Открыть в формате PDF

ИЭК:
Модульные автоматические выключатели.
Особенности конструкции, определяющие надежность (критерии ПКС)

Владимир Селиверстов, Антон Чуприянов, компания «ИЭК»

Предельная коммутационная (отключающая) способность (ПКС) – это характеристика автоматического выключателя, определяющая его реальную износостойкость. Основным показателем для этого аппарата является скорость прекращения протекания тока в процессе расцепления контактов и стойкость конструкции к процессам горения дуги в зоне размыкания.

Что определяет надежность современного автоматического выключателя?

Материал контактной пары, чтобы способствовать большей надежности аппарата, должен отвечать следующим требованиям:

• обеспечивать минимальное сопротивление контактов в зоне соприкосновения;
• обладать минимальной способностью к эмиссии заряженных частиц в процессе размыкания;
• препятствовать привариванию контактов в замкнутом состоянии при протекании сверхтоков.

Один из основных конструктивных элементов – механизм свободного расцепления. Это система пружин и рычагов, производящая размыкание контактов. Важным является усилие прижатия контактов при включении аппарата, а также скорость расцепления при отключении.

Ключевой показатель надежности – скорость гашения электрической дуги. Для ускорения гашения в электротехнических аппаратах используют так называемый механизм транспортировки дуги. В автоматических выключателях эту функцию выполняет стальная пластина с защитным покрытием, механически соединенная с одним из контактов для упрощения затягивания зоны горения дуги в дугогасительную камеру.

Дугогасительная камера состоит из нескольких стальных, параллельно расположенных пластин сложного профиля, закрепленных в термостойких диэлектрических пластинах. В модульных аппаратах в качестве диэлектрика обычно используется электротехнический картон, имеющий пропитку, подавляющую процесс горения дуги.

Рассмотрим особенности конструкции модульных автоматических выключателей, определяющих предельную отключающую способность, на примере двух аппаратов из ассортимента ТМ IEK: ВА47-29 (ПКС 4500 А) и ВА47-60 (ПКС 6000 А) (рис. 1).

Рис. 1. Конструкции автоматических выключателей ВА47-29 и ВА47-60

1. Детали механизма независимого расцепления 2. Подвижный контакт 3. Неподвижный контакт 4. Контактная напайка из серебросодержащего композита 5. Дугоотводящие пластины 6. Дугогасящая решетка

Оба выключателя настроены на номинальный ток 16 А с характеристикой «С» электромагнитного расцепителя. Кон­струкция аппаратов различна. В конструкции ВА47-29 подвижный контакт расположен со стороны дугогасительной камеры, а у ВА47-60 подвижный контакт находится с противоположной стороны от дугогасительной камеры.

Камеры заметно отличаются конструктивно, что говорит о различных свойствах дугогашения. Известно, что чем больше пластин при равном расстоянии между ними, тем более эффективно будет рассекаться электрическая дуга. У ВА47-29 девять пластин, а у ВА47-60 их целых тринадцать (рис. 2)!

Рис. 2. Дугогасительные камеры автоматических выключателей ВА47-29 и ВА47-60

Механизм свободного расцепления у ВА47-60 проще, рабочая пружина размыкания – одна и мощная, поэтому размыкание контактов по сравнению с ВА47-29 произойдет быстрее.

Повышенную износостойкость контактной пары при горении дуги гарантирует наличие контактной напайки на непо­движном контакте, а также специальная форма контактной зоны подвижного контакта. В обоих случаях (ВА47-29 и ВА47-60) напайка выполнена из серебросодержащего композита.

Существует еще одно немаловажное отличие ВА47-29 от ВА47-60: дугоотводящая пластина подвижного контакта ВА47-60 выполнена в виде гладкой кривой (что значительно облегчает затягивание дуги в дугогасительную камеру), в то время как у ВА47-29 – это ломаная линия с критической зоной в точке перегиба. Необходимо отметить, что у ВА47-60 в зоне неподвижного контакта дугоотводящая пластина двойной толщины. Кроме того, подвижный контакт ВА47-60 при размыкании касается дугоотводящей пластины, что повышает эффективность дугогасительной камеры.

Результаты испытаний, проведенных в ИЦ НИИ «Электроаппарат» (г. Ставрополь), документально подтвердили: конструкция ВА47-60 соответствует значению ПКС 6000 А.