Lastbrytare: funktion, konstruktion, egenskaper vid val och installation

För att reparera en del av elnätet som är under belastning eller byta ut utrustning måste strömtillförseln avbrytas. En lastbrytare kan göra detta. Den bryter strömkretsen korrekt och släcker den elektriska ljusbågen som uppstår när kontakterna öppnas, tack vare en ljusbågskammare.

I den här artikeln beskrivs i detalj de olika typerna och funktionsprinciperna för enheter som skyddar utrustning och säkerställer säkerheten vid efterföljande arbete. Tekniska data för populära modeller för hemmabruk presenteras. Rekommendationer ges för val och användning av skyddsanordningen.

Detaljerad beskrivning av enheten

En lastbrytare är en modern omkopplingsanordning utrustad med en ljusbågskammare och en manöverdon för automatisk eller manuell styrning.

Den är avsedd för mekanisk öppning/stängning av en grupp kontakter i en del av en växelströmskrets under belastning. Lämplig för att koppla låg- och högspänningskretsar med arbetslast.

Brytaranordningarna har ett förlängt handtag. Arbetstemperaturområdet varierar från –40 – +50 °C. Skåror på kontaktklämmorna minskar värmeförluster och ökar den mekaniska stabiliteten i anslutningen.

Används inte vid kortslutning, eftersom den är utformad för att släcka en lågeffektsljusbåge och bryta nominell last.

I produktionsverkstäder och stora fabriker installeras vanligtvis självgasgenererande lastbrytare. Dessa är lätta att använda och kan enkelt repareras av personal även med låg kompetens.

Den tillhör klassen högspänningsapparater och placeras vanligtvis i elinstallationer som arbetar med 6-10 kV spänning och som inte är utrustade med ett automatiskt system för kortslutningsskydd.

Enheten har förstärkta kontakter med förlängd livslängd, betydligt längre än kontaktanslutningar i enkla automatsäkringar. Detta gör det möjligt att helt säkert strömlösa en linje under belastning och utföra alla nödvändiga åtgärder.

Vissa avancerade moduler av lastbrytare är försedda med ett speciellt inspektionsfönster. Genom det kan du tydligt se i vilket tillstånd – slutet eller öppet – brytarkontakterna befinner sig vid ett specifikt ögonblick.

Enheten för att koppla bort lasten består av en kraftig svetsad ram, försedd med en speciell axel. På den sitter 6 stödisolatorer.

Till de tre som finns i den nedre delen är kontakknivar ledat fästa, medan på de resterande elementen som är uppe sitter huvud- och ljusbågssläckningskontakter. Isolationsstag överför korrekt rörelsen från axelhävarmselementen direkt till kontakknivarna.

Aggregatet är försett med frånkopplingsfjädrar som är svetsade vid axeländarna. De gör det möjligt att med en viss hastighet deaktivera brytaren efter att den fria utlösningsmekanismen för kabeln har frigjorts.

Kontakterna som ansvarar för ljusbågssläckning öppnas i speciella ljusbågssläckningskammare tillverkade av fenoplast. Detta material har hög mekanisk och korrosionsbeständighet, uppvisar extrem styrka och har oöverträffat höga elektriska isolationsegenskaper.

De inre insatserna som finns i kamrarna är gjorda av glasfylld polyamid, som kännetecknas av en tät struktur och slagseghet. Den bågformade formen av kamrarna och insatserna gör att de rörliga ljusbågssläckningskontakterna kan gå in lätt och utan ansträngning.

Enheter för att koppla bort last i elnät används för att avbryta/återuppta spänningsmatningen på transformatorstationer som ansvarar för eldistribution i stads- och landsbygdsområden.

När enheten aktiveras sluts först ljusbågssläckningskontakterna, och därefter sluter knivarna huvudkontakterna. Vid frånkoppling sker allt omvänt: först öppnas huvudkontakterna och först därefter ljusbågssläckningskontakterna.

Montering av en portabel jordning på spänningsfrånkopplingsenheten säkerställer nätets säkerhet och gör det möjligt att utan risk utföra alla planerade eller reparationsarbeten på elsystemet och utrustningen.

I inaktivt läge skapar den rörliga ljusbågssläckningskontakten ett tydligt synligt luftgap mot ljusbågsabsorptionskammaren, precis som i en traditionell frånskiljare. Direkt i frånkopplingsögonblicket bildas en ljusbåge mellan ljusbågssläckningskontakterna.

Under påverkan av ljusbågens höga temperatur avger insatsen av glasfylld polyamid specifika gaser. Denna ström som uppstår i kammaren släcker ljusbågen och säkerställer fortsatt säkerhet vid arbete med strömkretsen och elektrisk utrustning.

Komponenter som ansvarar för att stänga av/koppla in lasten skiljer sig åt enligt följande tekniska specifikationer:

• monteringsmetod;
• nominell strömstyrka;
• grundutrustning;
• förekomst och antal extrafunktioner;
• modulens konstruktionsegenskaper;
• märkspänning.

De flesta hushållsbrytare, till skillnad från industriella enheter, manövreras manuellt och bryter strömflöden på högst 100 ampere. För att kontakterna inte ska överhettas under drift och vid eventuell överbelastning, väljs produkten så att dess märkström alltid överstiger den totala strömmen från anslutna laster.

Apparaten avsedd för att koppla bort lasten har bokstavsbeteckningen VN och ett bredare manöverhandtag. Dessa funktioner fungerar som vägledning för användaren och förhindrar att den förväxlas med en annan liknande enhet – en automatsäkring.

Till skillnad från en klassisk automatsäkring är lastfrånkopplaren utrustad med förstärkta kontakter som tål kontinuerlig drift.

Modulens ökade tillförlitlighet uppnås genom följande funktioner:

• automatisk blockering av manöverhandtaget mot obehörig tillkoppling;
• inspektionsfönster som visuellt bekräftar kontakternas brytning och möjliggör övervakning i alla arbetssteg;
• dubbel brytning av kedjekontakterna, vilket säkerställer fullständig strömavbrott och garanterar säkerhet vid alla reparations- och underhållsåtgärder.

Alla dessa parametrar gör spänningsbrytare mycket användbara och uppmuntrar användaren att köpa sådana enheter och implementera dem i elsystemet för ökad tillförlitlighet och driftsäkerhet.

Klassificering av brytarmoduler

Produkter som ansvarar för bortkoppling av last i elnätet tillverkas i flera olika varianter. Klassificeringen av apparaterna sker efter metoden för att släcka ljusbågen som uppstår vid lastfrånkoppling samt efter typen av ljusbågskammare.

Autogastyp lastbrytare monteras oftast i ställverk, serviceboxar och i transformatorstationer. Manöverdonet i modulen kan vara manuellt eller elektriskt.

Tillverkare på elutrustningsmarknaden producerar lastbrytare av följande typer:

• Autogastyp – kammarväggarna, som värms upp av ljusbågen, avger en speciell gas som släcker densamma;
• Vakuumtyp – i vakuumbrytare utnyttjas egenskaperna hos ett medium där ljusbågen inte sprids;
• elektromagnetiska – elektromagnetiska reläer påverkar ljusbågen med ett elektromagnetiskt fält och ändrar på så sätt dess riktning;
• autopneumatiska – släcker den elektriska ljusbågen genom att komprimera luften i kammaren med ett kraftigt fjäderlement;
• SF6-gaser – absorptionskammarens hålighet SF6-brytare är fylld med elektroteknisk gas bestående av svavelhexafluorid. Denna färglösa tunga substans är sex gånger tyngre än luft och släcker mycket snabbt den elektriska ljusbåge som uppstår vid kontakten bryts.

Autogasanordningar är idag de mest utbredda och efterfrågade. Men de får konkurrens av vakuumaggregaten, som av experter anses vara de mest lovande, progressiva, effektiva och pålitliga spänningsbrytarna.

I vakuumbrytare är släckkammarna försedda med extra pålitlig isolering. Tack vare detta är deras livslängd och motståndskraft mot driftslitage betydligt högre än hos autogasmotsvarigheterna.

Direkt manövrering av enheterna sker med en handmanövrerad spakmekanism, utrustad med en inbyggd elektromagnet som möjliggör fjärrfrånkoppling.

Förutom de ovan beskrivna parametrarna skiljer sig lastbrytarna åt i antalet kontaktpoler. Idag finns en-, två- och trepoliga moduler på marknaden, avsedda för korrekt lastfrånkoppling i strömförsörjningssystemet.

Ännu en viktig egenskap är konstruktionen av det mekaniska ställdonet.

Denna enhet kan vara:

• elektromagnetisk;
• termisk;
• halvledande;
• kombinerad.

Den sista egenskapen gäller modulens monteringsprincip. Den kan vara utdragbar, stationär eller fast. Valet görs beroende på elnätets placering och de yttre väderförhållandena på installationsplatsen.

Tekniska specifikationer för enheten

Apparater som kopplar bort lasten genom att bryta den elektriska kretsen har olika tekniska egenskaper. Alla är viktiga och blir avgörande vid valet av en lämplig enhet för inköp och efterföljande installation.

Värdet för märkspänning återspeglar den elektrotekniska apparatens driftspänning, som den ursprungligen är konstruerad för av tillverkaren.

Maximal driftspänning visar den högsta möjliga tillåtna spänning vid vilken brytaren kan fungera normalt utan att dess funktionsduglighet påverkas. Vanligtvis ligger denna siffra 5–20 % över märkspänningen.

Ström av elektrisk ström, vid vilken uppvärmningsnivån av isoleringsskiktet och delar av strömledaren inte hindrar systemets normala drift och kan tålas av alla delar under obegränsad tid, kallas märkström. Dess värde måste beaktas vid val och köp av lastfrånskiljare.

Storleken på genomgångsströmmen av tillåtna gränser visar hur mycket ström som flyter i nätet under kortslutning som den installerade lastfrånskiljaren kan tåla.

Ström för elektrodynamisk hållfasthet återspeglar storleken på kortslutningsströmmen som, när den påverkar enheten under de första perioderna, inte har någon negativ inverkan och inte mekaniskt skadar den.

Termisk hållfasthetsström definierar den maximala strömnivån vars uppvärmning under en viss tidsperiod inte slår ut lastfrånskiljaren.

Även mycket viktiga är den tekniska utförandet av drivningen och de fysiska parametrarna hos enheterna, som bestämmer enhetens totala storlek och vikt. Med hänsyn till dessa kan man förstå var det är lämpligast att placera apparaterna så att de fungerar korrekt och utför sina uppgifter tydligt.

Bland de absoluta positiva egenskaperna hos enheter som ansvarar för att bryta lasten finns följande punkter:

• enkelhet och tillgänglighet vid tillverkning;
• enkel användningsmetod;
• mycket låg kostnad för den färdiga produkten jämfört med andra typer av brytare;
• möjlighet till bekväm aktivering/inaktivering av märkströmmar för laster;
• synligt avbrott mellan kontakterna, vilket garanterar full säkerhet för allt arbete på utgående ledningar (installation av extra frånskiljare krävs inte);
• billigt skydd mot överström via säkringar, vanligtvis fyllda med kvartssand (typ PKT, PK, PT).

Bland nackdelarna med alla typer av brytare nämns oftast förmågan att endast koppla märkeffekter, utan att fungera med feltillståndsströmmar.

Trots låg kostnad och underhåll anses autogasmoduler vara föråldrade och vid planerat underhåll eller vid ombyggnad av nät och stationer ersätts de målmedvetet med modernare vakuumelement

Autogasmoduler brukar kritiseras för begränsad drifttid, orsakad av gradvis utbränning av interna delar som genererar gas i ljusbågssläckningskammaren.

Men detta är fullt lösbart, och med små medel, eftersom gasgenereringselementen och parkontakterna avsedda för ljusbågssläckning är mycket billiga och enkla att byta, inte bara av proffs utan även av arbetare med låg kvalifikation.

Vad ska man tänka på vid val?

När du planerar att köpa en lastfrånskiljare bör du komma ihåg att apparaten i första hand inte är avsedd för att skydda elapparater, utan för att förhindra överhettning, utbränning och överspänning i ledningarna.

För att köpet ska bli rätt och enheten klara av uppgifterna måste du i förväg ta reda på tvärsnittet på kabeln som kommer in i lägenhetens eller husets elcentral och den strömnivå som den är avsedd för.

Vakuummoduler blir allt mer populära. De har små yttre mått och blir därmed praktiska för inmontering i olika typer av kopplingsdosor.

När denna information är insamlad jämförs den med lastfrånskiljarens fabriksspecifikationer. Apparatens utlösningsström ska vara något lägre än den högsta tillåtna strömmen för ledningen.

Vakuumbrytare för lastfrånskiljning är en progressiv typ av elektriska tillbehör. De ökar avsevärt systemets bassäkerhetsnivå, skapar inga förbränningsprodukter och släpper inte ut dem i atmosfären.

Om kabelns kapacitet är mycket högre än lastens strömförbrukning överväger du att köpa en automatisk modul för lasten.

För att bestämma enhetens nödvändiga parametrar summerar du först effekten av alla elektriska apparater i bostaden. Till den erhållna summan lägger du 5 till 15% marginal och bestämmer den totala strömförbrukningen med Ohms lag. Sedan köper du en automatsäkring med en utlösningsström något högre än den beräknade.

Användningsområden för lastbrytare i hemmet

Vanligtvis i privata hus och lägenheter använder man automatiska brytare. Med deras hjälp kan du vid behov strömlösa bostaden och utföra alla nödvändiga installationsarbeten relaterade till planerat underhåll eller reparation av elnät.

Dessa apparater är dock inte en universallösning. Automatsäkringar tjänar främst till att skydda strömförbrukare och elledningar från aggressiv påverkan av överströmmar. Kretsbrytning är en sekundär uppgift som dessa apparater utför.

Företag som tillverkar komponenter till elsystem anger alltid i dokumentationen att automatsäkringen inte är avsedd för frekvent från- och tillkoppling. Maximalt antal frånkopplingar bör inte överstiga 6 gånger per timme.

Regelbunden frånkoppling av ström med en automatsäkring är inte en bra idé. Speciellt om lasten inte kopplas bort från uttaget. Modulen slits då mycket snabbare och förbrukar sin livslängd på kortare tid än vad fabriksspecifikationerna anger.

Om lastfrånkopplingsmodulen inte fungerar korrekt eller om en defekt upptäcks i själva enheten, bör du inte plocka isär den och försöka reparera den. Det är bättre att köpa en ny apparat och montera den på den gamla (trasiga) platsen.

Inuti höljet bränns kontakterna gradvis och blir svarta, och själva produkten förlorar sin nominella kapacitet, slutar utföra sina uppgifter och går sönder. I denna situation måste ägarna byta enheten omgående.

Om du ignorerar detta kommer nästa kortslutning att förstöra ledningarna, orsaka att brytaren antänds och kanske till och med leda till allvarligare konsekvenser.

I gruppcentraler används ofta lastfrånkopplingsenheten som inkommande brytare. Det är genom den som kraftkabeln från transformatorstationen eller en annan central ansluts till fördelaren.

Därför rekommenderar experter att man inte använder vanliga automatsäkringar för frekventa frånkopplingar, utan istället progressiva och pålitliga lastbrytare.

Dessa element ökar säkerheten i elcentraler, garanterar kvalitativ och oavbruten elförsörjning till alla bostäder och gör det möjligt att vid behov bekvämt och snabbt bryta kretsen, utföra reparations- och installationsarbeten av valfri komplexitet och återansluta bostaden till det allmänna elnätet.

Installation av en lastfrånkopplingsenhet vid ingången till fördelningscentralen gör det möjligt att koppla bort spänningen från själva centralen och korrekt byta ut trasiga automatsäkringar.

Med en sådan enhet är det mycket enkelt att koppla bort vilket rum som helst från det centrala elnätet för planerat underhåll eller nödvändiga reparationer. Enheten garanterar full säkerhet för teknikern och gör det möjligt att snabbt åtgärda alla upptäckta fel.

Slutsatser och användbar video om ämnet

Mer om lastbrytare – i videorna nedan där experter delar med sig av arbetserfarenhet och installationsnyanser.

Installationsanvisningar för lastbrytare. Steg-för-steg-guide från en expert.

Detaljerad och tydlig beskrivning, regler för korrekt användning och direkt syfte med enheten från en professionell elektriker.

Översikt över en modulär lastbrytare tillverkad av Hyundai. Med denna enhet kan du billigt lösa frågan om omkoppling av en elektrisk krets.

Funktioner hos lastbrytaren VN32-100 och praktisk användning av denna enhet som brytare i växelströmskretsar på 50-60 Hz med nominell nätspänning 230-400V.

En praktisk och pålitlig lastbrytare bidrar till en högre säkerhetsnivå vid drift av elnätet och hjälper till att i tid bryta strömkretsen på rätt plats och åtgärda uppkomna fel eller byta ut trasig utrustning.

Att ha en strömbrytare säkerställer att den interna elledningen i huset eller lägenheten är skyddad, förhindrar för tidigt slitage och förlänger avsevärt dess livslängd.

Vill du berätta om hur du valde skyddsanordning för elnätet i ditt eget hus/lägenhet? Har du information som kan vara användbar för webbplatsens besökare? Skriv kommentarer i blocket nedan, ställ frågor, dela med dig av information och foton om artikelns ämne.