что такое коммутационные аппараты в электроустановках
Коммутационная аппаратура и аппаратура управления: что это такое, примеры, назначение
Коммутационная аппаратура и аппаратура управления (switchgear and controlgear) — это общий термин, охватывающий коммутационные устройства и их комбинацию с присоединенным оборудованием управления, измерения, защиты и регулирования, а также совокупности таких устройств и оборудования с взаимными соединениями, аксессуарами, оболочками и опорными конструкциями. (определение на основе ГОСТ IEC 60050-441-2015 [1]).
На мой взгляд, более понятное для читателя определение данного термина, которое не противоречит предыдущему, дал Харечко Ю.В. в своей книге [2]. Данное определение основано на ГОСТ Р МЭК 60050-826-2009.
« Коммутационная аппаратура и аппаратура управления — это электрическое оборудование, предназначенное для присоединения к электрическим цепям с целью выполнения следующих функций: защиты, управления, разъединения и коммутации. »
Примеры.
« Примеры коммутационной аппаратуры и аппаратуры управления, которую эксплуатируют квалифицированные и обычные лица, привел Харечко Ю.В. в своем словаре [2]:
К коммутационной аппаратуре и аппаратуре управления относят разнообразные коммутационные устройства, защитные устройства, устройства управления и др. Такими устройствами являются [2]:
Поскольку перечисленная аппаратура не предназначена для эксплуатации обычными лицами, ее устанавливают в тех помещениях здания, куда имеют доступ только обученные и квалифицированные лица.
Обычные лица могут эксплуатировать коммутационную аппаратуру и аппаратуру управления так называемого бытового и аналогичного назначения. К такой аппаратуре относят [2]:
Назначение.
О назначении коммутационной аппаратуры и аппаратуры управления наиболее емко написал Харечко Ю.В. в своей книге [2]:
« Коммутационную аппаратуру и аппаратуру управления применяют во всех электроустановках зданий без исключений. Посредством этой аппаратуры осуществляют коммутацию электрических цепей, обеспечивают защиту от поражения электрическим током, выполняют защиту проводников от коротких замыканий и перегрузок, управляют функционированием электрооборудования, а также производят другие операции в электроустановках зданий. »
ГОСТ 17703. Виды коммутационных аппаратов
| Ссылка для скачивания ⇓ | Проверка действия (вводите только 5 цифр) | ||
| Беларусь | Российская федерация | Украина | |
| ГОСТ 17703-72 | действует | действует | не действует* |
*В Украине действует ДСТУ 2304-93.
Терминологию кабельных изделий смотрите в стандарте ГОСТ 15845.
Определение коммутационного аппарата
Коммутационный аппарат (определение 1 стандарта ГОСТ 17703) – это электрический аппарат, служащий для проведения электрического тока и коммутации электрической цепи.
Коммутация (в электротехнике) – процессы сопутствующие размыканию и замыканию контактов, возникающие в начальные мгновения. При размыкании контактов под нагрузкой возникает электрическая дуга, которую нужно оперативно погасить. Для этих целей проектируют дугогасительную систему (например, наиболее распространённые дугогасительные камеры в виде деионной решётки).
Коммутационная операция (определение 89) – дискретный (прерывистый) переход коммутационного аппарата из одного положения в другое (имеют ввиду включение или отключение).
Замкнутое положение контактов аппарата (фактически «Включено», определение 81) – положение подвижного и неподвижного контактов, при котором они соприкасаются (включенное положение, при котором через контакты проходит электрический ток).
Разомкнутое положение контактов аппарата (фактически «Выключено», определение 82) – положение подвижного и неподвижного контактов, при котором они не соприкасаются (выключенное положение, при котором контакты не проводят электрический ток).
 |  |  |  |
| Автоматический выключатель Электрон на 2500 ампер | Разъединитель РЕ19-47 на 4000 ампер | Контактор КТИ на 630 ампер | Электромеханическое реле РЭК на 3 ампера |
Коммутационные электрические аппараты бывают:
Бесконтактные коммутационные аппараты изготавливают на базе полупроводниковых или газоразрядных приборов.
Аппараты могут иметь несколько полюсов (от одного до четырёх) и в зависимости от их количества называться – однополюсными, двухполюсными, трёхполюсными и четырёхполюсными.
В подавляющем большинстве аппараты являются двухпозиционными, то есть имеют два положения – «включено» и «отключено» без каких-либо промежуточных.
Виды коммутационных аппаратов
Перечислим известные виды коммутационных аппаратов:
1. Выключатель (коммутационный аппарат имеющий два положения):
2. Рубильник:
3. Предохранитель
(коммутационный аппарат, который прерывает питание цепи при помощи разрушения откалиброванных токопроводящих элементов под воздействием тока).
Предохранители могут сочленять с разъединителем (например, рубильник РПС).
4. Контактор
5. Электрическое реле
Применение терминов союзного стандарта ГОСТ 17703
Данный документ даёт понятия, употребляемые в сфере электрических коммутационных аппаратов.
Содержащиеся термины следует употреблять в справочной литературе, учебных брошюрах по электротехнике, а также в сопровождающей документации по низковольтной аппаратуре.
Все определения написаны в других словесных формах без потери смысла. Для принятия окончательных убеждений используйте текст самого нормативного документа.
Назначение и виды коммутационных аппаратов
Коммутационный аппарат — аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или более электрических цепях.
Механический коммутационный аппарат — коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.
В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты на два типа:
1. Контактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию путем перемещения его контакт-деталей относительно друг друга.
2. Бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.
Виды коммутационных электрических аппаратов
Основными электрическими коммутационными аппаратами являются:
— устройство защитного отключения;
Выключатель — электрический аппарат для замыкания и размыкания электрической цепи, включения и отключения оборудования.
Выключатель нагрузки — высоковольтный коммутационный аппарат, занимающий по уровню допускаемых коммутационных токов промежуточное положение между разъединителем (коммутации под нагрузкой запрещены (как исключение допускается включение на холостой ход трансформаторов и линий — см. подробнее Разъединитель) и выключателем (масляным,вакуумным, воздушным, электромагнитным, элегазовым) который способен отключать без повреждения как номинальные нагрузочные токи так и сверхтоки при аварийных режимах.
Выключатель нагрузки допускает коммутацию номинального тока, но не рассчитан на разрыв токов при к.з. Отключение сверхтоков в таких выключателях осуществляется специальными предохранителями.
Разновидности выключателей нагрузок:
Применение: Выключатели нагрузки устанавливаются в распредустройствах и подстанциях 6-10 кВ и допускают коммутацию до нескольких МВА, в зависимости от конструкции и номинального тока.
Отделитель — высоковольтный аппарат, предназначенный для автоматического отключения повреждённых участков цепи в бестоковую паузу АПВ, поскольку его конструкция не рассчитана на гашение электрической дуги. Устройство отделителя такое же как и разъединителя. Отличие от последнего в том, что отделитель в комбинации с короткозамыкателем создаёт систему отделитель — короткозамыкатель которая представляет альтернативу высоковольтному выключателю.
Назначение и устройство коммутационных аппаратов
Коммутационный аппарат – аппарат, предназначенный для включения или отключения тока в одной или нескольких электрических цепях.
Коммутационный аппарат – электрический аппарат, предназначенный для коммутации электрической цепи и снятия напряжения с части электроустановки.
Механический коммутационный аппарат – коммутационный аппарат, предназначенный для замыкания и размыкания одной или более электрических цепей с помощью разъединяемых контактов.
В общем случае можно разделить все коммутационные аппараты на два типа:
1) Контактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию путём перемещения его контакт-деталей относительно друг друга
2) Бесконтактный коммутационный аппарат, осуществляющий коммутационную операцию без перемещения и разрушения его деталей.
Виды коммутационных аппаратов.
Основными электрическими коммутационными аппаратами являются следующие:
2) выключатель нагрузки;
6) автоматический выключатель;
7) устройство защитного отключения;
11) пакетный выключатель;
Выключатели.
Высоковольтный выключатель – коммутационный аппарат, предназначенный для оперативных включений и отключений отдельных цепей или электрооборудования в энергосистеме в нормальных или аварийных режимах при ручном, дистанционном или автоматическом управлении.
Рисунок 1 – Малообъёмный масляный выключатель ВМГ-10
Для успешной работы выключатели должны обладать достаточной отключающей способностью и возможно меньшим временем действия. По степени быстродействия выключатели разделяют на сверхбыстродействующие с временем отключения до 0,06 с, быстродействующие – от 0,06 до 0,08 с, ускоренного действия – от 0,08 до 0,12 с и небыстродействующие – от 0,12 до 0,25 с.
В зависимости от среды, в которой расходятся контакты и гасится дуга, выключатели бывают масляные, со специальными жидкостями, воздушные пневматические, воздушные электромагнитные, автогазовые (с газом, генерируемым твердым веществом под действием температуры дуги), элегазовые, вакуумные, со специальными газами.
В зависимости от количества масла масляные выключатели делятся на две группы: с большим объемом масла (ВМ, ВМБ, МКП и др.) и с малым объемом (ВМГ, ВМП и др.). В многообъемных выключателях масло выполняет двойную функцию: гасит дугу и изолирует токоведущие части друг от друга и от заземленного бака. Масло в малообъемных выключателях служит только для гашения дуги.
Указанные группы характеризуются различными принципами гашения дуги. У многообъемных выключателей возникающая при расхождении контактов дуга действием высокой температуры разлагает масло, образуя газовый пузырь (до 70 % водорода) с областью большого давления. Дуга при этом охлаждается (водород обладает большой теплопроводностью) и при дальнейшем увеличении расстояния между контактами гаснет.
Конструктивная схема масляного бакового выключателя приведена на
Бак выключателя 1, заполненный трансформаторным маслом 2, устанав-ливается на опорах. На стенках бака имеется внутрибаковая изоляция 9. Через крышку 3 проходят фарфоровые изоляторы 4 с выводами в виде стержней не- подвижных главных контактов 7. Подвижные контакты 8 крепятся на подвиж- ной траверсе. Движение контактов всех полюсов осуществляется от приводного механизма с помощью тяги и вала 6. Во включенном положении траверса с подвижными контактами 8 поднята и они замыкают неподвижные контакты 7. Отключающая пружина 5 сжата. Выключатель во включенном положении удерживается защелкой привода.
Недостатком масляных выключателей является то, что из-за наличия трансформаторного масла они являются взрыво- и пожароопасными. Это привело к замене этих выключателей другими. Однако в настоящее время в эксплуатации находится большое количество баковых выключателей на напряже- ние 110 и 220 кВ.
Маломасляные выключатели могут иметь дугогасительные устройства в нижней или верхней части полюса и осуществлять перемещение подвижного контакта сверху вниз или снизу вверх. Выключатели с перемещением подвижного контакта на включение снизу вверх и установкой дугогасительного уст- ройства в верхней части полюса более перспективны, т. к. повышаются отклю- чаемые токи и улучшаются динамические процессы при отключении.
