Рис. 1. Типовая конструкция рубильника
1. Общие сведения.
Конструкция рубильника, зависящая от специфики эксплуатации и места размещения, обуславливает технологию монтажа устройства. Классический рубильник состоит из:
- Изолирующее основание: в этой роли может выступать гетинаксовая плита либо керамический опорный изолятор (например, А-632), установленный на металлической панели. На этом основании монтируются подвижные и неподвижные элементы конструкции рубильника: губки и нож.
- Нож (3): элемент, от положения ;которого зависит состояние рубильника. С помощью ножа осуществляется непосредственная коммутация цепи.
- Губки: к верхним губкам (2) (контактным стойкам) шарнирно крепится нож, а в нижние губки нож входит либо выходит, тем самым обеспечивая включение или разрыв цепи. Функционально губки не привязаны к положению – оба типа могут находиться как сверху, так и снизу.
- Рычаг, он же рукоятка (1): устройство, посредством которого оказывается механическое воздействие на механизм с целью изменения состояния рубильника.
- Токоотводы (4): клеммы для подключения приходящего и отходящего проводников коммутируемой цепи.
Рис. 2. Реверсивный рубильник производства Socomec
Объединив указанные выше элементы можно получить простейший рубильник – открытый разрывной однополюсный разъединитель.
Ниже будут приведены основные технические характеристики рубильников:
- Тип: выключатель нагрузки или разъединитель. Выключатель нагрузки способен выполнять коммутацию под нагрузкой, а разъединитель применяется только для создания видимого разрыва. Причём нормативно такое разграничение не отражено в очевидной форме, поэтому производитель может относить своё устройство как к указанным двум типам, так и просто именовать "рубильником".
- Количество полюсов: 1-, 2-, 3- и 4-полюсные.
- Конструкция: открытый, модульный, в отдельном ящике, в литом корпусе.
- Допустимая токовая нагрузка: от 6 до 6300 А. Рычаг ручного рубильника может находиться напротив ножей или выносится в сторону.
- Класс напряжения и род тока;
- Наличие предохранителей;
- Наличие моментного ножа;
- Наличие заземляющих ножей, блокировок, фиксаторов.
- Метод манипуляции: ручной или приводной.
- Категория:
- разрывной: "выкл/вкл" (схема 0-1);
- реверсивный: "нагрузка1/выкл/нагрузка2" (схема 1-0-2);
- перекидной: "нагрузка1/нагрузка2" (схема 1-2).
- Метод манипуляции: ручной или приводной.
2. Монтаж.
Рис. 3. Ячейка после ретрофита выключателя нагрузки, выведенная в ремонт
Монтаж рубильников в модульном исполнении не отличается от установки квартирного автоматического выключателя: внешне это идентичные устройства, отличающиеся только нанесёнными на корпус наименованием и схемой, а в случае некоторых производителей – рычагом красного цвета. Устройство фиксируется на din-рейке Ω-типа (например, ТН-35-7,5) и к нему подводятся подготовленные проводники.
Установка открытого рубильника подразумевает крепление последнего на монтажную панель шкафа, внутри камеры КСО, на опору ВЛ, т. д. При этом в некоторых случаях следует уделить внимание расстоянию между дверью щита в закрытом положении и открытой токопроводящей частью рубильника. Также вносить коррективы в выбор местоположения устройства может рычаг, располагаемый снаружи шкафа. Производитель предусматривает возможность снятия рычага для недопущения последующего включения – конструкционно возможность съема ограничена выключенным положением. Существуют ситуации, когда допускается устанавливать открыто рубильники, предназначенные для снятия напряжения – они указаны в п. 4.1.10 ПУЭ 7 изд. При наличии предохранителей общая компоновка щита должна предусматривать возможность оперативной замены этого элемента. При ошиновке низковольтных рубильников следует учитывать минимальные расстояния между токоведущими частями разной полярности, а при монтаже устройств, работающих на напряжениях выше 1000 В, также следует принимать во внимание допустимые минимальные расстояния до открытых токоведущих частей. Монтаж рубильников в сетях СН и ВН сопряжен с использованием сварочных аппаратов и углошлифовальных машин, что относится к огневым работам и требует выдачи соответствующего наряд-допуска. Монтаж СН- и ВН-разъединителей зачастую связан с подъёмом на высоту и привлечением автовышек или подъёмных средств малой механизации. Такие виды работ требуют свой вид нарядов. Отдельно можно отметить ретрофиты старых ячеек с выключателем нагрузки 6-10 кВ: такой монтаж сопряжен со специфической проблемой – "подгонкой геометрии".
Монтаж рубильников в литом корпусе подразумевает установку на монтажную панель щита. Ко многим моделям таких устройств существуют опциональные комплекты, позволяющие вынести орган управления устройства на лицевую панель или стенку шкафа. Устройства в литом корпусе также могут иметь возможность крепиться на din-рейку либо "из коробки", либо с помощью опционального адаптера. При выборе места для установки следует учитывать величины допустимых радиусов изгиба подводимых кабелей или проводов. К данному типу рубильников можно отнести также пакетные выключатели и кулачковые переключатели.
Рис. 4. Рубильник производства Lovato из устройства, спроектированного с грубыми ошибками
3. Неисправности рубильника.
Самыми распространёнными неисправностями, свойственными конкретно рубильникам, являются проблемы с вхождением ножа в губки: нож может не вводиться до упора, тем самым не создавая должной площади соприкосновения. Другая проблема – непопадание ножей в губки и, соответственно, невозможность включения устройства. Также включение рубильника может сопровождаться неодновременным вхождением ножей разных полюсов, разной глубиной фиксации. Проблемы могут возникать с дугогасительными камерами при их наличии в конструкции. Электромагнитное дутьё должного уровня весьма важно при постоянном токе – такую дугу погасить сложнее. Выключатели нагрузки 6-10 кВ кроме прочего требуют высокой скорости изменения положения устройства – тут к проблемам добавляются неисправности устройства привода, который заметно сложнее низковольтных собратьев. При этом в зависимости от конструкции рубильники могут как поддаваться ревизии и ремонту, так и быть лишены этой возможности. Например, в случае поломки механизма модульного выключателя нагрузки, его ремонт не представляется возможным.