Vypínač zátěže: účel, konstrukce, specifika výběru a montáže

Aby bylo možné provést opravu části elektrické sítě pod zátěží nebo vyměnit zařízení, je nutné přerušit přívod proudu do systému. K tomu pomůže odpojovač zátěže. Ten správně rozpojí proudovodný obvod a díky přítomnosti komory zhasne elektrický oblouk, který vzniká při rozpojování kontaktů.

V námi předloženém článku jsou podrobně popsány druhy a princip činnosti přístrojů, které zajišťují ochranu zařízení a bezpečnost provádění následných prací. Jsou uvedeny technické parametry modelů používaných v domácnosti. Jsou poskytnuta doporučení pro výběr a provoz ochranného zařízení.

Podrobný popis přístroje

Odpojovač zátěže představuje progresivní spínací přístroj, vybavený zhášecí komorou oblouku a pohonem pro automatické nebo mechanické ovládání.

Je určen k mechanickému rozpojování/spojování skupiny kontaktů v úseku elektrického obvodu střídavého proudu pod zátěží. Je vhodný ke spínání obvodů nízkého a vysokého napětí s pracovní zátěží.

Vypínací zařízení mají rozšířenou rukojeť. Rozsah pracovních teplot se pohybuje od –40 – +50 °C. Výřezy na kontaktních svorkách snižují tepelné ztráty a zvyšují mechanickou stabilitu spoje.

Při zkratu se nepoužívá, protože je navržen pro zhášení nízkovýkonného oblouku a odpojení jmenovité zátěže.

Ve výrobních halách a podnicích zabírajících velkou plochu se obvykle instalují autoplynové odpojovače zátěže. Tyto prvky jsou jednoduché na provoz a snadno je opraví i personál s nižší kvalifikací.

Patří do třídy vysokonapěťových přístrojů a obvykle se umísťuje v elektrických zařízeních pracujících pod napětím 6-10 kilovoltů, která nejsou vybavena automatickým systémem chránícím síť před zkratem.

Přístroj je vybaven zesílenými kontakty s prodlouženou životností, která výrazně přesahuje provozní dobu kontaktních spojů u běžných jističů. To umožňuje zcela bezpečně odpojit vedení pod zátěží a provést všechna nezbytná opatření.

Některé pokročilé moduly odpojovačů zátěže jsou vybaveny speciálním pozorovacím okénkem. Skrze něj lze názorně zjistit, v jakém stavu – sepnutém nebo rozepnutém – se v daném okamžiku nacházejí kontakty spínače.

Zařízení pro odpojení zátěže se skládá z pevného svařovaného rámu, vybaveného speciální hřídelí. Na něm je umístěno 6 podpůrných izolátorů.

Ke třem izolátorům umístěným ve spodní části jsou kloubově připevněny kontaktní nože, zatímco na zbývajících prvcích nahoře jsou umístěny hlavní a zhášecí kontakty. Izolační táhla správně přenášejí pohyb z hřídelových pákových prvků přímo na kontaktní nože.

Jednotka je vybavena vypínacími pružinami, přivařenými na konce hřídele. Ty umožňují s určitou rychlostí deaktivovat vypínač poté, co je mechanismus volného rozpojení vodiče uvolněn.

Kontakty odpovědné za zhášení oblouku se rozpojují ve speciálních zhášecích komorách vyrobených z fenoplastu. Tento materiál má vysokou mechanickou a korozní odolnost, vykazuje mimořádnou pevnost a disponuje bezprecedentně vysokými elektroizolačními vlastnostmi.

Vnitřní vložky umístěné v komorách jsou vyrobeny ze sklem plněného polyamitu, který se vyznačuje hustou strukturou a odolností proti nárazům. Obloukovitý tvar komor a vložek umožňuje pohyblivým zhášecím kontaktům snadno a bez námahy vstupovat dovnitř.

Přístroje pro odpojení zátěže v elektrických sítích se používají k přerušení/obnovení dodávky napětí na rozvodnách odpovědných za distribuci elektrické energie v městských a venkovských oblastech.

Při aktivaci přístroje se nejprve sepnou zhášecí kontakty a teprve poté nože sepnou hlavní kontakty. V okamžiku vypnutí probíhá vše obráceně: nejprve se rozepnou hlavní kontakty a až po nich zhášecí kontakty.

Montáž přenosného uzemnění na zařízení pro odpojení napětí zajistí bezpečnost sítě a umožní bez rizika provádět jakékoli plánované nebo opravné práce na elektrickém systému a zařízení.

V neaktivním režimu vytváří pohyblivý zhášecí kontakt jasně viditelnou vzduchovou mezeru s komorou pohlcující oblouk, stejně jako u tradičního odpojovače. Bezprostředně v okamžiku vypnutí vzniká mezi zhášecími kontakty oblouk.

Působením vysoké teploty oblouku uvolňuje vložka ze sklem plněného polyamidu specifické plyny. Tento proud, který vzniká v komoře, hasí oblouk a zajišťuje další bezpečnost pro práci s proudovým obvodem a elektrickým zařízením.

Prvky odpovědné za vypnutí/zapnutí zátěže se od sebe liší následujícími technickými parametry:

• způsob upevnění;
• úroveň jmenovitého proudu;
• základní výbava;
• přítomnost a počet doplňkových funkcí;
• konstrukční zvláštnosti modulu;
• jmenovité napětí.

Většina domácích vypínačů se na rozdíl od průmyslových přístrojů ovládá ručně a odpojuje proudový tok nejvýše 100 ampér. Aby se kontakty nepřehřívaly během provozu a při potenciálním přetížení, pořizuje se výrobek tak, aby jeho jmenovitý proud nutně překračoval celkový proudový tok zátěží spotřebitelů.

Přístroj určený k odpojení zátěže má písmenné označení – VN a širší ovládací rukojeť. Tyto polohy slouží spotřebiteli jako vodítko a zabraňují mu zaměnit jednotku s jiným vzhledově podobným zařízením – jističem

Na rozdíl od klasického jističe je zatěžovací deaktivátor vybaven zesílenými kontakty, které jsou schopny odolávat dlouhodobému provozu.

Zvýšenou spolehlivost modulu zajišťují následující položky:

• automatické blokování ovládací rukojeti proti neoprávněnému zapnutí;
• přítomnost kontrolních okének umožňujících vizuálně se přesvědčit o rozpojení kontaktů a poskytujících možnost kontrolovat situaci ve všech fázích práce;
• dvojité přerušení řetězových kontaktů zajišťující úplné odpojení napájení a garantující bezpečnost všech prováděných opravných a údržbových činností.

Všechny tyto parametry činí vypínače napětí velmi užitečnými pro použití a přispívají k tomu, že spotřebitelé mají zájem o nákup těchto přístrojů a jejich začlenění do elektrické soustavy pro zvýšení spolehlivosti a zajištění bezpečnosti provozu.

Klasifikace vypínacích modulů

Výrobky odpovědné za deaktivaci zátěže v elektrické síti se vyrábějí v několika různých variantách. Klasifikace přístrojů se provádí podle metody zhášení oblouku, který vzniká při deaktivaci zátěže, a podle typu zhášecí komory.

Vypínač zátěže autoplynového typu se nejčastěji montuje do rozváděčů, obslužných boxů a na transformátorových stanicích. Aktivovací pohon v modulu může být ruční a elektrický.

Výrobci působící na trhu s elektrickým zařízením vyrábějí vypínače zátěží následujících typů:

• autoplynové – stěny komory se zahřívají působením elektrického oblouku a uvolňují speciální plyn, který jej pohlcuje;
• vakuové – ve vakuových vypínačích se využívají vlastnosti prostředí, ve kterém se elektrický oblouk nešíří;
• elektromagnetická – elektromagnetická relé působí na oblouk elektromagnetickým polem a tímto způsobem mění jeho směr;
• autopneumatická – hasí elektrický oblouk stlačením vzduchu nacházejícího se v komoře pomocí silného pružinového prvku;
• plynové (SF6) – dutina absorpční komory vypínačů s plynem SF6 je naplněna elektrotechnickým plynem sestávajícím se z fluoridu sírového (SF6). Tento bezbarvý těžký prvek je šestkrát těžší než vzduch a velmi rychle hasí elektrický oblouk, který vznikne při rozpojení kontaktu.

Autoplynová zařízení jsou dnes nejrozšířenější a mají největší poptávku. Doslova jim však „šlapou na paty“ vakuové agregáty, které jsou odborníky považovány za nejperspektivnější, nejprogresivnější, nejúčinnější a nejspolehlivější vypínače napětí.

U vakuových vypínačů jsou zhášecí komory vybaveny dodatečnou spolehlivou izolací. Díky tomu je jejich životnost a odolnost proti provoznímu opotřebení výrazně vyšší než u autoplynových analogů.

Přímé ovládání přístrojů se provádí pomocí ručního pohonu pákového typu, vybaveného vestavěným elektromagnetem, který umožňuje dálkové vypínání.

Kromě výše popsaných parametrů se vypínače zátěže liší také počtem pólů kontaktů. Dnes jsou na trhu nabízeny jednopólové, dvoupólové a třípólové moduly určené ke správnému odpojení zátěže v napájecí soustavě.

Další důležitou vlastností je konstrukce výkonného mechanismu.

Tento uzel může být:

• elektromagnetický;
• tepelný;
• polovodičový;
• kombinovaný.

Poslední rys se týká principu instalace modulu. Může být výsuvný, pevný nebo nepohyblivý. Volba se provádí v závislosti na umístění elektrické sítě a vnějších povětrnostních podmínkách v místě instalace.

Technické parametry zařízení

Přístroje, které provádějí vypínání zátěže rozpojením elektrického obvodu, mají různé technické parametry. Všechny mají důležitý význam a jsou rozhodující při výběru vhodného zařízení k nákupu a jeho následné instalaci.

Ukazatel jmenovité hodnoty napětí odráží provozní napětí elektrotechnického přístroje, na které je původně dimenzován výrobcem.

Maximální hodnota provozního napětí ukazuje krajně možnou přípustnou vysokou hodnotu napětí, při které je vypínač schopen fungovat v normálním režimu bez újmy na své funkčnosti. Obvykle tato hodnota překračuje velikost jmenovitého napětí o 5–20 %.

Elektrický proud, při jehož průchodu úroveň zahřívání izolačního povlaku a částí vodiče nebrání normálnímu provozu systému a může být všemi prvky snášen po neomezenou dobu, se nazývá jmenovitý proud. Jeho hodnota se musí zohlednit při výběru a nákupu vypínače zátěže.

Hodnota průchozího proudu v dovolených mezích ukazuje, jaký objem proudu protékajícího sítí v režimu zkratu dokáže vydržet instalovaný vypínač zátěží.

Proud elektrodynamické odolnosti odráží hodnotu zkratového proudu, která při působení na zařízení během prvních několika period na něj nemá žádný negativní vliv a mechanicky jej nepoškozuje.

Proud tepelné odolnosti určuje mezní úroveň proudu, jehož zahřívací účinek po určitou dobu nevyřadí vypínač zátěže z provozu.

Velmi důležité jsou také technické provedení pohonu a fyzické parametry přístrojů, které určují celkovou velikost a hmotnost zařízení. Podle nich lze zjistit, kde bude vhodnější umístit přístroje, aby správně fungovaly a plnily stanovené úkoly.

Mezi bezpodmínečně kladné vlastnosti zařízení zodpovědných za odpojení zátěže patří následující body:

• jednoduchost a dostupnost výroby;
• elementární způsob provozu;
• velmi nízká cena hotového výrobku v porovnání s jinými typy vypínačů;
• možnost pohodlné aktivace/deaktivace jmenovitých proudů zátěží;
• viditelná mezera mezi kontakty zajišťující úplnou bezpečnost jakýchkoli prací na odchozích vedeních (montáž dalšího odpojovače není nutná);
• levná ochrana proti nadproudovému toku pomocí pojistek, zpravidla naplněných křemenným pískem (typ PKT, PK, PT).

Z nevýhod vypínačů všech typů je nejčastěji uváděna schopnost spínat pouze jmenovité výkony, aniž by pracovaly s proudem v nouzovém režimu.

Navzdory nízké ceně a údržbě jsou autoplynové moduly považovány za zastaralé a při plánované údržbě nebo při rekonstrukci sítí a rozvoden jsou cíleně nahrazovány modernějšími vakuovými prvky.

Autoplynovým modulům je obvykle vytýkán omezený pracovní zdroj, způsobený postupným vyhořením vnitřních dílů generujících vznik plynu v obloukové zhášecí komoře.

Tento bod je však zcela řešitelný, a to malými prostředky, protože prvky generování plynu a párové kontakty určené k pohlcování oblouku stojí velmi levně a snadno se vyměňují, a to nejen odborníky, ale i pracovníky s nižší kvalifikací.

Co zohlednit při výběru?

Při plánování pořízení odpojovače zatížení je třeba mít na paměti, že zařízení není primárně určeno k ochraně elektrických spotřebičů, ale k ochraně vedení před přehřátím, propálením a přepětím.

Aby byl nákup správný a zařízení zvládlo stanovené úkoly, je nutné předem zjistit průřez kabelu vstupujícího do bytového či domovního rozvaděče a úroveň proudu, na který je dimenzován.

Vakuové moduly získávají stále větší popularitu. Mají malé vnější rozměry, a díky tomu jsou vhodné pro zabudování do různých typů rozvodných krabic.

Po získání těchto informací je porovnáme s továrními charakteristikami odpojovače zatížení. Hodnota vypínacího proudu zařízení by měla být o něco menší než maximální povolený proud pro vodič.

Vakuové odpojovače zatížení jsou progresivní typ doprovodných elektrických součástek. Výrazně zvyšují úroveň základní bezpečnosti systému, nevytvářejí produkty hoření a nevypouštějí je do atmosféry.

Pokud je propustnost kabelu mnohem vyšší než proud spotřeby zátěže, zvažuje se nákup automatického modulu pro zátěž.

Pro určení potřebných parametrů zařízení se nejprve sečte výkon všech elektrických spotřebičů v obytné místnosti. K získanému součtu se přidá 5 až 15 % jako rezerva a pomocí Ohmova zákona se určí celkový spotřebovaný proud. Poté se zakoupí automatický jistič s vypínacím proudem o něco vyšším, než je vypočtený.

Oblast použití odpojovačů v domácnosti

Obvykle se v rodinných domech a bytech používají automatické jističe. S jejich pomocí se v případě potřeby odpojí napájení obytných prostor a provedou se veškeré potřebné montážní práce spojené s plánovanou údržbou nebo opravou elektrických sítí.

Tyto přístroje však nejsou žádným všelékem. Jističe slouží především k ochraně spotřebičů a elektrického vedení před agresivními účinky nadproudů. Přerušení obvodu je vedlejší úkol, který tyto přístroje plní.

Společnosti zabývající se výrobou prvků elektrických soustav v průvodní dokumentaci vždy uvádějí, že jistič není určen pro časté spínání. Maximální režim vypínání by neměl překročit 6krát za hodinu.

Pravidelné odpojování energie pomocí jističe není nejlepší nápad. Zvláště pokud přitom není ze zásuvky odvedena zátěž. Modul se v tomto případě opotřebovává mnohem rychleji a vyčerpá svou provozní životnost za kratší dobu, než bylo deklarováno továrními charakteristikami.

Pokud modul odpojovače zátěže nefunguje správně nebo je v samotném přístroji zjištěna závada, nemá smysl zařízení rozebírat a pokoušet se ho opravit. Rozumnější je pořídit nový přístroj a namontovat ho na místo starého (nefunkčního).

Uvnitř krytu postupně vyhořívají a černají kontakty a samotný výrobek ztrácí svou jmenovitou propustnost, přestává plnit své úkoly a následně selhává. Majitelé jsou v této situaci nuceni urychleně vyměnit přístroj.

Pokud tento okamžik ignorujete, příští zkrat poškodí elektroinstalaci, vyvolá vznícení jističe a možná povede i k vážnějším následkům.

Ve skupinových rozvaděčích se odpojovač zátěže často používá jako vstupní spínač. Právě přes něj je k rozvaděči připojen silový kabel vedoucí od trafostanice nebo jiného rozvaděče.

Právě proto odborníci doporučují pro časté vypínání nepoužívat běžné jističe, ale moderní a spolehlivé odpojovače zátěže.

Tyto prvky zvýší bezpečnost rozvaděčů, zajistí kvalitní a nepřetržité napájení elektřinou každého obytného prostoru a umožní v případě potřeby pohodlně a rychle rozpojit obvod, provést opravárenské a montážní práce jakékoli složitosti a znovu připojit bydlení k celkové napájecí soustavě.

Instalace přístroje pro deaktivaci zátěží na vstupu do rozvaděče umožňuje odpojit napětí od samotného rozvaděče a správně vyměnit vadné jističe.

Při použití takového zařízení je velmi snadné odpojit jakýkoli prostor od centralizované napájecí sítě za účelem plánované údržby nebo provedení nezbytných oprav. Jednotka zajistí úplnou bezpečnost pro technika a umožní rychle odstranit všechny zjištěné závady.

Závěry a užitečné video k tématu

Více o odpojovačích zátěže – v následujících videích, kde odborníci sdílejí své pracovní zkušenosti a nuance montáže.

Specifika montáže odpojovače zátěže. Podrobný návod od mistra.

Podrobný a srozumitelný popis, pravidla správného použití a přímý účel zařízení od profesionálního elektrikáře.

Přehled modulárního odpojovače zátěže vyrobeného společností Hyundai. Pomocí tohoto přístroje lze levně vyřešit problematiku spínání elektrického obvodu.

Specifika fungování odpojovače zátěže VN32-100 a praxe použití tohoto přístroje jako vypínače v elektrických obvodech střídavého proudu 50-60 Hz s jmenovitým síťovým napětím 230-400 V.

Praktický a spolehlivý odpojovač zátěže přispívá ke zvýšení úrovně bezpečnosti provozu elektrické sítě a pomáhá včas rozpojit proudový obvod na potřebném místě a odstranit vzniklou poruchu nebo vyměnit vadné zařízení.

Přítomnost vypínače zajišťuje ochranu vnitřní elektroinstalace v domě nebo bytě, chrání ji před předčasným opotřebením a výrazně prodlužuje její životnost.

Chcete se podělit o to, jak jste vybírali ochranné zařízení pro elektrickou síť ve vlastním domě/bytě? Máte informace, které by mohly být užitečné pro návštěvníky webu? Prosím, napište komentáře do bloku níže, ptejte se, sdílejte informace a fotografie k tématu článku.