Товарови разединители и прекъсвачи

• В индустрията, енергетиката и сградния сектор се използват различни типове устройства за прекъсване и управление на електрическите вериги с цел защита
  
  
• Основни функции на товаровите разединители са включване, изключване и разединяване на вериги под товар
  
  
• Разединителите намират широко приложение в промишлени обекти и съоръжения, ВЕИ централи, центрове за данни, жилищни, търговски и офис сгради и др.

В индустрията, енергетиката и сградния сектор се използват различни типове устройства за прекъсване и управление на електрическите вериги с цел защита на електроинсталациите от претоварване при прекомерно напрежение, късо съединение или високи стойности на тока. Основни функции на товаровите разединители са включване, изключване и разединяване на вериги под товар. Те не разполагат с възможности за управление, а само за изолиране на енергийния поток. Различните части на стандарта БДС EN IEC 60947 “Комутационни апарати за ниско напрежение” уточняват дизайна, работните параметри и тестовите спецификации при тези устройства.

При товаровите разединители разнообразието от варианти е голямо. Срещат се множество различни комбинации от технически характеристики, опции за монтаж и специфични приложения. Производителите в сегмента непрекъснато усъвършенстват продуктите си, подобрявайки тяхната ефективност, надеждност и устойчивост посредством използване на технологии и материали от по-ново поколение. Водещи тенденции при дизайна, подобно на тези при други типове ел. компоненти, са миниатюризацията, модулните концепции и фокусът върху улеснено сглобяване, инсталиране и използване. В същото време издръжливостта на агресивни условия непрекъснато се повишава, като по този начин се разширява и областта на приложение. Огромният асортимент от възможности, който предлага пазарът, често затруднява избора на подходящо решение за конкретен практически сценарий. Ето защо в тази статия ще разгледаме в детайли основните типове товарови разединители и прекъсвачи, техните специфики и приложения.

Типове индустриални прекъсвачи

Промишлените прекъсвачи са ключови компоненти на ел. инсталациите в индустрията, които им осигуряват контрол и защита с цел гарантиране на безопасността на персонала и съоръженията срещу електрически аварии и инциденти – късо съединение, претоварване и електрически пожари. Важно е да се отбележи, че не всички прекъсвачи, които се намират в каталозите на производителите, са еднакви. В този сегмент попадат различни типове устройства, проектирани за специфични цели и приложения. За разлика от разединителите, прекъсвачите не само изолират товарите, но и управляват електрическите вериги. Сред популярните типове такива апарати в практиката са: автоматични прекъсвачи с лят корпус (MCCB), въздушни автоматични прекъсвачи (ACB), прекъсвачи за остатъчен ток (RCCB), прекъсвачи за високо напрежение (HVCB), моторни прекъсвачи (MPCB) и др.

Първа важна стъпка при избора на прекъсвач е разграничаването между моделите за битови/сградни инсталации и тези в индустриално изпълнение. Вторите се отличават с по-високи номинални стойности на тока в сравнение с версиите за жилищни цели, както и с високоустойчив дизайн и уплътнен корпус, който им позволява да издържат на агресивни условия на работната среда, включително влага, запрашаване и замърсяване. Изборът на прекъсвач от индустриален клас обаче сам по себе си не е достатъчен – номиналният ток на конкретното устройство е важно да бъде стриктно съобразен с изискванията на целевото приложение.

Разединителите, от друга страна, спадат към разпределителната апаратура. Те се използват широко във фабрики, търговски и промишлени инсталации и обекти за автоматично прекъсване на вериги, ръчно разединяване и/или изолиране на захранването. Известни също като мощностни изолатори, разединителите са ключово средство за безопасно прекъсване на захранването към електрическото оборудване при ремонт и поддръжка. Мощните машини и системи с ел. захранване в индустрията е задължително да бъдат напълно изключени преди да се предприемат каквито и да било дейности по инспекция, обслужване и отстраняване на проблеми. Освен за прекъсване на веригата, разединителят служи и за разделяне на различни части от електрическата система.

Товаровите разединители защитават едновременно оборудването и персонала, като минимизират риска от инциденти с механичен или електрически произход и създават безопасна работна среда. Тези апарати намират широко приложение в разпределителни системи и табла, машини, центрове за управление на двигатели, фотоволтаични инсталации и др. Те могат да се задействат при възникнало късо съединение в границите на номиналния си капацитет, за да го ограничат без никакъв риск за оборудването или операторите.

Разединителите се използват главно като устройства за аварийно изключване на вериги, като се предлагат както автоматични, така и варианти с ръчно превключване. Особено във втория случай те трябва да бъдат лесно разпознаваеми, достъпни и видими по всяко време от операторите. За целта корпусите на товаровите разединители често са в специфични цветове, които отговарят на електрическите стандарти на конкретната страна или регион.

Основни разлики между прекъсвачи и разединители

Макар погрешно да са считани от мнозина за един и същи тип устройства поради сходната основна функция да прекъсват електрическата верига, прекъсвачите и товаровите разединители всъщност значително се различават помежду си по предназначение и възможности. Акцент при разединителите (switch disconnectors), както е заложено и в наименованието им, е сравнително простата задача да включват, изключват и разединяват вериги под товар, а основното им приложение е извършването на ремонт и поддръжка на свързаното електрическо оборудване. На практика те функционират като шалтери, както често биват и наричани.

Прекъсвачите (circuit breakers) могат да изпълняват много повече функции, включително управление, защита и контрол, пренос на захранване и прекъсване на веригата при условия на стандартен ток, включително и цялостна изолация при необходимост. Прекъсвачът е основно предпазно електрическо устройство, което служи за проследяване и незабавно прекъсване на веригата при надвишаване на допустимия ток. В този аспект той е доста подобен на предпазител. Тази функция не присъства при разединителя.

В ситуации като късо съединение или претоварване прекъсвачът спира подаването на захранване, осигурявайки безопасност за оборудването, персонала и обекта. Прекъсвачите включват в дизайна си релета, които помагат при откриването на различни грешки във веригата и изпращат сигнали за отваряне/затваряне на контактите, за да се предотвратят инциденти. Повечето прекъсвачи работят автоматично.

За да обобщим разликите между двата типа устройства, разединителят изолира захранването, като напълно спира енергийния поток по веригата. Той може (и често се) използва в комбинация с прекъсвач или превключвател на товара. Прекъсвачът, от друга страна, работи като превключващо устройство. Той е специално проектиран за управление на номиналния ток и защита от токове на късо съединение. При работа заедно двата типа устройства се допълват, за да гарантират максимално безопасна работна среда.

Работен принцип на товаровите разединители

Предлаганите на пазара товарови разединители най-общо могат да бъдат поделени в две групи според механизма на задействане – ръчно или автоматично. Базова част от разединителния механизъм са спомагателни превключвателни елементи, които дават дистанционна индикация за позицията на разединителя, електрическата блокировка, протичането на захранване и превключването на тока. Разединителите съдържат две метални пластини или контакти, които се разделят при отваряне.

При затваряне на устройството контактите се събират или допират помежду си, което води до протичане на електрически ток през веригата. Двете основни функции (отваряне/затваряне) могат да се изпълняват автоматично (чрез реле или превключвател) или да бъдат задействани от оператор посредством лост или бутон. При голяма част от товаровите разединители в практиката управлението на контактите се осъществява с помощта на пружинен механизъм.

Разединителите се използват за включване и изключване на захранването към товари в електрически инсталации при номинални условия на работа. При затворена верига разединителят подава ток към инсталацията или някой от нейните компоненти. Изолирането на веригата от захранването се постига чрез въвеждане на елемента в изключено състояние чрез физическо отваряне на контакта. Съгласно приложимите изисквания конструкцията на разединителя трябва да осигурява достатъчна изолационна междина между контактите за пълно прекъсване на захранващото напрежение. Разединителите обикновено са оборудвани и с индикатор за състоянието, който може едновременно да служи като задействащ елемент и/или бутон за управление на работата на компонента.

За големи електрически подстанции се използват специален клас разединители за високо напрежение. Основната им цел в такива приложения е да изключват големите мощности в трансформатори и преносни линии, за да гарантират безопасност при ремонт и поддръжка.

Предимства и приложения на товаровите разединители

Използването на товарови разединители осигурява на потребителите в сградния и промишления сектор множество предимства. Сред основните преимущества на тези устройства са изключително лесното инсталиране и въвеждане в експлоатация, както и отличното съотношение между опростен дизайн и функции и множество гарантирани ползи. Разединителите допринасят за постигането на висока степен на безопасност, сигурност и надеждност на индустриалните електроинсталации и свързаното с тях оборудване с малка инвестиция на средства и усилия. Добавянето на товаров разединител към веригата дава възможност за реализиране на високо ниво на защита от електрически инциденти, които биха причинили сериозни щети и рискове за здравето и живота на персонала, както и значителни потенциални разходи.

Основен плюс на разединителите са практически минималните изисквания за поддръжка след инсталация, както и универсалната приложимост в индустрията, ВЕИ и електроенергетиката и др.

Удобство е възможността да се избере модел с автоматично задействане или такъв с ръчно управление според конкретните потребности на системата, като опциите за монтаж в различни позиции осигуряват гъвкавост по отношение на системния дизайн и улесняват инсталационните дейности. Важно предимство на товаровите разединители е, че осигуряват на веригата и защита от механични или електромагнитни вибрации, които са често срещани в индустрията.

Сред основните съвременни области на приложение на тези устройства е IT секторът, където товаровите разединители са неизменна част от системите за електрическа безопасност при отстраняване на проблеми и поддръжка в мрежови архитектури, центрове за данни, компютърни зали, телекомуникационно оборудване и др.

Ключова приложна сфера е енергетиката, където се използват различни типове разединители ниско, средно и високо напрежение в комбинация с прекъсвачи за комутиране и защита на съоръжения в нефтено-газовия сектор, соларни централи, вятърни паркове, водноелектрически централи, интелигентни електроразпределителни мрежи и т. н.

Основна област, в която товаровите разединители са незаменими, е индустрията, особено в секторите, в които се използва мощно електрическо оборудване. Такива са производството, обработката на материали, минното дело, металодобивът и металообработката, петрохимията, фармацевтичната и целулозно-хартиената промишленост, строителството, процесните индустрии, системите за управление на инсталации за питейни и отпадъчни води и др.

Не на последно място, товаровите разединители са ключов компонент и от сградните електроинсталации в жилищни, търговски и офис приложения, сгради за обществено ползване, летища, хотели, здравни и учебни заведения и други обекти, в които е необходимо безкомпромисно ниво на защита срещу електрически инциденти при включването и изключването на вериги под товар, особено при извършване на ремонтни дейности и поддръжка.