Выбор правильного выключателя

Выключатель — это важное защитное устройство для любого оборудования или сети, через которую проходит электрический ток. Этот аппарат разрывает цепь питания и останавливает протекание тока при обнаружении аномальных значений тока, напряжения или температуры в цепи, которые могут создавать опасность. Как правило, в промышленных условиях электричество проходит через автоматический выключатель, где оно разделяется на несколько цепей. В каждую из этих цепей последовательно подключается выключатель, чтобы в случае обнаружения аномалии он мог сработать немедленно и без какой-либо промежуточной системы. Выключатель предупреждает возможность пожара, образования дыма, повреждения оборудования и поражения электрическим током.

Таким образом, выключатель выполняет ту же основную функцию, что и предохранитель, но, в отличие от предохранителя, его срабатывание не предполагает разрушения токопроводящего элемента, и впоследствии он может быть возвращен в исходное состояние. Например, выключатель может работать за счет накопленной энергии, обеспечиваемой простыми механическими средствами, такими как пружина, или использовать тепловой или магнитный эффект избыточного тока для разделения внутренних электрических разъемов.

Выключатели представлены в широком ассортименте и имеют различные характеристики, которые зависят от напряжения, установки, внешнего дизайна, расположения и механизма переключения, подходящего для конкретного применения.

Посмотреть выключатели

Как выбрать выключатель?
При выборе выключателя необходимо учитывать множество факторов.

Прежде всего, важно обратить внимание на основные электрические характеристики оборудования, а именно:
- Использует ли устройство переменный или постоянный ток.
- Напряжение, то есть наибольшее напряжение, которое может быть приложено к двум любым проводникам в цепи.
- Уровень тока короткого замыкания, при котором срабатывает устройство защиты.
Помимо прочего, нужно принять во внимание тип среды, в которой будет использоваться оборудование, в том числе температуру окружающей среды. Эти условия будут определять тип корпуса, необходимый для защиты выключателя от таких факторов, как влажность, температура и пыль.

Существует множество типов выключателей, и одним из главных отличий является диэлектрический материал, который служит средой для гашения электрической дуги. Эти диэлектрические материалы могут включать воздух, вакуум, масло или газообразный гексафторид серы SF6. Каждый из них подходит для определенных целей:
- Воздух для низковольтных систем
- Вакуум для высокого напряжения
- Масло для среднего и высокого напряжения
- SF6 — наиболее универсальный и широко используемый материал для большинства средне- и высоковольтных применений благодаря таким характеристикам, как
  - высокая диэлектрическая прочность
  - термическая стабильность и проводимость
  - высокая плотность (примерно в пять раз больше, чем у воздуха)
  - инертность
  - нетоксичность
  - способность к быстрой рекомбинации после прекращения искрения
При выборе выключателя необходимо определить тип нагрузки, при этом ключевым фактором является то, какой будет нагрузка — статической или динамической:
- Если нагрузка статическая, она никогда не будет потреблять больше номинального тока даже при полной мощности.
- Если нагрузка динамическая, то при запуске устройство может потреблять ток выше номинального.
Как правило, нагреватели относятся к первой категории, а двигатели или трансформаторы — ко второй.

Учитывая чрезвычайную опасность, которую может повлечь использование неисправных или некачественных устройств, при выборе выключателя важно убедиться, что он изготовлен авторитетными поставщиками и не является подделкой. Среди визуальных признаков, указывающих на несоответствие устройства установленным требованиям — плохая отделка поверхности, например, дефекты на внешнем корпусе, коррозия металлических деталей или нечитаемая маркировка. В Европе все устройства, соответствующие требованиям действующих стандартов, должны иметь маркировку CE. К другим факторам, которые следует учитывать, можно отнести вес изделия (убедитесь, что он сопоставим с весом ранее приобретенных изделий, отвечающих установленным требованиям), а также наличие сертификата типовых испытаний от признанной лаборатории или органа, подтверждающего соответствие.

С точки зрения конструкции различают несколько типов выключателей: дифференциальные, тепловые и электронные. Каждый из них имеет свои собственные эксплуатационные характеристики и подходящую область применения (более подробная информация приведена в нижеследующих разделах).
Каковы преимущества дифференциального выключателя?

Дифференциальный выключатель EATON

Дифференциальные устройства измеряют ток, протекающий в контуре, и срабатывают, если обнаруживают несоответствие между входящим и исходящим током.

Таким образом, дифференциальный выключатель будет активирован при расхождениях, которые могут быть близки к нулю и обычно вызваны неисправностями с высоким импедансом, такими как неэффективная изоляция, которые не могут быть обнаружены другими типами устройств.

Они обычно используются для защиты генераторов и трансформаторов.
Каковы преимущества теплового выключателя?

Тепловой выключатель Doepke

Тепловые устройства используют тепло, выделяемое избыточным током, для повышения температуры биметаллической ленты, подключенной последовательно к цепи.

Под воздействием тепла лента деформируется, что, в свою очередь, приводит к срабатыванию выключателя.

Недостатком таких устройств является их относительно медленная работа, однако они имеют дополнительное преимущество, так как могут использоваться в качестве основного выключателя для защищаемого оборудования.
Каковы преимущества электронного выключателя?
Электронные устройства оснащены автоматически управляемым переключателем, который действует после получения обратной связи с нагрузкой.

Переключатель запускается последовательным резистором, который обнаруживает любой избыточный ток, что, в свою очередь, вызывает соответствующее уменьшение напряжения на резисторе.

Преимущество таких устройств заключается в том, что они реагируют практически мгновенно, поскольку их работа основана на измерении тока, а не на тепловом расширении, которое занимает гораздо больше времени.
Каковы преимущества выключателя по сравнению с предохранителем?
Очевидной альтернативой выключателю является предохранитель, который, на первый взгляд, обладает преимуществами низкой стоимости и простоты. Использование выключателя или предохранителя часто определяется техническими стандартами, и хотя выключатели стоят дороже и имеют более сложную технологию, они являтся выгодным решением по ряду причин. Эти причины включают:
- Состояние предохранителя трудно оценить, и со временем оно может ухудшаться, тогда как выключатель можно регулярно проверять, чтобы убедиться в его оптимальном рабочем состоянии.
- Выключатель реагирует на перегрузку гораздо быстрее, чем предохранитель, поэтому заведомо более эффективен для защиты оборудования, которое может пострадать от длительного воздействия избыточного тока.
- Выключатели проще и безопаснее в установке, чем предохранители, поскольку их точки подключения к цепи находятся на задней панели устройства. Это означает, что персонал, работающий с данной аппаратурой, защищен от любого прямого контакта с самой схемой.
- Низкая стоимость одного предохранителя не всегда приводит к снижению стоимости всей системы защиты. Так, для трехфазной электрической системы потребуется три предохранителя. В случае, если перегорает один предохранитель, вам потребуется заменить все три, то есть необходимо иметь запасные предохранители. Предохранители также должны быть заключены в большой корпус для отвода тепла. Наконец, в отличие от выключателей, предохранители не могут выполнять те же самые функции, поэтому для такой схемы потребуется приобрести и установить дополнительные коммутационные устройства.
- Выключатели могут не только разрывать цепи, но и выступать в роли защитных устройств или переключателей. Они также могут выполнять дополнительные функции, например, обеспечивать защиту от замыканий на землю, и включать такие характеристики, как дистанционное управление, индикация состояния, измерение мощности и сетевая связь.