesionálmi, ale aj pracovníkmi s nízkou kvalifikáciou.

Čo zohľadniť pri výbere?

Pri plánovaní kúpy vypínača zaťaženia treba pamätať, že prístroj je určený primárne nie na ochranu elektrických spotrebičov, ale na ochranu elektroinštalácie pred prehriatím, prepálením a prepätím.

Aby bol nákup správny a zariadenie zvládlo stanovené úlohy, vopred je potrebné zistiť prierez kábla vedúceho do bytového alebo domového rozvádzača a úroveň prúdu, na ktorý je dimenzovaný.

Moduly vákuového typu získavajú čoraz väčšiu popularitu. Majú malé vonkajšie rozmery a vďaka tomu sú vhodné na zabudovanie do rôznych typov rozvodných skriniek.

Keď sú tieto informácie získané, porovnajú sa s výrobnými charakteristikami vypínača zaťaženia. Hodnota vypínacieho prúdu prístroja by mala byť o niečo nižšia ako maximálny prípustný prúd pre vodič.

Vákuové vypínače zaťaženia sú progresívnym typom sprievodných elektrických súčiastok. Výrazne zvyšujú úroveň základnej bezpečnosti systému, nevytvárajú produkty horenia a nevypúšťajú ich do ovzdušia.

Ak je priepustnosť kábla oveľa vyššia ako prúd odberu záťaže, zvažuje sa kúpa automatického modulu pre danú záťaž.

Na určenie potrebných parametrov zariadenia sa najprv spočíta výkon všetkých elektrických spotrebičov v obytnej miestnosti. K získanému súčtu sa pridá 5 až 15 % ako rezerva a pomocou Ohmovho zákona sa určí celkový odberový prúd. Potom sa kúpi automat s vypínacím prúdom o niečo vyšším, ako je vypočítaný.

Oblasť použitia vypínačov v domácnosti

V súkromných domoch a bytoch sa zvyčajne používajú automatické vypínače. S ich pomocou sa v prípade potreby odpojí napájanie obytných priestorov a vykonajú sa všetky potrebné montážne práce súvisiace s plánovanou údržbou alebo opravou elektrických sietí.

Tieto prístroje však nie sú všeliekom. Automaty slúžia predovšetkým na ochranu odberateľov prúdu a elektrického vedenia pred agresívnym pôsobením nadprúdov. Prerušenie obvodu patrí medzi vedľajšie úlohy, ktoré tieto prístroje vykonávajú.

Spoločnosti, ktoré sa zaoberajú výrobou prvkov elektrických systémov, v sprievodnej dokumentácii vždy uvádzajú, že automat nie je určený na časté spínanie. Maximálny režim vypnutia by nemal presiahnuť 6-krát za hodinu.

Pravidelné vypínanie energie pomocou automatu nie je najšťastnejší nápad. Najmä ak sa pritom zo zásuvky neodoberá záťaž. Modul sa v tomto prípade opotrebováva oveľa rýchlejšie a vyčerpá svoju pracovnú životnosť za kratší čas, než bolo deklarované výrobnými charakteristikami.

Ak modul na odpojenie záťaže pracuje nesprávne alebo sa v samotnom prístroji zistí chyba, neoplatí sa rozoberať zariadenie a pokúšať sa ho opraviť. Rozumnejšie je kúpiť nový prístroj a namontovať ho na miesto starého (nefunkčného).

Vnútri krytu postupne vyhoria a sčernejú kontakty, samotný výrobok stráca menovitú priepustnosť, prestáva plniť svoje úlohy a potom zlyhá. Majitelia v tejto situácii musia urýchlene vymeniť prístroj.

Ak tento moment ignorujete, ďalší skrat poškodí elektroinštaláciu, vyvolá vznietenie ističa a možno dokonca povedie k vážnejším následkom.

V skupinových rozvádzačoch sa prístroj na odpojenie záťaže často používa ako vstupný spínač. Práve cez neho sa k rozvádzaču pripája silový kábel vedúci od transformačnej stanice alebo iného rozvádzača.

Práve preto odborníci odporúčajú na časté vypínania používať nie bežné ističe, ale progresívne a spoľahlivé vypínače záťaže.

Tieto prvky zvýšia bezpečnosť rozvádzačov, zabezpečia kvalitné, neprerušované napájanie elektrinou ktoréhokoľvek obytného priestoru a umožnia v prípade potreby pohodlne a rýchlo rozpojiť obvod, vykonať opravárensko-montážne práce akejkoľvek zložitosti a znova pripojiť byt k celkovej energetickej sieti.

Inštalácia prístroja na deaktiváciu záťaží na vstupe do rozvádzača umožňuje odpojiť napätie zo samotného rozvádzača a správne vymeniť poškodené ističe.

Pri prítomnosti takéhoto prístroja je veľmi ľahké odpojiť akýkoľvek priestor od centralizovanej napájacej siete za účelom plánovanej údržby alebo vykonania potrebných opráv. Zariadenie zaistí úplnú bezpečnosť pracovníkovi a umožní rýchlo odstrániť všetky zistené poruchy.

Závery a užitočné video k téme

Ešte viac o vypínačoch záťaže – v nižšie uvedených videách, kde sa odborníci delia o skúsenosti a nuansy montáže.

Vlastnosti montáže vypínača záťaže. Podrobný návod od majstra.

Podrobný a zrozumiteľný popis, pravidlá správneho používania a priame určenie zariadenia od profesionálneho elektrikára.

Prehľad modulového vypínača záťaže vyrobeného spoločnosťou Hyundai. Pomocou tohto prístroja možno lacno vyriešiť otázku spínania elektrického obvodu.

Vlastnosti fungovania vypínača záťaže VN32-100 a prax používania tohto prístroja ako vypínača v elektrických obvodoch striedavého prúdu 50-60 Hz s menovitým sieťovým napätím 230-400 V.

Praktický a spoľahlivý vypínač záťaže prispieva k zvýšeniu úrovne bezpečnosti prevádzky elektrickej siete a pomáha včas rozpojiť prúdový obvod na potrebnom mieste a odstrániť vzniknutú poruchu alebo vymeniť poškodené zariadenie.

Prítomnosť vypínača zaisťuje bezpečnosť vnútrodomového alebo vnútrobytového vedenia, chráni ho pred predčasným opotrebovaním a výrazne predlžuje jeho životnosť.

Chcete porozprávať o tom, ako ste vyberali ochranné zariadenie pre elektrickú sieť vo vlastnom dome/byte? Máte informácie, ktoré by boli užitočné pre návštevníkov stránky? Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie, pýtajte sa, zdieľajte informácie a fotografie k téme článku.