Рубильник – это коммутирующий аппарат ручного управления с рычажным механическим приводом без самовозврата. Рубильники различных типов применяются для отключения силовых цепей с созданием видимого разрыва цепи. Их устанавливают на панелях распределительных щитов, в шкафах и ящиках. Диапазон номинальных токов от несколько десятков до нескольких тысяч ампер.
В контактной системе рубильника предусматривают от одного до трех врубных контактов. По количеству контактов рубильники называют соответственно однополюсными, двухполюсными и трехполюсными. Обозначение рубильника на электрической схеме приведено на рис. 6.12.
Рычажная рукоятка рубильника имеет два фиксированных положения: «включено» (верхнее положение рукоятки) и «отключено» (нижнее или горизонтальное положение рукоятки). Цепь замкнута контактом только при верхнем положении рукоятки. Рубильник включают мускульным усилием, поворачивая рукоятку вверх, отключают также мускульным усилием, поворачивая рукоятку вниз.
Наиболее ответственной является операция отключения рубильника, когда разрывается цепь электрического тока и между размыкающимися контактными деталями возникает электрическая дуга. Для быстрого гашения дуги в каждом полюсе рубильника обычно предусматривается так называемый моментный нож с отключающей пружиной. Она обеспечивает мгновенное размыкание контактов, независимо от скорости перемещения рукоятки рубильника. В некоторых случаях рубильник комплектуют дуго-гасительной камерой или дугогасительной решеткой.
Рубильник, в котором не предусмотрено специальное устройство гашения электрической дуги, называют разъединителем. Он предназначен для отключения цепи без тока.
Аналогичный рубильнику аппарат с тремя позициями рукоятки называют рубящим переключателем [3]. На рис. 5.13 приведен пример обозначения на электрической схеме двухполюсного переключателя.
Рубильники и рубящие переключатели выполняют открытого и водозащищенного исполнения.
Переключатели применяют в схемах реверсирования двигателей, при пуске асинхронных двигателей методом переключения обмотки статора со «звезды» на «треугольник» и в других случаях, связанных с переключением электрических цепей.
Рубильники серий Р, РО, РП и рубящие переключатели серий П, ПО, ПП выпускают на токи от 100 до 1000 А при напряжении 220 и 440 В постоянного тока, 380 и 500 В переменного тока.
Аппараты указанных серий с дугогасительными камерами допускают отключение при токе нагрузки (в неиндуктивной цепи), равном по величине номинальному току аппарата при напряжении до 220 В. Отключение аппарата под нагрузкой при напряжении 500 В переменного тока и 440 В постоянного тока не допускается.
Пакетные выключатели и пакетные переключатели представляют собой коммутирующие аппараты ручного управления с пружинным приводом без самовозврата. Их применяют для коммутации цепей постоянного и переменного тока до 400 А в схемах распределительных устройств и систем автоматики, а также для пуска асинхронных двигателей небольшой мощности. Элементами такого выключателя являются «пакеты», состоящие из системы неподвижных и подвижных контактных деталей с пружинным механизмом.
Все пакеты разделены друг от друга изоляционными прокладками и собраны в корпусе в единую конструкцию. Во внутренней полости пакетов находится механический привод с переключающей пружиной и подвижный контактный узел, который перемещается с помощью вала, общего для всех пакетов. На валу закреплена рукоятка, воспринимающая мускульное усилие человека. Поворот рукоятки и вала до определенной позиции (на 90о или 120о) передается пружинному механизму. Перемещение подвижных контактных деталей (контактных ножей) происходит практически мгновенно.
В положениях «включено» и «отключено» подвижный контактный узел фиксируется с помощью переключающей пружины, которая предотвращает самопроизвольное перемещение подвижного узла (см. [1] п. 3.3). Подвижная контактная деталь – контактный нож, закреплен на изолированном валу привода. Контактный нож поворачивается вместе с валом. Количество ножей и, соответственно, количество коммутирующих контактов в выключателе до трех, в переключателе может быть больше трех. Неподвижные контактные детали выполнены из латуни и закреплены в кольцах. При размыкании контакта возникшая на нем электрическая дуга гасится в закрытой камере, в которой находятся газогенерирующие фибровые пластины.
Пакетные выключатели и переключатели серии ПВ и ПП изготавливают однополюсными, двухполюсными и трехполюсными в защищенном и герметичном исполнении. Количество контактов у переключателя не более семи. Номинальный постоянный ток от 10 до 400 А при напряжении 200 В, номинальный переменный ток от 6 до 250 А при напряжении 400 В.
Пакетные выключатели и переключатели имеют преимущества перед рубильниками: у них малые габариты, они имеют высокую вибростойкость и ударостойкость, электрическая дуга гасится в малом объеме без выброса пламени и газов, контактная система позволяет осуществлять управление большим количеством электрических цепей. Основной недостаток – быстрый износ контактного узла и механизма привода. Гарантированное количество операций «включить-выключить» при номинальных токах (Iном) 100…400 А и напряжении 220 В обычно ограничено величиной 2500. Коммутационная способность при номинальном напряжении может достигать семикратного значения номинального тока аппарата.