Продолжительность эксплуатации (долговечность) низковольтных выключателей в связи с операциями выключения
Тестовые требования
Стандарты не определяют условия, относящиеся к требованиям продолжительности эксплуатации выключателей. Оговаривается только количество операций разрыва и/или замыкания, в следующих условиях:
- выключатель не находится под нагрузкой,
- находится под нормальной нагрузкой,
- находится под избыточной нагрузкой,
- находится в состоянии короткого замыкания.
Эти величины варьируются от двух выключений (O-t-CO), до полученных в результате испытаний максимальных количеств выключений при коротком замыкании. Также указывается, что выключатель способен на несколько тысяч чисто механических операций, выполняемых в условиях отсутствия нагрузки.
Практические аспекты
Продолжительность эксплуатации, или долговечность (сколько времени выдержат контакты) выключателя, относящегося к типу замыкателя, в основном, зависит от величины разрываемого тока. (Здесь игнорируется эрозия контактов, вызванная механическими ударами при операциях замыкания, которую можно свести к минимуму, используя соответствующую конструкцию механической части выключателя.)
Размыкание цепи при коротком замыкании
Более низкий ток, находящийся в диапазоне обычных условий использования, или увеличение нагрузки в пределах температурной задержки срабатывания привода выключателя, оказывает незначительное влияние на продолжительность работы контактов, по сравнению с влиянием тока короткого замыкания, допустимого номиналом выключателя. Из-за редко случающихся, но сильных токов короткого замыкания, происходящего вблизи токопроводящих шин, электрическая эрозия контактов может быть настолько высока, что выключатель может потребовать замены.
Однако практический опыт показывает, что величина токов короткого замыкания редко превышает 50 кА. Обычно, величина тока находится значительно ниже этого значения, и эрозия контактов также остается в разумных пределах.
Для уже установленного выключателя не очень легко заметить снаружи, какое количество коротких замыканий он уже прервал, или какова была фактическая величина токов коротких замыканий. Соответственно, сложно определить, достиг ли уже выключатель конца срока своей службы.
Несмотря на вышесказанное, существуют косвенные указатели на то, что выключатель приближается к концу своего срока эксплуатации. Связанные с перегревом срабатывания при перегрузке начинают происходить раньше, даже при номинальных значениях тока. Это обеспечивает полную активность защитной функции выключателя вплоть до самого конца его срока службы.
Причина более раннего срабатывания связана с ростом температуры. При этом из-за увеличения сопротивления контактов, подвергшихся сильной эрозии, усиливается находящийся в допустимых пределах ток. При длительной работе это влияет на характеристики чувствительности температурного срабатывания. В результате, реле выключателя срабатывает раньше.
Снижение способности выключателя пропускать допустимый ток, указывает на то, что сопротивление контактов слишком велико (контакты подверглись электрической эрозии). Такой выключатель достиг конца своего срока службы, и подлежит замене.
Другими словами, выключатель остается надежным и безопасным до самого конца. Нормальная его работа указывает на то, что функционально он находится в порядке. Если после включения, выключатель не демонстрирует преждевременных отключений, это свидетельствует о том, что он сможет прерывать и ток короткого замыкания.