Коммутационный аппарат выполняет основную функцию управления электрической цепью: включать и отключать. К этой разновидности аппаратов относятся: рубильники, выключатели, разъединители.
Выключатели предназначены включать и отключать электрические цепи "под током", т. е. во время протекания по цепи электрического тока.
Все электрические аппараты, имеющие подвижные части, могут быть разделены на автоматические и неавтоматические. Автоматические — это аппараты, приходящие в действие от заданного режима цепи, или машины, а неавтоматические, действие которых зависит только от воли оператора.
Автоматические выключатели бывают низковольтными (выпускаются на напряжение до 1000 В) и высоковольтными (на напряжение выше 1000 В).
Самый простой неавтоматический выключатель низкого напряжения — рубильник, состоящий в основном из подвижного ножа, неподвижного контакта и ручки.
Оператор рукой включает или отключает рубильник путем поворота ножа в вертикальное или горизонтальное положение. Контакты рубильника расположены просто в воздухе.
По мере роста рабочего напряжения и мощностей подобный аппарат уже не мог удовлетворить потребностям эксплуатации и постепенно появляются все более и более совершенные типы выключателей.
В электроустановках на напряжение до 1000 В наиболее широкое применение нашли воздушыне автоматические выключатели различных конструкций.
При отключении цепи под током между расходящимися контактами выключателя появляется электрическая дуга которую необходимо погасить. Для лучшего гашения дуги в автоматах применяются специальные устройства, улучшающие процесс гашения дуги, так называемые дугогасящие камеры различного исполнения.
Для цепей высокого напряжения простой воздушный выключатель уже не мог удовлетворить требованиям эксплуатации. Первое, что было сделано в направлении усовершенствования конструкции выключателя, — опустили контакты в трансформаторное масло, в результате чего получился так называемый, масляный выключатель. В настоящее время масляный выключатель уже представляет очень сложное устройство, использующее для своей работы многие достижения науки и техники.
Выскоковольтный масляный выключатель на траснформаторной подстанции
Работа масляного выключателя при отключении сводится к следующему: от действия высокой температуры дуги масло разлагается на газы, основной составляющей которых является водород. Дуга, таким образом, горит в среде газа, который находится в динамическом состоянии, в нем происходит бурное перемешивание ионизированных и неионизированных частиц, холодных и горячих частиц газа и в един из моментов прохода тока через нуль, вследствие периодичности, дуга гаснет.
Образование газа происходит очень бурно, в выключателе создается значительное давление, и если выключатель сконструирован неправильно, он может взорваться.
В масляных выключателях, имеющих дугогасящие камеры, гашение дуги происходит более безболезненно и быстро. Здесь энергия дуги используется для создания давления, которое сильно увеличивает движение газа около дуги и тем самым способствует гашению дуги.