ПУ-1

ПУ-1 — это советский механический полуавтоматический выключатель для электрических цепей напряжением до 380 В переменного тока, предназначенный для ручного управления и защиты электроустановок от токов короткого замыкания и перегрузок. Выпускался с середины 1950-х годов до начала 1990-х годов на ряде электротехнических заводов СССР, преимущественно на Московском заводе «Электроаппарат» (позднее — ПО «Электроаппарат»). ПУ-1 относится к классу пакетных выключателей, но отличается от них конструкцией контактной группы и способом гашения дуги.

История создания и производства

Разработка ПУ-1 была инициирована в конце 1940-х годов в рамках программы унификации и модернизации низковольтной коммутационной аппаратуры для промышленности и сельского хозяйства. Основной задачей было создание простого, надёжного и дешёвого выключателя, способного заменить громоздкие рубильники открытого типа и устаревшие модели пакетных переключателей. Первые опытные образцы появились в 1952 году, а серийное производство началось в 1955 году на Московском заводе «Электроаппарат».

Конструкция ПУ-1 была разработана под руководством инженера В. И. Смирнова. В отличие от распространённых в то время пакетных выключателей типа ПП, ПУ-1 имел более компактный корпус и улучшенную систему гашения дуги, что позволило увеличить коммутационную износостойкость до 10 000 циклов «включение-отключение» при номинальном токе. Выключатель выпускался в двух основных модификациях: ПУ-1-25 (на номинальный ток 25 А) и ПУ-1-63 (на 63 А). Позднее, в 1970-х годах, была разработана версия ПУ-1-100, но она не получила широкого распространения.

Производство ПУ-1 продолжалось до распада СССР. В 1990-е годы, в связи с переходом на более современные автоматические выключатели (например, серий АП-50, ВА, АЕ) и прекращением выпуска устаревших моделей, ПУ-1 был снят с производства. Тем не менее, значительное количество этих выключателей остаётся в эксплуатации в старых жилых домах, на промышленных объектах и в сельских электросетях.

Конструкция и принцип действия

Основные элементы

ПУ-1 состоит из следующих узлов:

• Корпус — выполнен из прессованного карболита (фенопласта) или, в более поздних версиях, из ударопрочного полистирола. Корпус имеет степень защиты IP20 (защита от прикосновения пальцами, без защиты от влаги).
• Контактная система — включает неподвижные и подвижные контакты из серебросодержащего сплава (обычно серебро-никель или серебро-медь). Контакты выполнены в виде пластин, закреплённых на пружинных держателях.
• Дугогасительная камера — представляет собой набор стальных пластин (решетка), расположенных в изолированном отсеке. При размыкании контактов электрическая дуга вытягивается в камеру, дробится на мелкие части и охлаждается, что обеспечивает её быстрое гашение.
• Приводной механизм — рукоятка из пластмассы, соединённая с валом, который через систему рычагов и пружин обеспечивает мгновенное переключение контактов. Механизм имеет фиксацию в двух положениях: «Включено» и «Отключено».
• Тепловой расцепитель (только в версиях с защитой от перегрузки) — биметаллическая пластина, которая при превышении номинального тока нагревается, изгибается и механически воздействует на защёлку, отключая выключатель. Время срабатывания зависит от величины тока: при токе 1,45 Iном — не более 1 часа, при токе 2,55 Iном — от 1 до 10 секунд.
• Электромагнитный расцепитель (только в версиях с защитой от короткого замыкания) — катушка с сердечником, которая при токе, превышающем уставку (обычно 5–10 Iном), втягивает сердечник и мгновенно (за 0,01–0,02 с) отключает выключатель.

Принцип работы

В нормальном режиме ток проходит через контакты, тепловой и электромагнитный расцепители. При возникновении перегрузки (например, при подключении слишком мощного прибора) биметаллическая пластина нагревается и через некоторое время отключает выключатель. При коротком замыкании мгновенно срабатывает электромагнитный расцепитель, разрывая цепь до того, как ток достигнет опасного значения. После срабатывания защиты выключатель необходимо вернуть в исходное положение вручную — для этого нужно нажать на рукоятку в сторону «Отключено», а затем снова включить.

Технические характеристики

Классификация и модификации

ПУ-1 выпускался в нескольких вариантах, различавшихся наличием защиты и типом привода:

• ПУ-1-25/1 и ПУ-1-63/1 — базовые модели без теплового и электромагнитного расцепителей (только ручное включение/отключение). Использовались в качестве обычных выключателей нагрузки.
• ПУ-1-25/2 и ПУ-1-63/2 — с тепловым расцепителем (защита от перегрузки). Электромагнитный расцепитель отсутствовал.
• ПУ-1-25/3 и ПУ-1-63/3 — полная комплектация: тепловой и электромагнитный расцепители (защита от перегрузки и короткого замыкания). Наиболее распространённая версия.
• ПУ-1-25/4 и ПУ-1-63/4 — с электромагнитным расцепителем, но без теплового (только защита от КЗ).

Также существовали модификации с усиленной дугогасительной камерой для работы в цепях постоянного тока (ПУ-1-25/ПТ, ПУ-1-63/ПТ), которые применялись в системах управления электроприводами постоянного тока.

Применение

ПУ-1 использовался в следующих областях:

• Вводные и групповые щитки в жилых домах (в том числе в квартирах старой постройки) и общественных зданиях.
• Управление и защита электродвигателей малой и средней мощности (до 15 кВт) в промышленности и сельском хозяйстве — например, в насосных станциях, вентиляторах, компрессорах.
• Цепи освещения — в качестве выключателей для групп светильников.
• Электроустановки временного типа — на стройплощадках, в полевых условиях.
• Системы управления станками — в качестве коммутационных аппаратов в шкафах управления.

Достоинства и недостатки

Достоинства

• Простота конструкции и обслуживания — не требуется специальных инструментов для замены.
• Надёжность при правильной эксплуатации — ресурс до 10 000 циклов.
• Низкая стоимость по сравнению с автоматическими выключателями того же класса.
• Возможность работы в цепях постоянного тока (в модификациях).

Недостатки

• Отсутствие защиты от токов утечки (дифференциальной защиты).
• Чувствительность к вибрациям и ударам — может происходить самопроизвольное отключение.
• Малый диапазон регулировки теплового расцепителя — не позволяет точно настроить защиту под конкретную нагрузку.
• Устаревшая конструкция — не соответствует современным требованиям по селективности и быстродействию.
• Ограниченная отключающая способность — при токах КЗ выше 4 кА может произойти разрушение контактов или корпуса.

Интересные факты

• В народе ПУ-1 получил прозвище «пуговица» из-за характерного круглого корпуса и маленькой рукоятки.
• До конца 1980-х годов ПУ-1 был одним из самых массовых выключателей в СССР — ежегодно производилось более 2 миллионов штук.
• В некоторых старых домах ПУ-1 до сих пор используется в качестве вводного выключателя, хотя по современным нормам (ПУЭ 7-го издания) для этих целей требуются автоматические выключатели с защитой от сверхтоков.
• Известны случаи, когда ПУ-1, установленные в 1960-х годах, продолжали исправно работать спустя 50 лет без какого-либо обслуживания.

Источники

• ГОСТ 12434-83 «Выключатели автоматические низковольтные. Общие технические условия»
• Каталог «Низковольтная аппаратура. Выключатели и переключатели пакетные» (М.: Информэлектро, 1985)
• Справочник «Электротехнические устройства. Коммутационная аппаратура» под ред. В. И. Смирнова (М.: Энергия, 1978)
• Техническое описание выключателя ПУ-1 (Московский завод «Электроаппарат», 1972)
• ПУЭ (Правила устройства электроустановок), 7-е издание, 2002 г.